CN108138312A - 成膜装置及成膜方法 - Google Patents

Abstract

成膜装置具备：靶材(31)，包含磁性材料；搬送部(14)，支承基板(S)使基板(S)位于配置区域(R)，配置区域(R)是与靶材(31)相对的区域；以及第一磁场形成部(20)，相对于配置区域(R)位于靶材(31)的相反侧，对配置区域(R)在靶材(31)所在的一侧形成平行于摇动方向(Ds)的水平磁场(HM)，并在摇动方向(Ds)的至少配置区域(R)的一端与另一端之间沿着摇动方向(Ds)使水平磁场(HM)摇动，摇动方向(Ds)是沿着基板(S)的一个方向。

Description

成膜装置及成膜方法

技术领域

本发明涉及一种形成包含磁性材料的磁性膜的成膜装置以及形成磁性膜的成膜方法。

背景技术

作为形成包含磁性材料的磁性膜的成膜装置，已知一种成膜装置，具备：包含磁性材料的靶材；支承部，在腔内的与靶材相对的位置支承基板；以及电极部，相对于靶材位于支承部相反侧，并且包含磁回路。在成膜装置中，通过在腔内供给溅射气体的状态下施加电压于电极部，从而溅射靶材。藉此，在基板的与靶材相对的面形成磁性膜(例如参照专利文献1)。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开平11-329837号公报

发明内容

【发明所要解决的课题】

然而，在磁性膜中，已知一种磁性膜，具有磁各向异性为磁性膜的特性之一，在这样的磁性膜需求具有更高的磁各向异性。因此，需要一种成膜装置，能够提高在磁性膜的磁各向异性。

本发明的目的在于提供一种能够提高磁性膜的磁各向异性的成膜装置及成膜方法。

【用于解决课题的手段】

本发明的一方式为成膜装置。成膜装置，具备：靶材，包含磁性材料；支承部，支承基板使所述基板位于配置区域，该配置区域是与所述靶材相对的区域；以及磁场形成部，相对于所述配置区域位于所述靶材的相反侧，对所述配置区域在所述靶材所在的一侧形成平行于摇动方向的水平磁场，并在所述摇动方向的至少所述配置区域的一端与所述配置区域的另一端之间沿着所述摇动方向使所述水平磁场摇动，所述摇动方向是沿着所述基板的一个方向。

本发明的其他方式是成膜方法。成膜方法具备下列步骤：溅射包含磁性材料的靶材；以及在溅射所述靶材的期间，以在所述摇动方向的至少所述基板的一端与所述基板的另一端之间摇动的方式，对基板在所述靶材所在的一侧形成平行于摇动方向的水平磁场，所述基板与所述靶材相对，所述摇动方向是沿着所述基板的一个方向。

根据上述结构或上述方法，在基板的面内，具有预定强度的水平磁场沿着摇动方向扫描。因此，对基板形成磁性膜时，在基板的面内，水平磁场的强度的偏差被固定的情况得以被抑制，形成磁性膜的各部分时的水平磁场的强度的偏差被抑制。结果，磁性膜的磁各向异性提高。

在上述成膜装置中，优选所述磁场形成部是第一磁场形成部，所述成膜装置还具备：第二磁场形成部，相对于所述靶材位于所述支承部的相反侧，沿着所述摇动方向在所述摇动方向的所述靶材的一端与所述靶材的另一端之间摇动，对所述靶材在所述支承部所在的一侧形成磁场，所述第一磁场形成部使所述第二磁场形成部所形成的所述磁场的摇动与所述第一磁场形成部所形成的所述水平磁场的摇动同步。

根据上述结构，因为第一磁场形成部所形成的水平磁场的摇动与第二磁场形成部所形成的磁场的摇动同步，所以由第一磁场形成部产生的水平磁场的位置与由第二磁场形成部所形成的等离子密度高的区域的位置，对基板规则地变化。因此，向着基板飞散的溅射粒子的密度与施加在溅射粒子中靶位置的水平磁场的强度的关系，通过第一及第二磁场形成部的同步摇动而被保持在预定状态。结果，形成磁性膜时的水平磁场的强度的偏差难以在基板面内产生。

在上述成膜装置中，优选所述第一磁场形成部具备形成所述水平磁场的第一磁回路，所述第二磁场形成部具备形成所述磁场的第二磁回路，所述第一磁场形成部使所述第一磁回路摇动成所述第一磁回路与所述第二磁回路隔着所述靶材和所述配置区域而相对。

根据上述结构，由第二磁场形成部所形成的等离子密度高的区域与由第一磁场形成部产生的水平磁场被形成的区域在靶材与基板相对的方向重叠。因此，在摇动方向中，在从靶材放出的溅射粒子的密度高的位置，由第一磁场形成部产生的水平磁场被施加于基板。因此，形成于基板的磁性膜的许多部分是在由第一磁场形成部产生的水平磁场被施加的状态下被形成。结果，形成磁性膜时的水平磁场的强度的偏差难以在基板面内产生。

