JP2002020864A

JP2002020864A - 磁性薄膜用のスパッタリング装置及び磁性薄膜形成方法

Info

Publication number: JP2002020864A
Application number: JP2000203459A
Authority: JP
Inventors: Miho Sakai; 美保坂井; Naoki Watanabe; 直樹渡辺
Original assignee: Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】基板に対してスパッタ粒子が斜めに入射する
ように基板とターゲットを配置して、かつ、基板を自転
させることにより、異方性比率の高い磁性薄膜を均一性
良く形成する。【解決手段】三つの円形のターゲット１０、１２、１
４と、一つの円形の基板１６の間に、同一形状の三つの
分布修正板１８、２０、２２が配置されている。自転す
る基板１６の回転中心とターゲット１８の中心は距離Ｌ
だけオフセットしており、基板１６の中心とターゲット
１０の表面の中心とを結ぶ線分５２は、基板１６の表面
の法線５４に対して角度αだけ傾斜している。これによ
り、ターゲット１０から基板１６に向かうスパッタ粒子
は基板１６に対して斜めに入射することになり、基板１
６上に形成される薄膜が磁気異方性を示すようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は磁気記録媒体の磁
性薄膜を形成するためのスパッタリング装置と、このス
パッタリング装置を使った磁性薄膜形成方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年のハードディスク装置（ＨＤＤ）の
面記録密度は驚異的な勢いで伸びている。現在の面記録
密度は１平方インチ当たり２０〜３５Ｇビットが実証さ
れており、将来的には１平方インチ当たり１００Ｇビッ
トになると言われている。面記録密度を向上させるのに
効果的な手段としては、記録媒体の薄膜化や、ヘッド記
録再生部と磁気記録媒体との間隙（以下、ヘッド浮上量
と呼ぶ）の減少が挙げられる。なお、ヘッド記録再生部
と磁気記録媒体との間隙について言及すると、面記録密
度に直接関係するものは厳密には磁気的スペーシングで
あるが、この明細書では、上記間隙は、ヘッド記録再生
部と磁気記録媒体との物理的な間隙（ヘッド浮上量）を
指している。

【０００３】記録密度を高めるためには、トラック密度
や線記録密度を高めることが有用であり、このために
は、媒体からの漏れ磁束を捕らえやすくするために前記
ヘッド浮上量を低下させることが必要になる。また、線
記録密度を上げるためには、磁気記録媒体の保磁力（Ｈ
ｃ）を大きくし、残留磁束密度（Ｂｒ）と記録媒体の厚
さ（ｔ）を小さくすればよいことが知られている。

【０００４】ところが、記録媒体を薄膜化すると、結晶
粒が小さくなり、また結晶粒のバラツキが大きくなる。
小さな結晶粒の数が増加すると、媒体に記録したデータ
の磁化方向が熱の影響で不安定になり、記録したデータ
が消失する、という熱磁気緩和現象が発生する問題があ
った。これを解決するためには、室温の熱振動エネルギ
に対する磁気的異方性エネルギの比率を高くすることが
必要である（NIKKEI ELECTRONICS BOOKS 「超高密度外
部記憶装置の新展開」、 p.71-80、1998、日経ＢＰ社、
「熱揺らぎの研究成果、長手記録の限界を見極め
る」）。

【０００５】以上述べたように、熱揺らぎを防ぐために
は、磁気記録媒体の磁気異方性を高くすることが必要に
なる。磁気異方性を高める手段としては、磁気記録媒体
の円形基板の表面に、円周方向に延びる微細な凹凸（テ
クスチャ）を形成することが知られている。

