JPS6095913A - 磁性薄膜の製造装置 - 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】 本発明は、ターゲット表面に磁界を発生させることによ
り電子をトラップし、不活性スパッタ用ガスのイオン化
を促進するマグネトロンスパッタ装置に関する。

マグネトロンスパッタ装置のガン形状の代表例を第１図
に示した。第１図（α）は、プレーナーマグネトロン一
方式といってターゲット１１の裏にマグネット１２をも
つものであり１、現在最もボビト ユラーなものである。ただし、ターゲットが非磁性の場
合はよいが、磁性体ターゲットの場合には、ターゲット
表面のマグネットからの磁界１３が弱まるためマグネト
ロンスパッタが不可能になるという問題がある。そこで
、磁性体ターゲットは非磁性ターゲットよりも厚みを薄
くしてターゲット表面に磁界をださせるか、あるいは、
マグネットをより強いものにするという手段がとられる
。

第１図Ｃｈ）は、マグネット１４がターゲット１５の表
面に露出させた方式のものである。この方式の長所は、
ターゲットが非磁性体、磁性体にかかわらずマグネトロ
ンスパッタが可能であるということである。ただし、マ
グネットもスパッタされてしまうため、ターゲットと同
材料のシールド板１６を設けなければならない。第１図
（Ｃ）は、通常のマグネトロンガンのターゲットに斜め
に切シ込みを入れたものであり、ギャップタイプマグネ
トロンスパッタと呼ばれている。ギャップ１７を設けた
ことにより磁性体ターゲット厚みが厚い場合でも磁界が
ターゲット表面に漏れ、高速スパッタを可能にしたもの
である。

さて、以上のようにターゲット表面の磁界を利用したマ
グネトロンスノセッタ装置で磁性薄膜を形成した場合、
基板１８近傍に生ずる磁界は、無視できない。例えば、
プレーナーマグネトロンスパッタにおいてターゲット表
面の磁界の強さは５００〜５００ガウスである。また、
スパッタの場合、膜厚分布を向上させるため、ターゲッ
ト−基板間距離は、ターゲット径の工程度がよいとされ
ており、５ｃｒｎから１０１：ｒｎぐらいである。以上
のような、ターゲット表面漏れ磁界強度と、基板−ター
ゲット位置から、基板領域に発生ずる磁界の強さは、５
０〜１００ガウスもある。したがって、磁性ｕ膜をマグ
ネトロンスパッタリングで形成した場合、磁化容易軸が
、磁界と平行な方向に銹導される。この現象を垂直磁気
記録媒体を例にして説明する。垂直磁気記録媒体は、第
２因に示す様に、基板２１上にパーマロイあるいは、Ｃ
ｏ−Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｙ等アモルファス軟磁性膜２２を介
し、０Ｏ−Ｏｙ２３という構造である。第３図（α）は
マグネトロンスパッタリング連続巻き取り方式の構成図
を示した。３１は、ポリエチレンテレフタラート、ポリ
アミド系の高分子成形物基板、３２はロール、５３は基
板ホルダー、３４は軟磁性体ターゲット、３５はＯＯ−
Ｏｒターゲットである。この垂直メディアの切シだしは
、第６図（ｂ）の様にし、垂直フロッピーを作製する。

上記理由によって、軟磁性体の磁化容易軸は、巻き取り
方向に形成されている。実際に垂直フロッピーを作製し
た場合、ディスクに存在する磁化容易軸方向を示したも
のが第３図（Ｃ）である。本垂直フロッピーを補助磁極
−主磁極タイプのヘッドで記録再生した時のエンベロー
プは、第３図（ｄ）の様になる。即ち、基板の巻き取り
方向にマグネトロンの磁界が存在するため、軟磁性体の
磁化容易軸が巻き取り方向に形成され、その影響を受け
、ｃ　ｏ−Ｏｒ垂ＴＭ、７０ツピーのエンベロープが悪
化した。

本発明は、この点に鑑みてなされたもので、この目的は
、マグネトロンスパッタリングにおいて、基板領域にか
かるマグネットからの異方性をもった水平磁界を除去す
ることにある。

本発明は、基板領域に、基板面に垂直の成分を有する磁
界を発生させることによって上記目的を達成するもので
ある。

以下、具体的な実施例を挙り、本発明を詳述する。

第４図は、本発明による一実施例を示すものである。基
板４１の裏の基板ホルダーあるいは基板ホルダー内に永
久磁石４２を設けた。４３はターゲット、４４はマグネ
ットである。本方式によれば、永久磁石４２から基板領
域に発生した基板面に垂直な磁界４５によって、マグネ
ット４４から出た磁界４６が圧縮された形になる。した
がって、マグネット４４から基板にかかる基板面に平行
な磁界が減少し、永久磁石４２からの基板面に垂直な磁
界成分が主となる。

第５図は、本発明による一実施例を示すもので、５１は
マグネット、５２はターゲット、５６＆ま真空を保つた
めのチャンバーあるいはペルジャー、５４は基板ホルダ
ー、５５はコイルを巻し）た電磁石、５６は電磁石によ
って発生した磁界であり、マグネットからかかるホルダ
ー而に平行な磁界を減少させる効果があることは、前記
一実施例と全く同様である。

第６図は、本発明を巻き取り方式マグネ＋ロンスパッタ
に適用した例であり、６１は永久磁石あるいは電磁石を
内部に組み込んだホルダーである現実には、第７図（α
）のような巻き取り方式スパッタリング装置は、ホルダ
ーにも、キャン７１と呼ばれる円筒状のものが用いられ
、ポリエチレンテレフタラートのような高分子成形物で
ある長尺基板７２の走行に没って動く様になっている。