在上述成膜装置中，在所述靶材沿着所述摇动方向的宽度为靶材宽度，所述配置区域沿着所述摇动方向的宽度为配置宽度，所述配置宽度比所述靶材宽度小，且在所述摇动方向，所述配置区域的两端位于比所述靶材的端靠内侧。在沿着所述摇动方向的一维坐标，所述第一磁回路所移动的范围也可以包含被夹在所述靶材的前端的所述一端的位置与所述靶材的所述另一端的位置之间的范围。

在摇动方向，第一磁回路所移动的范围的两端，第一磁回路的移动速度相当地进行减速及加速。因此，在第一磁回路以固定速度移动时所形成的磁性膜与第一磁回路减速或加速时所形成的磁性膜中，每单位距离施加至基板的水平磁场的强度不同，所以磁性膜的特性有不同的状况。

在此点，根据上述结构，因为第一磁回路在摇动方向移动至超过配置区域的两端的位置，所以在基板中不易因第一磁回路的减速或加速而形成每单位距离所施加的水平磁场的强度与其他部分不同的部分。因此，磁性膜被形成时，在基板的面内，水平磁场的强度更难以产生偏差，结果，在磁性膜的磁各向异性容易变得更高。

在上述成膜装置中，优选所述第一磁场形成部所包含的永久磁石是由一对永久磁石所构成；各个所述永久磁石具有沿着与所述摇动方向交叉的方向延伸的柱形状；在各个所述永久磁石，与所述配置区域相对的端为前端；一个所述永久磁石的前端的磁极与另一个所述永久磁石的前端的磁极彼此不同。

根据上述结构，因为第一磁场形成部所包含的永久磁石是由一对永久磁石所构成，所以一对永久磁石之间所形成的水平磁场扫描整个基板。因此，相比于具有多对永久磁石的磁场形成部扫描基板的结构，在各对的永久磁石所形成的磁场之间的磁场方向的差异或磁场强度的分布被抑制，所以形成磁性膜时在基板的面内更难以产生磁场强度的偏差。结果，磁性膜的磁各向异性变得更高。

附图说明

图1是与基板一起示出俯视将本发明的成膜装置具体化的一实施方式的成膜装置的状态时的模块图。

图2是将俯视成膜室的状态与基板一起示出的模块图。

图3是用来说明第一磁回路的摇动与第二磁回路的摇动的模块图。

图4是表示磁性膜的磁化曲线的图。

图5是表示第一磁回路所形成的水平磁场的磁通量密度与在磁性膜的面内均匀性的关系的图。

图6是表示与基板的背面相对的俯视视角的基板与第一磁回路的俯视图。

图7是表示在第一磁回路的第一宽度与磁性膜的磁各向异性的关系的图。

图8是表示将本发明的成膜方法具体化的一实施方式的处理顺序的流程图。

具体实施方式

参照图1到图8来说明成膜装置及成膜方法的一实施方式。以下，依次说明成膜装置的结构、成膜室的结构以及成膜方法。

[成膜装置的结构]

参照图1来说明成膜装置的结构。

如图1所示，成膜装置10具备：沿着一个方向(连接方向)排列的加载互锁真空室(load lock chamber)11；以及成膜室12。闸阀13位于加载互锁真空室11与成膜室12之间，通过打开闸阀13，加载互锁真空室11与成膜室12之间被连通，通过关闭闸阀13，加载互锁真空室11与成膜室12之间被遮断。

成膜装置10的处理对象为基板S，基板S在安装于支承基板S的托盘T的状态下被搬入成膜装置10内。基板S的形成材料为例如玻璃或树脂等，托盘T的形成材料为例如金属等。

成膜装置10具备搬送部14，搬送部14从加载互锁真空室11到成膜室12沿着连接方向延伸，在加载互锁真空室11内及成膜室12内，沿着连接方向搬送处于被安装于托盘T的状态的基板S。搬送部14能够在成膜室12内的预定位置支承基板S，搬送部14是支承部的一例。搬送部14在基板S中成为处理对象的面相对于水平方向为几乎垂直的状态下，换言之，使基板S立起的状态下搬送基板S。

加载互锁真空室11具备排气部15，排气部15将加载互锁真空室11内部减压至预定压力。加载互锁真空室11从成膜装置10的外部搬入处理前的基板S，从成膜装置10的内部搬出处理后的基板S。

成膜室12具备排气部16、第一磁场形成部20以及阴极30。排气部16与加载互锁真空室11的排气部15一样，将成膜室12的内部减压至预定压力。搬送部14在成膜室12的内部配置基板S于与阴极30相对的位置。成膜室12对配置在搬送部14的基板S施加形成磁性膜的处理、即成膜处理。

像这样的成膜装置10从成膜装置10的外部经由加载互锁真空室11将处理前的基板S搬入制成膜装置10的内部，搬送部14从加载互锁真空室11向成膜室12搬送基板S。然后，在成膜室12对基板S进行成膜处理，搬送部14从成膜室12向加载互锁真空室11搬送处理后的基板S。成膜装置10经由加载互锁真空室11将处理后的基板S搬出至成膜装置10的外部。