【０００６】ところが、ヘッド浮上量の減少に伴い、上
記テクスチャの深さは、従来の５ｎｍから現在は０．３
〜１．０ｎｍと非常に小さくなってきていて、テクスチ
ャに依存していた従来の磁気異方性が得られにくくなっ
てきている。そのために、別の手段として、スパッタリ
ング装置のターゲットの表面形状を工夫してスパッタ粒
子を基板に対して斜めに入射させ、これによって磁気異
方性を高めることが知られている。例えば、特開昭６３
−１２７４３２号公報に記載の技術では、ターゲットの
表面に放射状の溝を形成している。また、特開平１−２
２７２２４号公報に記載の技術では、ターゲットの表面
に同心円状に複数のＶ状の溝を形成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ターゲットの表面形状
を工夫した上述の従来技術を用いると、特殊な表面形状
をしたターゲットを作る必要があり、その製造が困難で
あり、また高価になるという問題がある。

【０００８】この発明は、このような問題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、特殊な表面形状
のターゲットを使うことなしに、所望の磁気異方性を示
す磁性薄膜を形成できるようなスパッタリング装置を提
供することにある。また、この発明の別の目的は、その
ようなスパッタリング装置を使った磁性薄膜の形成方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明のスパッタリン
グ装置は、複数のターゲットの中心と基板の中心とをず
らせて配置している。好ましくは、同一の配置円の円周
上に等間隔に複数のターゲットを配置するとともに、前
記配置円の中心と同心になるように基板を配置してい
る。そして、基板をその中心回りに自転させて成膜する
ことができる。ターゲットの表面は基板の表面に平行で
ある。さらに、基板に対してスパッタ粒子を斜めに入射
させるために、各ターゲットの表面の中心と基板の表面
の中心とを結ぶ線分と、基板の表面の法線とのなす角度
（以下、代表入射角度という。）が４０度以上になるよ
うにしている。具体的には、基板中心とターゲット中心
とのオフセット距離と基板表面とターゲット表面との距
離との比率を適切に定めることで、上述の代表入射角度
を４０度以上にすることができる。このように斜め入射
にすることにより、磁性薄膜の異方性比率を向上させる
ことができる。この場合、ターゲットの表面は平坦面で
よく、従来技術のような特殊な溝を形成する必要はな
い。ここで、ターゲットの表面の「平坦」の意味は、特
殊な溝を意図的に形成していないことを指している。タ
ーゲットの表面は、スパッタの進行に伴ってエロージョ
ン領域が形成され、これによって、ターゲットの表面に
いくらかの凹凸が生じるのはやむを得ない。このような
凹凸が形成されても、意図的な溝を形成していないとい
う意味で、表面が「平坦」なターゲットである。

【００１０】磁性薄膜を形成するには、磁性薄膜と同一
組成の１個のターゲットを使うこともできるし、材質の
異なる複数のターゲットを使うこともできる。磁性薄膜
と同一組成の１個のターゲットを使う場合には、磁性薄
膜を形成するためには、複数のターゲットを備えること
は必須要件ではなくなる。しかしながら、磁気記録媒体
を作成するには、磁性薄膜だけではなくて下地膜等のそ
の他の各種の膜も必要になり、それらの膜を同一のスパ
ッタリング装置で形成することが好ましい場合も多い。
したがって、磁性薄膜作成用のスパッタリング装置とし
ては、複数のターゲットを備える構成とすることには意
味があり、そのような意味で、本件発明は複数のターゲ
ットを備えることを必須要件としている。

【００１１】本発明は、上述の斜め入射に加えて、さら
に、基板を自転させているので、異方性比率の高い磁性
膜を均一に作成することができる。すなわち、基板面内
の膜厚分布や保磁力分布を均一にすることができる。

【００１２】上述の斜め入射をより確実にするために
は、基板の表面に垂直な方向から見たときに、基板と各
ターゲットとの重なり領域の面積が、そのターゲットの
表面の面積の１０％以下にすることが好ましい。

【００１３】磁性膜の膜厚分布や保磁力分布をより均一
にするためには、基板とターゲットとの間の空間に分布
修正板を配置するのが好ましい。この分布修正板は、タ
ーゲットと同じ数にして、基板の表面に垂直な方向から
見たときに複数のターゲット同士の間に分布修正板が１
個ずつ配置されるようにする。