図中の７６はターゲット、７４はマグネットである。本
発明は、このような巻き取り方式にも使用ができる。即
ち、キャンの内部にキャンとは独立に固定、かつターゲ
ットに対向するように設けた永久磁石７５によりキャン
の面に垂直に磁界を発生させる、あるいは、全く同様な
配置のしかたで、永久磁石７５のかわりに、電磁石７６
を設けるということである。

次に本発明による効果を示す。

第７図（α）のターゲットに、１１！Ｉ！ｉはパーマロ
イ、他の１基はＯＯ−Ｏｒを使用した。基板には、５０
μ常の７レキシブルなポリエチレンテレ７タラートフイ
ルムを用い、パーマロイ、Ｃｏ−０ｒと連続スパッタ形
成した。垂直２層メディアの切り出しは、第７図Ｃｂ）
の様にし、第７図（Ｃ）の様に垂直フロッピーディスク
を作製した。基板のソリは、基板の前処理で除去した。

本発明による装置で作製した垂直フロッピーの下地パー
マロイ軟磁性膜の異方性の測定により、従来方式マグネ
トロンスパッタ装置を用いた垂直フロッピーより、かな
り異方性の大きさが減少した。（第３図（Ｃ）と第７図
（Ｃ）参照）その結果として、第７図Ｃｄ）のエンベロ
ープによれハ、エンベロープのｆ化率（モジェレージ四
ン）は、５％以内で使用に問題ない。

尚、実施例には、通常のプレーナーマグネトロン方式の
ガンの例を挙げたが、第１図Ｃｂンの様に、マグネット
がターゲット表面に突出しているタイプのマグネトロン
ガンや、第１ＦＡＣ＋？）の様に、ターゲットに斜め溝
を入れた、ギャップタイプのガンにおいても、本発明の
効果があることは、いうまでもない。また、実施例では
、垂直２屓メデイアの作製を例に挙げたが、異方性を下
げた方が全て本発明の使用の効果はある。例えば、薄膜
磁気ヘッドの作製等においても異方性減少の効果がある
。

本発明は、ターゲット表面に磁界を発生、電子をトラッ
プすることにより、スパッタガスのイオン化を促進する
という、マグネトロンスパッタリング装置において、特
に磁性体のターゲットをスパッタリングする際、マグネ
ットから基板領域に生成する基板に平行な成分を有する
磁界を、基板ホルダー側あるいは、真空装置の外部から
発生させることにより、軽減、除去させ、磁性薄膜の異
方性を除去するという絶大なる効果を有するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図（α）〜（Ｃ）は、磁界で電子をトラップし、ス
ー／ジッタガスのイオン化効率を上げる代表的なマグネ
トロンスパッタリングのガンの断面図である。第２図は
、垂直磁気記録２層媒体の断面図、第６図（α）は、マ
グネトロンスパッタリング連続巻き取り装置の構成図、
第３図（ｂ）は、この装置で作製した長尺の磁気記録媒
体、第３図（Ｃ）は、切シ出したディスク、第３図（ｄ
）はこの垂直磁気ディスクを補助磁極−主磁極タイプの
ヘッドで記録再生した時のエンベロープである。第４図
は、本発明を説明するための一実施例であり、ターゲッ
ト、マグネット、基板ホルダーの断面図である。第５図
は、本発明の一実施例であり、真空装置外から磁界を発
生させ、本発明の効果をもたせる場合の構成図、第６図
は長尺基板に連続巻き取りスパッタ形成するスパッタ装
置に本発明を適用した基本構成図、第７図（α）は、そ
の具体的構成図、第７図Ｃｂ）は、本発明による装置で
作製した長尺の磁気記録媒体、第７図（Ｃ）は、切シ出
したディスク、第７図Ｃｄ）は、この垂直磁気ディスク
を補助磁極−主磁極タイプのヘッドで記録再生した時の
エンベロープである。 １１・・・・・・ターゲット １２・・・・・・マグネット １３・・・・・・マグネットからの磁界１４・・・・・
・マグネット １５・・・・・・ターゲット １６・・・・・・ターゲットと同材料のシールド板１７
・・・・・・ギャップ １８・・・・・・基　板 ２１・・・・・・基　板 ２２・・・・・・軟磁性膜 ２　３　・・・−Ｏｏ　−Ｏｒ ３１・・・・・・高分子成形物基板 ３２・・・・・・ロール ３５・・・・・・基板ホルダー ６４・・・・・・軟磁性体ターゲット ３５・・・・・・Ｏｏ　−Ｏｒターゲット４１・・・・
・・基　板 ４２・・・・・・永久磁石 ４３・・・・・・ターゲット ４４・・・・・・マグネット ５１・・・・・・マグネット ５２・・・・・・ターゲット ５３・・・・・・チャンバーあるいはペルジャー５４・
・・・・・基板ホルダー ５５・・・・・・コイルを巻いた電磁石５６・・・・・
・電磁石によって発生した磁界６１・・・・・・永久磁
石あるいは電磁石を内部に組み込んだホルダー ７１・・・・・・キャン ７２・・・・・・長尺基板 ７６・・・・・・ターゲット ７４・・・・・・マグネット ７５・・・・・・永久磁石 ７６・・・・・・電磁石 ＋ｇ （へ） ｒｂ） （ｃｌ 第１図 第２図 Ｊユ ■ （Ｃ） 第３図 第４図 心！ 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ターゲット表面に磁界を発生させることにより電子をト
   ラップするマグネトロンスパッタ装置において、前記磁
   界の他に成膜支持体である基板面に垂−〕成分を有する
   磁界を基板部に発生させて磁性薄膜を作車〉することを
   特徴とした磁性薄膜の製造装置。