并且，成膜装置10若具备至少成膜室12为佳，也可以不具备加载互锁真空室11。并且，成膜装置10除了加载互锁真空室11与成膜室12以外，也可以具备在成膜室12之前对基板S进行预定处理的腔室或在成膜室12之后对基板S进行预定处理的腔室。

[成膜室的结构]

参照图2～图7来说明成膜室的结构。

如图2所示，成膜室12具备靶材31、搬送部14以及第一磁场形成部20。靶材31包含磁性材料，搬送部14支承基板S，使基板S位于与靶材314相对的区域(配置区域R)。

换句话说，搬送部14支承与基板S相对的靶材31。搬送部13以相对于基板S的与靶材相对的面的法线方向和相对于靶材31的与基板S相对的面的法线方向为几乎平行的状态支承基板S。

第一磁场形成部20相对于配置区域R位于靶材31的相反侧。第一磁场形成部20在相对于配置区域R的靶材31所在的一侧形成与沿着基板S的一个方向(摇动方向Ds)平行的水平磁场HM。换句话说，第一磁场形成部20在基板S的与靶材31相对的面上形成与摇动方向Ds平行的水平磁场HM。

第一磁场形成部20在摇动方向Ds的至少配置区域R的一端与另一端之间沿着摇动方向Ds使水平磁场HM摇动。换句话说，第一磁场形成部20相对于基板S位于靶材31的相反侧，在摇动方向Ds的至少基板S的一端与另一端之间沿着摇动方向Ds使水平磁场HM摇动。

根据这样的成膜室12，在基板S的面内具有预定强度的水平磁场HM沿着摇动方向Ds被扫描。因此，对基板S形成磁性膜时，在基板S的面内，固定在水平磁场HM的强度的偏差被抑制，在磁性膜的各部分被形成时的水平磁场HM的强度的偏差被抑制。其结果，磁性膜的磁各向异性提高。

第一磁场形成部20具备第一磁回路21及第一摇动部22，第一磁回路21形成水平磁场HM，第一摇动部22沿着摇动方向Ds使第一磁回路21摇动。

第一磁回路21包含两个永久磁石、即第一磁石21a和第二磁石21b，换句话说，第一磁回路21包含的永久磁石是由一对永久磁石构成。与摇动方向Ds交叉的方向为高度方向Dh，各永久磁石具有沿着高度方向Dh延伸的柱形状，在各永久磁石，与配置区域R相对的端为前端。一个永久磁石、即第一磁石21a的前端的磁极与另一个永久磁石、即第二磁石21b的前端的磁极为彼此不同的磁极。

因为第一磁回路21包含一对永久磁石，所以形成于一对永久磁石之间的水平磁场HM扫描整个基板S。因此，相较于具有多对永久磁石的磁回路扫描基板S的结构，各对永久磁石形成的磁场间的磁场方向的差异或磁场强度的分布被抑制，所以磁性膜被形成时，在基板S的面内更难以产生磁场强度的偏差。其结果，磁性膜的磁各向异性容易变得更高。

再者，因为在第一磁石21a的前端的磁极与在第二磁石21b的前端的磁极彼此不同也可以，所以第一磁石21a的前端为N极，第二磁石21b的前端为S极也可以，第一磁石21a的前端为S极，第二磁石21b的前端为N极也可以。

第一磁回路21还具备磁轭21c。第一磁石21a和第二磁石21b以沿着摇动方向Ds排列的方式被固定于磁轭21c。

并且，在第一磁回路形成垂直于摇动方向Ds的方向的水平磁场的结构中，为了施加水平磁场于整个基板S，在高度方向Dh，第一磁石与第二磁石之间的距离需要在基板S的一端与另一端之间的距离大致相等。换句话说，在高度方向Dh，第一磁石与第二磁石之间的距离被限制在与基板S的大小相同的程度。

在这一点，在通过第一磁石21a和第二磁石21b来形成平行于摇动方向Ds的水平磁场HM的第一磁回路21中，第一磁石21a与第二磁石21b之间的距离不受基板S的大小限制。因此，也可以成为第一磁石21a与第二磁石21b之间的距离变小的结构，此外，在基板S的面内，施加于基板S的水平磁场HM的强度也难以产生偏差。

在第一磁回路21，在摇动方向Ds的宽度为第一宽度L1。第一宽度L1是第一磁石21a的位于与第二磁石21b相对的面的相反侧的面与第二磁石21b的位于与第一磁石21a相对的面的相反侧的面之间的距离。

在基板S的与靶材31相对的面上，第一磁回路21的磁通量密度优选为1G以上，更优选为10G以上。通过磁通量密度为1G以上，相较于不施加磁场的状态下所形成的磁性膜，施加水平磁场HM的状态下所形成的磁性膜的磁各向异性更高，通过磁通量密度为10G以上，磁性膜的磁各向异性提高的确实性提高。