【００１４】さらに、本発明のスパッタリング装置を用
いて、磁性粒子の周りを絶縁物の粒子が取り囲んだ、い
わゆるグラニュラー媒体の磁性薄膜を形成することがで
きる。そのためには、複数のターゲットのうちの少なく
ともひとつのターゲットを磁性膜用の金属材料のターゲ
ットにして、別の少なくともひとつのターゲットを絶縁
材料（例えば、ＳｉＯ₂）のターゲットにして、これら
のターゲットを同時にスパッタして基板上に磁性薄膜を
形成すればよい。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、この発明のひとつの実施
形態のスパッタリング装置におけるターゲットと基板と
の配置関係を示す平面図であり、図３はその斜視図であ
る。後述するように、本発明のスパッタリング装置を、
インライン型の磁気記録媒体用のスパッタリング装置に
組み込む場合には、基板とターゲットを垂直に立てるの
が一般的であるが、以下の説明では、まず、基板を水平
に配置した状態で説明する。図１において、三つの円形
のターゲット１０、１２、１４と、一つの円形の基板１
６と、同一形状の三つの分布修正板１８、２０、２２と
が図示されている。この図面は、基板１６の表面（この
例では、基板の下面が成膜表面である）に垂直な方向か
ら見たときの図面となっている。三つの円形のターゲッ
ト１０、１２、１４のそれぞれの中心は、同一の配置円
２４の円周上に、等間隔で（すなわち、１２０度の角度
間隔で）配置されている。この配置円２４の中心と基板
１６の中心とは一致している。ターゲット１０、１２、
１４の周囲にはターゲットシールド２６、２８、３０が
配置されている（ターゲットシールドについては図５も
参照）。

【００１６】基板１６の表面に垂直な方向から見ると、
三つのターゲット同士の間には分布修正板１８、２０、
２２が１個ずつ配置されている。

【００１７】図２は三つの分布修正板１８、２０、２２
とそのフレーム３２とを示す平面図であり、図４はその
斜視図である。図２において、それぞれの分布修正板１
８、２０、２２はフレーム３２に３個のネジ３４で固定
されている。三つのターゲット１０、１２、１４と基板
１６の位置は２点鎖線で示してある。フレーム３２は、
中心から放射状に延びる三つのアーム３８を備えてい
て、各アーム３８に分布修正板がひとつずつ固定されて
いる。そして、第４図に示すように、各アーム３８の外
端は２本の支柱３６によってスパッタリング装置の真空
容器に固定されている。

【００１８】図５は基板とターゲットとの位置関係を示
す側面図であり、カソード部分は断面図で示してある。
基板１６は基板回転装置の回転シャフト３９の先端に取
り付けられている。回転シャフト３９が回転することに
より、基板１６はその中心の回りに自転する。この実施
形態では基板１６は１００ｒｐｍで回転する。基板１６
の中央には図３に示すように円形の貫通孔１７があいて
いるので、この貫通孔１７のところで基板１６を回転シ
ャフト３９に取り付けることができる。図５において、
基板１６の表面（成膜すべき面であり、この図面では下
面）からターゲット１０の表面までの距離Ｈ１は例えば
６０ｍｍに設定される。また、ターゲット１０の表面か
ら分布修正板１８の下面までの距離Ｈ２は例えば４９ｍ
ｍに設定される。基板１６の回転中心からターゲット１
８の中心までの距離Ｌ（オフセット距離）は例えば７５
ｍｍに設定される。この距離Ｌは５０〜１１０ｍｍの範
囲のいずれかの数値とすることができる。この実施形態
では、基板１６の直径は９０ｍｍであり、三つのターゲ
ット１０、１２、１４の直径も９０ｍｍである。

【００１９】ターゲット１０はカソード４０に固定され
ている。ターゲット１０の外縁はターゲット押さえ４２
によって裏板４４に固定されている。ターゲット押さえ
４２はターゲットシールド２６に覆われており、ターゲ
ットシールド２６は真空容器４６に固定されている。