第一摇动部22具备：动力部，产生用于使第一磁回路21摇动的动力；传递部，将动力传递至第一磁回路21；以及控制部，控制动力部的驱动。控制部将用来控制动力部的驱动的控制信号输出至动力部，动力部对应控制信号被驱动。传递部包含例如沿着摇动方向Ds延伸的螺轴和啮合于螺轴且固定于第一磁回路21的螺帽，动力部为例如使螺轴旋转的马达。马达在第一方向与相反于第一方向的第二方向使螺轴旋转。

在第一摇动部22中，通过马达使螺轴在第一方向旋转，第一磁回路21沿着摇动方向Ds移动，通过马达使螺轴在第二方向旋转，第一磁回路21沿着摇动方向Ds，在与螺轴向第一方向旋转时相反的方向移动。

阴极30具备靶材31和背板32。靶材31如上述包含磁性材料，磁性材料为例如NiFe、CoFe以及CoFeB等。在靶材31，形成材料几乎优选磁性材料，例如75质量％以上优选磁性材料。

在靶材31中，通过溅射与基板S相对的面，从而形成包含磁性材料的磁性膜于基板S。磁性膜在磁性膜的结晶方向具有容易磁化的结晶方向、即易磁化轴。磁性膜相较于施加沿着另一方向的磁场时，施加平行于易磁化轴的磁场时，磁化更容易。磁性膜具有负的饱和磁化与正的饱和磁化，为了使磁性膜的磁化从负的饱和磁化反转为正的饱和磁化，需要的磁场差越小，磁各向异性越高。

背板32被固定在靶材31中的位于与配置区域R相对的面的相反侧的面。背板32的形成材料为金属。

成膜室12还具备第二磁场形成部40。第二磁场形成部40相对于靶材31位于搬送部14的相反侧。第二磁场形成部40对靶材31形成磁场M于搬送部14所在侧。换句话说，第二磁场形成部40在靶材31中的位于固定于背板32的面的相反侧的面、即与基板S相对的面上形成磁场M。第二磁场形成部40在摇动方向Ds的靶材31的一端与另一端之间沿着摇动方向Ds使磁场M摇动。

第二磁场形成部40具备第二磁回路41及第二摇动部42，第二磁回路41形成磁场M，第二摇动部42沿着摇动方向Ds使第二磁回路41摇动。

第二磁回路41具备：两个永久磁石、即第一磁石41a及第二磁石41b；以及磁轭41c，固定有两个永久磁石。第一磁石41a具有沿着高度方向Dh延伸的柱状，第二磁石41b具有沿着高度方向Dh延伸的环状，包围第一磁石41a。在第一磁石41a及第二磁石41b各自中，与背板32相对的端为前端，第一磁石41a的前端的磁极与第二磁石41b的前端的磁极彼此不同。

在第二磁回路41中，摇动方向Ds的宽度为第二宽度L2。第二宽度L2是第二磁石41b的位于与第一磁石41a相对的面的相反侧的面中，在摇动方向Ds彼此相对的两部分之间的距离。而且，上述第一磁回路21的第一宽度L1为例如与第二宽度L2相等。

第二磁回路41的磁通量密度在靶材31的与配置区域R相对的面优选为例如100G以上。

与第一摇动部22一样，第二摇动部42具备：动力部，产生用来使第二磁回路41摇动的动力；传递部，将动力传递至第二磁回路41；以及控制部，控制动力部的驱动。控制部将用来控制动力部的驱动的控制信号输出至动力部，动力部根据控制信号被驱动。传递部包含例如沿着摇动方向Ds延伸的螺轴和啮合于螺轴且固定于第一磁回路21的螺帽，动力部为例如使螺轴旋转的马达。马达在第一方向与相反于第一方向的第二方向使螺轴旋转。

在第二摇动部42中，通过马达使螺轴在第一方向旋转，从而第二磁回路41沿着摇动方向Ds移动，通过马达使螺轴在第二方向旋转，从而第二磁回路41沿着摇动方向Ds，在与螺轴于第一方向旋转时相反的方向移动。

成膜室12还具备电源51和气体供给部52。电源51连接于背板32，当靶材31被溅射时，电源51经由背板32施加电压于靶材31。气体供给部52将例如稀有气体等溅射气体供给到成膜室12的内部。

图3示意性地示出第一磁回路21的摇动和第二磁回路41的摇动。并且，图3中，方便起见，仅示出第一磁场形成部20、第二磁场形成部40以及靶材31。

如图3所示，第一磁场形成部20使第二磁场形成部40所形成的磁场的摇动与第一磁场形成部20所形成的水平磁场HM的摇动同步。也就是说，第二磁回路41沿着摇动方向Ds从靶材31的一端向着另一端移动一次时，第一磁回路21也沿着摇动方向Ds从配置区域R的一端向着另一端，换句话说从基板S的一端向着另一端移动一次。

因为第一磁场形成部20所形成的水平磁场HM的摇动与第二磁场形成部40所形成的磁场的摇动同步，所以由第一磁场形成部20产生的水平磁场HM的位置与由第二磁场形成部40所形成的等离子密度高的区域的位置，相对于基板S规则地变化。因此，向着基板S飞散的溅射粒子的密度与施加于溅射粒子中靶的位置的水平磁场HM的强度的关系，被磁场形成部20、40的同步摇动保持在预定状态。结果，形成磁性膜时的水平磁场HM的强度的偏差难以在基板S的面内产生。

而且第一磁场形成部20使第一磁回路21摇动成第一磁回路21与第二磁回路41隔着靶材31和配置区域R而相对。

由第二磁场形成部40形成的等离子密度高的区域与由第一磁场形成部20形成水平磁场HM的区域在靶材31与基板S相对的方向重叠。因此，摇动方向Ds中，在从靶材31放出的溅射粒子的密度高的位置，由第一磁场形成部20产生的水平磁场HM被施加于基板S。因此，形成于基板S的磁性膜的许多部分是在由第一磁场形成部20产生的水平磁场HM被施加的状态下所形成。结果，形成磁性膜时的水平磁场HM的强度的偏差，在基板S的面内更难以产生。

并且，优选在摇动方向Ds的整个第一磁回路21摇动成与摇动方向Ds上的整个第二磁回路41相对。但是，即使在摇动方向Ds的第一磁回路21的一部分摇动成与摇动方向Ds上的第二磁回路41的一部分相对的情况下，磁性膜中的第一磁回路21与第二磁回路41相对的状态下所形成的部分，能够至少获得上述效果。

在靶材31，沿着摇动方向Ds的宽度为靶材宽度Wt，在配置区域R，沿着摇动方向Ds的宽度为配置宽度Wr。配置宽度Wr比靶材宽度Wt小，且在摇动方向Ds，配置区域R的两端比靶材31的端位于内侧。

也就是说，在基板S，沿着摇动方向Ds的宽度为基板宽度Ws，基板宽度Ws等于配置宽度Wr。因此，基板宽度Ws比靶材宽度Wt小，且在摇动方向Ds，基板S的两端比靶材31的端位于内侧。

然后，在沿着摇动方向Ds的一维坐标，第一磁回路21移动的范围是被夹在靶材31的一端的位置与靶材31的另一端的位置的范围。换句话说，在沿着摇动方向Ds的一维坐标，第一磁回路21所在的范围比被夹在配置区域R的一端的位置与配置区域R的另一端的位置之间的范围大。

在此，在摇动方向Ds，在第一磁回路21移动的范围的两端，第一磁回路21的移动速度不少地进行减速及加速。因此，在第一磁回路21以固定速度移动时所形成的磁性膜与第一磁回路21减速或加速时所形成的磁性膜，因为每单位距离施加至基板的水平磁场HM的强度不同，所以磁性膜的特性有不同的状况。

因为第一磁回路21在摇动方向Ds移动至超过配置区域R的两端的位置，所以在基板S中不易因第一磁回路21的减速或加速而形成在摇动方向Ds上的每单位距离所施加的水平磁场HM的强度与其他部分不同的部分。因此，磁性膜被形成时，在基板S的面内，水平磁场HM的强度更难以产生偏差，结果，在磁性膜的磁各向异性容易变高。

第一摇动部22及第二摇动部42若为具备上述螺轴、螺帽以及马达的结构，则第一摇动部22及第二摇动部42为以下的结构即可。在第一摇动部22，在螺轴的沿着摇动方向Ds的宽度也可以是在第一磁回路21朝向的方向的第一磁回路21的前端，在靶材31与基板S相对的方向，与位于第一磁回路21朝向的前面的靶材31的端重叠的大小。因此，在螺轴的沿着摇动方向Ds的宽度优选为靶材宽度Wt以上，更优选为比靶材宽度Wt大。

并且，在第二摇动部42中也一样，在螺轴的沿着摇动方向Ds的宽度也可以是在第二磁回路41朝向的方向的第二磁回路41的前端，在靶材31与基板S相对的方向，可以与位于第二磁回路41朝向的前面的靶材31的端重叠的大小。因此，在螺轴的沿着摇动方向Ds的宽度优选为靶材宽度Wt以上，更优选为比靶材宽度Wt大。

然后，优选在第一摇动部22的马达旋转速度与在第二摇动部42的马达旋转速度大致相等。换句话说，优选第一摇动部22的螺轴旋转速度与在第二摇动部42的螺轴旋转速度大致相等。藉此，在摇动方向Ds的第一磁回路21的移动速度与在摇动方向Ds的第二磁回路41的移动速度大致相等。

并且，在第一摇动部22的马达旋转方向与在第二摇动部42的马达旋转方向为彼此相同方向。

在第一磁回路21，摇动开始前的位置为第一初始位置，在第二磁回路41，摇动开始前的位置为第二初始位置。优选在靶材31与基板S相面的方向，第一初始位置与第二初始位置重叠。

在第一磁场形成部20与第二磁场形成部40中，例如第一摇动部22的控制部对第二摇动部42的控制部输出控制信号，该控制信号是用于控制第二摇动部42的控制部对马达输出控制信号的定时。然后，第一摇动部22的控制部和第二摇动部42的控制部通过在相同的定时输出控制信号至动力部，从而第一磁回路21和第二磁回路41在靶材31与基板S相对的方向上在彼此相对的状态下摇动。