【００２０】カソード４０の内部には磁石ユニット４８
が収納されている。磁石ユニット４８が形成する磁力線
の分布形状はターゲット１０の中心に対して偏心してお
り、この磁石ユニット４８を回転シャフト５０を用いて
回転することで、ターゲット１０の表面のエロージョン
領域を均一化している。この実施形態では磁石ユニット
４８は６００ｒｐｍで回転する。

【００２１】基板１６の中心とターゲット１０の表面の
中心とを結ぶ線分５２は、基板１６の表面の法線５４に
対して角度αだけ傾斜している。すなわち、ターゲット
１０から基板１６に向かうスパッタ粒子は基板１６に対
して斜めに入射することになる。このような斜め入射に
より、後述するように、形成される薄膜が磁気異方性を
示すようになる。上述の角度αを代表入射角度と呼ぶこ
とにする。基板１６に入射するスパッタ粒子の入射角度
は、基板１６上の付着位置と、スパッタ粒子が放出され
るターゲット１０上の位置とに依存してさまざまに分布
するが、上述の代表入射角度αをほぼ中心とした分布と
なる。代表入射角度αが大きければ斜め入射がきつくな
り、逆に、代表入射角度αが小さければ垂直入射に近づ
いて行く。磁気異方性の高い薄膜を得るには、代表入射
角度αを４０度以上にすることが好ましい。Ｌ＝７５ｍ
ｍ、Ｈ１＝６０ｍｍとすると、代表入射角度αは約５１
度になる。Ｈ１を６０ｍｍのままにして、Ｌ＝５０〜１
１０ｍｍにすると、代表入射角度αは４０〜６０度にな
る。

【００２２】上述の斜め入射をより確実にするために
は、図１において、基板１６の表面に垂直な方向から見
たときに、基板１６と各ターゲット１０、１２、１４と
の重なり領域の面積をなるべく小さくするのが好まし
い。基板１６の直径を９０ｍｍ、各ターゲット１０、１
２、１４の直径を９０ｍｍ、基板中心とターゲット中心
とのオフセット距離Ｌを７５ｍｍにしたときは、基板と
１個のターゲットとの重なり領域の面積は、１個のター
ゲットの面積に対して９．３％になる。このような配置
をとることによって、後述するように磁気異方性の高い
薄膜を得ることができたので、基板と各ターゲットとの
重なり領域の面積を、そのターゲットの面積の１０％以
下にすれば、磁気異方性の高い薄膜を得ることができ
る。

【００２３】図６は分布修正板１８の形状と寸法を示し
た平面図である。この分布修正板１８は図に示したよう
な寸法になっている。寸法の数値単位はｍｍである。こ
の分布修正板１８の両側に形成された分布修正曲線５６
が膜厚分布を修正する機能を果たしている。また、この
分布修正板１８にはネジを通すための三つの貫通孔１９
が形成されている。

【００２４】図７は分布修正板１８の分布修正曲線を決
定する方法を説明するための説明図である。改善前の分
布修正曲線５８を破線で示している。まず、改善前の分
布修正曲線５８を有する分布修正板を使って直径９０ｍ
ｍの基板上に成膜した。そして、そのときの膜厚を、基
板上の半径１５ｍｍ〜４５ｍｍの５ｍｍ毎の円周に沿っ
て９０度の角度間隔で測定した。この２８個所の側定点
を黒丸で図示した。改善前の分布修正板を使ったとき
は、基板の半径方向の膜厚分布は、基板の外周側に行く
に従って膜厚が大きくなるような傾向を示した。そのと
きの膜厚分布は±６〜１０％程度であった。この膜厚分
布について、例えば、半径３０ｍｍの地点での膜厚を基
準にして、この基準膜厚に対する半径４０ｍｍの地点で
の膜厚の比率Ｋを求める。そして、半径３０ｍｍの地点
における分布修正板の角度幅θ１（＝２６．９９２度）
に上述のＫを掛けて、半径４０ｍｍの地点での角度幅θ
２（＝３０．８１５度）を算出した。同様のことを、半
径３５ｍｍと４５ｍｍの地点についても実施して、改善
後の角度幅を算出し、それらの地点をスムージングし
て、改善後の分布修正曲線５６を得た。改善後の分布修
正板を用いて成膜すると、基板上の膜厚分布は±２％程
度まで向上した。

【００２５】次に、磁気記録媒体の磁性膜の保磁力につ
いて説明する。図８（ａ）は磁気記録媒体の磁性膜の磁
化曲線を模式的に示したグラフである。横軸は磁性膜に
印加する磁界の強さＨであり、縦軸は磁性膜の飽和磁化
Ｍｓに対する磁化Ｍの比率である。磁化曲線が横軸を横
切るときの磁界の強さＨｃが磁性膜の保磁力である。こ
の保磁力Ｈｃは、図８（ｂ）に示すように、基板１６の
半径方向と周方向とで異なり、「半径方向Ｈｃ」に対す
る「周方向Ｈｃ」の比率を異方性比率と呼んでいる。こ
の異方性比率が大きいほど異方性が高い。

【００２６】次に、図１１を参照して、本発明のスパッ
タリング装置を使って磁性膜を成膜する方法の一例を説
明する。図１１は、本発明のスパッタリング装置を組み
込んだ、磁気記録媒体の成膜用のインライン型のスパッ
タリング装置の平面構成図である。この例では、基板と
ターゲットを垂直に立てた状態で、基板の搬送や成膜を
実施している。まず、ロード室兼アンロード室６０にお
いて、基板ホルダー７０に基板１６をセットして（この
基板ホルダー７０は２枚の基板１６をセットできる）、
ロード室兼アンロード室６０を所定の圧力まで排気し
た。その後、各処理室間に配置されているゲートバルブ
を開けて、基板ホルダーを一番右側の加熱室６２に移動
した。加熱室６２では、両側のヒーター６４に合計１４
００Ｗの電力を１０秒間だけ供給して、基板を２３０℃
まで加熱した。なお、磁性膜の保磁力Ｈｃを最大にする
には、成膜時に最適温度にする必要があり、この最適温
度で成膜したときに保磁力Ｈｃがピーク値となる。した
がって、基板が加熱室６２から成膜室に移動して磁性膜
を形成する時点で最適温度になるように、加熱室の温度
を設定する。この実施形態では、加熱室での基板加熱温
度を２３０℃としている。なお、使用した基板は、テク
スチャーの深さが０．８ｎｍで、ＮｉＰメッキを表面に
施した、直径９０ｍｍのアルミニウム基板である。な
お、この基板は、テクスチャーを施したガラス基板（例
えば、結晶化ガラス、強化ガラス、ソーダガラスなど）
でもよい。

【００２７】加熱室６２で加熱した基板は下地膜形成室
６６に移動し、この下地膜形成室６６を所定の圧力まで
排気した後、アルゴンガスを導入した。そして、直径１
８０ｍｍのＣｒ合金ターゲット６７に９４５Ｗの電力を
４．５秒間だけ供給した。これにより、Ｃｒ合金ターゲ
ット６７がスパッタされ、基板上にＣｒ膜が３０ｎｍの
厚さに形成された。上述のＣｒ合金ターゲット６７は、
Ｃｒに、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｍｎ等の金
属を１種類または複数種類添加した合金である。

【００２８】次に、基板を隣の磁性膜形成室６８に移動
して、所定の位置に停止させた。基板ホルダー７０上の
一方の基板１６が所定位置に停止すると、基板回転装置
の回転シャフト３９の先端部が基板１６の中央の貫通孔
に挿入され、貫通孔の内周面が回転シャフト３９に固定
される。その後、基板ホルダー７０の基板支持爪が基板
１６から外れて、基板１６は基板ホルダー７０から開放
される。この状態で回転シャフト３９が回転すると、基
板１６は１００ｒｐｍの回転数で回転する。