图4表示在磁性膜的磁化曲线。在图4中，以由第一磁回路21产生的磁场被施加的状态下所形成的磁性膜为实施例，以由第一磁回路21产生的磁场未被施加的状态下所形成的磁性膜为比较例。在图4中，对实施例施加平行于易磁化轴的方向的磁场时的磁化曲线用实线表示，对比较例施加平行于易磁化轴的方向的磁场时的磁化曲线用虚线表示。

如图4所示，施加于磁性膜的磁场的强度变化时，在实施例的磁性膜中，磁性膜的磁化从负的饱和磁化急剧改变为正的饱和磁化，另一方面，在比较例的磁性膜中，磁性膜的磁化从负的饱和磁化平稳地改变为正的饱和磁化。换句话说，在实施例的磁性膜中，为了从负的饱和磁化反转成正的饱和磁化所需要的磁场差相对小，在比较例的磁性膜中，为了从负的饱和磁化反转成正的饱和磁化所需要的磁场差相对大。

如此，根据成膜装置10，能够形成为了从负的饱和磁化反转成正的饱和磁化所需要的磁场差相对小的磁性膜，换句话说，能够形成磁各向异性高的磁性膜。

在此，如上所述，在提高磁性膜的磁各向异性高的情况下，优选在第一磁回路21的磁通量密度的强度为1G以上，磁通量密度越大，在磁性膜的磁各向异性越高。

另一方面，第一磁回路21与第二磁回路41在靶材31与基板S相对的方向上以隔着靶材31和基板S而相对的方式摇动。藉此，第一磁回路21所形成的水平磁场HM与第二磁回路41所形成的磁场M也以隔着靶材31和基板S而相对的方式摇动。

因此，当在第一磁回路21所形成的水平磁场HM的磁通量密度变大，水平磁场HM干扰第二磁回路41所形成的磁场M，影响靶材31中的形成于与基板S相对的面周围的等离子的状态。

图5表示在基板S中，在与靶材31相对的面的在第一磁回路21的磁通量密度与形成在基板S的磁性膜厚度的面内的均匀性的关系。并且，图5表示在第二磁回路41的磁通量密度为200G时的磁性膜厚度的面内均匀性。而且，在磁性膜厚度的面内均匀性是在磁性膜的多处测量厚度，将厚度的最大值Max与最小值Min代入以下式(1)来算出。

(面内均匀性)＝(Max－Min)/(Max+Min)×100(％)…式(1)

如图5所示，在第一磁回路21的磁通量密度超过200G时，相比于第一磁回路21的磁通量密度在200G以下时，磁性膜厚度的面内均匀性大幅降低。换句话说，第一磁回路21的磁通量密度超过第二磁回路41的磁通量密度时，磁性膜厚度的面内均匀性大幅降低。

如此，第一磁回路21的磁通量密度密度超过第二磁回路41的磁通量密度时，水平磁场HM对磁场M干扰的程度影响到与基板S相对的面的周围所形成的等离子的状态，且使在磁性膜厚度的面内均匀性降低的程度变大。

因此，优选在水平磁场HM的磁通量密度的强度为1G以上且在第二磁回路41的磁通量密度以下。通过在第一磁回路21的磁通量密度被包含在此范围，从而抑制磁性膜的磁各向异性提高且磁性膜厚度的面内均匀降低。

如图6所示，在基板S中，在与面对第一磁回路21的面相对的俯视视角，第一磁回路21沿着摇动方向Ds具有第一宽度L1，在高度方向Dh，具有与基板S大致相同的长度。第一磁回路21的第一宽度L1优选为大到在基板S中的与靶材31相对的面形成平行于摇动方向Ds的水平磁场HM的程度，且第一磁回路21形成的磁场的强度优选为小到在基板S的面内不被固定的程度。

图7表示第一磁回路21的第一宽度L1与磁各向异性的关系的图。并且，在图7中，磁性膜的磁化是将为了从负的饱和磁化反转为正的饱和磁化所需要的磁场差作为磁各向异性来表示。并且，图7表示基板宽度Ws为120mm时的第一宽度L1与磁各向异性的关系

如图7所示，第一宽度L1为50mm以上且120mm以下时，磁性膜的磁各向异性为更优选的值，且第一宽度L1在50mm以上且120mm以下的范围，磁性膜的磁各向异性具有极小值。

若第一宽度L1为50mm以上，则从基板S与第一磁回路21相对的方向来看，在基板S中，第一磁回路21所形成的水平磁场HM所占的面积变得大到磁性膜的磁各向异性提高的确实性提高的程度。若第一宽度L1为120mm以下，则在水平磁场HM所形成的磁场强度的分布在基板S的面内难以被固定。

而且，第一宽度L1比50mm小或第一宽度L1比120mm大，形成磁性膜时对基板S施加磁场，相比于不对基板S施加磁场的结构，磁性膜的磁各向异性可以相当地提高。

[成膜方法]