【００２９】磁性膜形成室６８にアルゴンガスを導入し
て圧力を０．６Ｐａに設定し、直径９０ｍｍのＣｏ−16
Ｃｒ−6Ｔａ−3Ｐｔ（ａｔ％）のターゲット７２に１０
００Ｗの高周波電力を１６．５秒間だけ供給した。これ
により、下地のＣｒ膜の上に２５ｎｍの厚さの磁性膜が
形成された。このときの基板温度は２１０℃であり、こ
の温度は、磁性膜の保磁力Ｈｃが最高になる最適温度で
ある。この磁性膜形成室６８に本発明のスパッタリング
装置が適用されており、磁性膜系性質６８における基板
１６とターゲット７２と分布修正板の位置関係は図１及
び図５に示すようになっている。図５のＬは７５ｍｍ、
Ｈ１は６０ｍｍ、Ｈ２は４９ｍｍである。なお、この成
膜例では、三つのターゲットのうちの一つのターゲット
だけに電力を供給している。なお、上述のＣｏＣｒＴａ
ＰｔターゲットにはＢまたはＲｕを添加してもよい。

【００３０】その後、基板１６を回転シャフト３９から
基板ホルダー７０に受け渡して、基板１６を保護膜形成
室７４に移動した。保護膜形成室７４を所定の圧力まで
排気した後、アルゴンガスを導入した。そして、直径１
８０ｍｍのＣターゲット７６に１５００Ｗの電力を６秒
間だけ供給した。これにより、Ｃターゲット７６がスパ
ッタされ、磁性膜上に１０ｎｍの厚さのＣ膜が形成され
た。この例では、保護膜としてスパッタリング法による
Ｃ膜を形成したが、ＣＨ₄／Ｈ₂ガスを用いたプラズマＣ
ＶＤ法によってＣ膜を形成してもよい。その場合は、Ｃ
膜は緻密で硬い良好な保護膜となる。

【００３１】保護膜を形成した基板１６は、ロード室兼
アンロード室６０に移動し、所定の温度まで下がってか
ら、大気に開放して取り出した。

【００３２】上述のような手順と条件で磁性膜を成膜し
た結果、磁性膜の周方向Ｈｃは３２７０エルステッド、
半径方向Ｈｃは２３７０エルステッドとなった。そのと
きの異方性比率を計算すると、周方向Ｈｃ／半径方向Ｈ
ｃ＝１．３８となった。比較例として、従来のスパッタ
リング装置で成膜した磁性膜についても保磁力を測定し
たところ、周方向Ｈｃは３１００エルステッド、半径方
向Ｈｃは２４８０エルステッド、異方性比率は１．２５
となった。したがって、磁性膜処理室に本発明のスパッ
タリング装置を採用することにより、磁性膜の異方性比
率が向上した。

【００３３】次に、上述の比較例を得るのに使用した従
来のスパッタリング装置を説明する。図１２は、従来の
インライン型のスパッタリング装置の平面構成図であ
る。基板は垂直に立てた状態で搬送するタイプであり、
基板１６の両面に同時に成膜できる。ロード室兼アンロ
ード室６０、加熱室６２、保護膜形成室７４、下地膜形
成室６６の構成は図１１に示したものと基本的に同じで
ある。ただし、保護膜形成室７４のＣターゲット７６
（直径１８０ｍｍ）と、下地膜形成室６６のＣｒターゲ
ット６７（直径１８０ｍｍ）が、基板の両側に配置され
ていることだけが異なっている。磁性膜形成室６８につ
いては、図１１の本発明の装置構成とは大きく異なって
いる。図１２では、直径１８０ｍｍのＣｏ16Ｃｒ6Ｔａ3
Ｐｔ（ａｔ％）ターゲット７２を基板１６の両側に配置
している。基板１６は回転することなく静止した状態で
成膜される。基板１６とターゲット７２との距離Ｈ１は
３２ｍｍである。基板１６の中心とターゲット７２の中
心は同軸関係にある。