参照图8来说明成膜方法。

成膜方法具备：溅射包含磁性材料的靶材31。并且，成膜方法具备：在溅射靶材31的期间，对基板S在靶材31所在的一侧形成平行于摇动方向Ds的水平磁场HM，以使得沿着与靶材31相对的基板S的摇动方向Ds的至少基板S的一端与另一端之间摇动。

也就是说，如图8所示，在成膜方法中，首先，开始第一磁场形成部20的第一磁回路21和第二磁场形成部40的第二磁回路41的摇动(步骤S11)，将基板S与托盘T一起搬送到成膜室12的与靶材31相对的位置为止(步骤S12)。此时，在沿着摇动方向Ds的一维坐标中，第一磁回路21移动的范围是靶材31的一端的位置与靶材31的另一端的位置之间的范围。藉此，第一磁回路21形成平行于摇动方向Ds的水平磁场HM于基板S的与靶材31相对的面上。

然后，开始靶材31的溅射(步骤S13)。此时，气体供给部52供给溅射气体至成膜室12内，接下来，电源51经由背板32施加电压至靶材31。藉此，在成膜室12内产生等离子，通过等离子中的正离子被引入靶材31，来溅射靶材31。靶材31在形成具有预定厚度(例如1μm左右的厚度)的磁性膜的期间被溅射至基板S的与靶材31相对的面。

当具有预定厚度的磁性膜被形成于基板S时，靶材31的溅射结束(步骤S14)。然后，形成磁性膜于预定片数的基板S为止(步骤S15：否)，反复从步骤S12至步骤S14的处理，当对预定片数的基板S形成磁性膜时(步骤S：是)，结束第一磁回路21和第二磁回路41的摇动(步骤S16)。

如以上说明，根据成膜装置及成膜方法的一实施方式，可获得以下列举的效果。

(1)在基板S的面内，具有预定强度的水平磁场HM沿着摇动方向Ds被扫描。因此，对基板S形成磁性膜时，能够抑制在基板S的面内的水平磁场HM的强度的偏差被固定，在磁性膜的各部分被形成时的水平磁场HM的强度的偏差被抑制。结果，在磁性膜的磁各向异性提高。

(2)因为第一磁场形成部20所形成的水平磁场HM的摇动与第二磁场形成部40所形成的磁场的摇动同步，所以由第一磁场形成部20产生的水平磁场HM的位置和由第二磁场形成部40所形成的等离子密度高区域的位置，对基板S规则地变化。因此，向着基板S飞散的溅射粒子的密度与施加在溅射粒子中靶的位置的水平磁场HM的强度的关系，通过磁场形成部20、40的同步摇动而被保持在预定状态。结果，形成磁性膜时的水平磁场HM的强度的偏差难以在基板S的面内产生。

(3)由第二磁场形成部40所形成的等离子密度高区域与由第一磁场形成部20产生的水平磁场HM被形成的区域在靶材31与基板S相对的方向重叠。因此，在摇动方向Ds中，在从靶材31放出的溅射粒子的密度为高的位置，由第一磁场形成部20产生的水平磁场HM被施加于基板S。因此，形成于基板S的磁性膜的许多部分是在由第一磁场形成部20产生的水平磁场HM被施加的状态下所形成。结果，形成磁性膜时的水平磁场HM的强度的偏差，在基板S的面内更难以产生。

(4)因为第一磁场形成部20在摇动方向Ds移动至超过配置区域R的两端的位置，所以在基板S中不易因第一磁回路21的减速或加速而形成在摇动方向Ds的每单位距离所施加的水平磁场HM的强度与其他部分不同的部分。因此，磁性膜被形成时，在基板S的面内，水平磁场HM的强度更难以产生偏差，结果，在磁性膜的磁各向异性容易变得更高。

(5)因为第一磁回路21所包含的永久磁石由一对永久磁石构成，所以一对永久磁石之间所形成的水平磁场HM扫描整个基板S。因此，相比于具有多对永久磁石的磁回路扫描基板S的结构，各对永久磁石所形成的磁场之间的磁场方向的差异或磁场强度的分布被抑制，所以磁性膜被形成时，在基板S的面内更难以产生磁场强度的偏差。结果，磁性膜的磁各向异性容易变得更高。

另外，上述实施方式可以如以下方式适当变更来实施。

·第一磁回路21也可以是与第二磁回路41相同的结构。也就是说，第一磁回路21也可以是具备以下的结构：第一磁石，具有沿着高度方向Dh延伸的柱形状；第二磁石，具有包围第一磁石的周围的环状；以及磁轭，第一磁石和第二磁石被固定到所述磁轭。即使是像这样的结构，既然第一磁场形成部20形成平行于摇动方向Ds的水平磁场HM，且沿着摇动方向Ds摇动，就可以获得与上述(1)同等的效果。

·第一磁回路21也可以在摇动方向Ds从基板S的一端到另一端之间摇动。即使是像这样的结构，既然第一磁回路21形成平行于摇动方向Ds的水平磁场HM，且沿着摇动方向Ds摇动，就可以获得与上述(1)同等的效果。