【００３４】図９は、図１１を参照して説明した上述の
手順と条件で成膜したときの磁性膜の周方向保磁力Ｈｃ
の分布を示すグラフである。周方向保磁力を測定した地
点は、図１０に黒丸で示すように、基板１６上の半径２
０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍのところの、周方向に沿っ
た６０度ごとの個所である。全部で１８個所の地点であ
る。図９の横軸は測定地点の周方向の角度であり、縦軸
は周方向保磁力Ｈｃ（単位はエルステッド：Ｏｅ）であ
る。半径２０ｍｍの地点の周方向Ｈｃは丸印、半径３０
ｍｍの地点の周方向Ｈｃは四角、半径４０ｍｍの地点の
周方向Ｈｃは三角で示してある。１８個所の測定地点の
周方向Ｈｃのバラツキすなわち基板内分布は±１．５９
％であった。また、同一の半径における周方向Ｈｃの周
方向のバラツキすなわち周方向分布は±０.８９％であ
った。結局、本発明を採用したときの基板内保磁力分布
は±１．６％程度である。これに対して図１１の従来の
スパッタリング装置を用いると、磁性膜の基板内保磁力
分布は±２〜３％であった。したがって、本発明によれ
ば、保磁力分布も均一化された。これは、基板回転によ
って、磁性膜組成の面内分布が均一化されたものと推測
される。

【００３５】なお、図１の三つのターゲット１０、１
２、１４のうち、ターゲット１０を磁性膜形成用のター
ゲットにして、ターゲット１２をＳｉＯ₂のような絶縁
物ターゲットにして、これらを同時にスパッタしてもよ
い。そうすると、磁性粒子の周りを絶縁物の粒子が取り
囲んだ、いわゆるグラニュラー媒体を形成することがで
きる。グラニュラー媒体は低ノイズ媒体であり、磁性粒
子の周りが絶縁物であるために、磁性が安定化する利点
がある。

【００３６】グラニュラー媒体を形成するときの成膜条
件の一例は次のとおりである。使用ターゲットとその投
入電力は、Ｃｏ−20Ｐｔ（ａｔ％）ターゲットに２５０
Ｗ、ＳｉＯ₂ターゲットに７５０Ｗ（ＲＦ）である。両
者の膜厚比は、Ｃｏ−20Ｐｔ：ＳｉＯ₂＝３：２であ
る。ガス圧は０．６Ｐａ、膜厚は３０ｎｍ、基板の自転
速度は１００ｒｐｍである。

【００３７】また、三つのターゲット１０、１２、１４
を互いに別の種類の金属ターゲットとして、これらの投
入電力を個別に制御しながら同時にスパッタすること
で、磁性膜の組成を簡単に調整することができる。例え
ば、ＣｏＣｒＴａＰｔターゲットと、ＣｏＰｔターゲッ
トと、Ｃｒターゲットを同時にスパッタすることで磁性
薄膜を形成することができる。ところで、近年、Ｐｔの
含有量制御が保磁力Ｈｃの向上に効果的であることが分
かってきたが、これは、Ｐｔのスパッタ放出角度がコサ
イン則に従わないことに起因していると考えられてい
る。本発明のスパッタリング装置によれば、Ｐｔのター
ゲットを単独で使うこともでき、これにより、他の金属
ターゲットとは別個に投入電力制御が可能になるので、
Ｐｔの組成の調整を簡単に行うことができ、保磁力の優
れた磁性膜を形成することができる。

【００３８】テクスチャーを施したガラス基板を使う場
合は、下地層として、ＮｉＰ、ＮｉＡｌ、ＮｉＴａ、Ｎ
ｉＢ、ＮｉＮｂ等の膜を、本発明のスパッタリング装置
を用いて斜めスパッタで堆積し、その上に、Ｃｒ合金、
ＣｏＣｒＴａＰｔ等の磁性膜を本発明のスパッタリング
装置を用いて斜めスパッタで堆積するのが好ましい。

【００３９】

【発明の効果】この発明のスパッタリング装置は、基板
に対してスパッタ粒子が斜めに入射するように、基板と
ターゲットを配置して、かつ、基板を自転させるように
したので、異方性比率の高い磁性薄膜を均一性良く形成
することができる。また、このスパッタリング装置を用
いて、金属材料のターゲットと絶縁材料のターゲットを
同時スパッタすることで低ノイズ媒体であるグラニュラ
ー媒体の磁性薄膜を簡単に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のひとつの実施形態のスパッタリング
装置におけるターゲットと基板との配置関係を示す平面
図である。

【図２】三つの分布修正板１８、２０、２２を示す平面
図である。

【図３】図１に示す配置関係の斜視図である。

【図４】図２に示す分布修正板とフレームの斜視図であ
る。

【図５】基板とターゲットとの位置関係を示す側面図で
ある。

【図６】分布修正板の形状と寸法を示した平面図であ
る。

【図７】分布修正板の分布修正曲線を決定する方法を説
明するための説明図である。

【図８】保磁力を説明するグラフと図面である。

【図９】本発明のスパッタリング装置で得られた磁性膜
の周方向保磁力Ｈｃの分布を示すグラフである。

【図１０】図９のグラフを得るときに周方向保磁力を測
定したときの基板上の測定地点を示す平面図である。

【図１１】本発明のスパッタリング装置を組み込んだ、
磁気記録媒体の成膜用のインライン型のスパッタリング
装置の平面構成図である。

【図１２】従来のインライン型のスパッタリング装置の
平面構成図である。

【符号の説明】

１０、１２、１４ターゲット１６基板１８、２０、２２分布修正板２４配置円３９回転シャフト４０カソード４８磁石ユニット５０回転シャフト５２線分５４法線

フロントページの続きＦターム(参考） 4K029 AA02 AA09 AA24 BA21 BA24 BA34 BC06 BD11 CA05 CA15 DC03 DC05 DC16 FA07 JA02 5D112 AA05 AA24 FA04 FB02 FB21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】次の特徴を備える磁性薄膜用のスパッタ
リング装置。（ａ）別個のカソードに取り付けられた複数のターゲッ
トと、成膜すべき円形の基板をその中心回りに自転させ
る基板回転装置とを備えている。（ｂ）前記複数のターゲットの表面は平坦であって、前
記基板の表面に対して平行である。（ｃ）前記基板の表面に垂直な方向から見たときに、前
記複数のターゲットのそれぞれの中心は前記基板の中心
からずれている。（ｄ）前記複数のターゲットのそれぞれについて、ター
ゲットの表面の中心と前記基板の表面の中心とを結ぶ線
分と基板の表面の法線とのなす角度が４０度以上であ
る。
【請求項２】請求項１に記載のスパッタリング装置に
おいて、前記複数のターゲットのそれぞれの中心は同一
の配置円の円周上に等間隔に配置されていて、前記基板
の表面に垂直な方向から見たときに、前記基板の中心と
前記同一の配置円の中心とが一致していることを特徴と
するスパッタリング装置。
【請求項３】請求項１または２に記載のスパッタリン
グ装置において、前記基板の表面に垂直な方向から見た
ときに、前記基板と前記各ターゲットとの重なり領域の
面積が、そのターゲットの表面の面積の１０％以下であ
ることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】請求項２または３に記載のスパッタリン
グ装置において、前記複数のターゲットと同じ個数の分
布修正板が前記複数のターゲットと前記基板との間の空
間に配置されていて、前記基板の表面に垂直な方向から
見たときに、前記複数のターゲット同士の間に前記分布
修正板が１個ずつ配置されていることを特徴とするスパ
ッタリング装置。
【請求項５】請求項１から４までのいずれか１項に記
載のスパッタリング装置を用いて磁性薄膜を形成する方
法において、前記複数のターゲットのうちの少なくとも
ひとつのターゲットを金属材料のターゲットにして、別
の少なくともひとつのターゲットを絶縁材料のターゲッ
トにして、これらのターゲットを同時にスパッタして前
記基板上に磁性薄膜を形成することを特徴とする磁性薄
膜形成方法。