·也可以构成为在基板S中，在摇动方向Ds的仅一端部位于靶材31的端部内侧。即使是像这样的结构，若为第一磁回路21超过靶材31的端部中比靶材31的端部靠内侧的部分来摇动的结构，则在基板S的端部中，位于比靶材31的端部靠内侧的部分，可以获得与上述(4)同等的效果。

·第一磁回路21移动的范围，在沿着摇动方向Ds的一维坐标，也可以包含夹在靶材31的一端的位置与靶材31的另一端的位置的范围。例如，第一磁回路21也可以相对于靶材31，在比靶材31的一端靠外侧的位置与比靶材31的另一端靠外侧的位置之间移动。即使是像这样的结构，因为第一磁回路21在摇动方向Ds移动至超过配置区域R的两端的位置为止，所以可以获得与上述(4)同等的效果。

·在摇动方向Ds，靶材宽度Wt也可是基板宽度Ws以下。即使是像这样的结构，既然第一磁场形成部20形成平行于摇动方向Ds的水平磁场HM，且使水平磁场HM沿着摇动方向Ds摇动，就可以获得与上述(1)同等的效果。

·第一磁回路21的摇动也可以与第二磁回路41的摇动同步，第一磁回路21也可以在与第二磁回路41相对的状态下不摇动。换句话说，也可以是第一磁回路21摇动的周期与第二磁回路41摇动的周期不同，且第一磁回路21摇动的周期与第二磁回路41摇动的周期之比为固定值。

例如，可以在第一磁回路21沿着摇动方向Ds被扫描一次的期间，第二磁回路41沿着摇动方向Ds被扫描两次，也可以在第一磁回路21沿着摇动方向Ds被扫描两次的期间，第二磁回路41沿着摇动方向Ds被扫描一次。也就是说，可以在第一磁回路21沿着摇动方向Ds被扫描m次的期间，第二磁回路41沿着摇动方向Ds被扫描n次，n与m可以是彼此不同的整数。

若为这样的结构，因为第一磁回路21与第二磁回路41的摇动同步，所以可获得与上述(2)同等的效果。

·第一磁回路21的摇动也可以与第二磁回路41的摇动不同步，即使是像这样的结构，既然第一磁场形成部20形成平行于摇动方向Ds的水平磁场HM，且沿着摇动方向Ds摇动，就可以获得与上述(1)同等的效果。

·可以采用这样的结构：第一摇动部22及第二摇动部42分别具备动力部及传递部，且第一摇动部22及第二摇动部42具备共通的一个控制部。若为这样的结构，控制部也可以对第一摇动部22的动力部及第二摇动部42的动力部输出控制信号，使两个动力部的驱动同步。

·可以采用这样的结构：第一摇动部22及第二摇动部42分别具备传递部，且第一摇动部22及第二摇动部42具备共通的一个动力部。若为这样的结构，通过动力部的驱动，可以使第一磁回路21的摇动与第二磁回路41的摇动同步。

·可以采用这样的结构：第一摇动部22具备传递部及动力部，第二摇动部42是传递部，与第一摇动部22的传递部相连。若为这样的结构，通过第一摇动部22的动力部驱动，可以使第一磁回路21的摇动与第二磁回路41的摇动同步。

·第二磁场形成部40也可以不具备第二摇动部42，在这样的结构中，第二磁回路41也可以构成为在靶材31中，遍及与配置区域R相对的面的几乎整体来形成磁场。或者是，第二磁场形成部40也可以具有旋转机构，旋转机构相对于平行于靶材31的法线方向的旋转轴使第二磁回路41旋转，来代替第二摇动部42。或者是，成膜装置10也可以不具备第二磁回路41。

·第一宽度L1与第二宽度L2也可以是彼此不同的大小，第一宽度L1也可以比第二宽度L2小，也可以比第二宽度L2大。

·支承部不限于上述搬送部14，也可以是例如在与靶材31相对的状态下支承基板S的基板台。在这样的结构，成膜装置10也可以相对于支承部另外具备搬送部，搬送部从与成膜装置10的支承部不同的位置搬送基板S至支承部。

·支承部也可以构成为在基板S的对于与靶材31相对的面的法线方向与靶材31的对于与基板S相对的面的法线方向交叉的状态下，支承基板S。例如，支承部沿着水平方向支承基板S，靶材31在相对于水平方向具有预定倾斜的状态下，位于与基板S相对的位置即可。即使是这样的结构，成膜装置10若沿着摇动方向Ds在配置区域R的一端与另一端之间，具有使水平磁场HM摇动的第一磁场形成部20，则可获得与上述(1)同等的效果。

附图标记说明

10成膜装置、11加载互锁真空室、12成膜室、13闸阀、14搬送部、15、16排气部、20第一磁场形成部、21第一磁回路、21a、41a第一磁石、21b、41b第二磁石、21c、41c磁轭、22第一摇动部、30阴极、31靶材、32背板、40第二磁场形成部、41第二磁回路、42第二摇动部、51电源、52气体供给部。

Claims (6)

1.一种成膜装置，具备：

靶材，包含磁性材料；

支承部，支承基板使所述基板位于配置区域，该配置区域是与所述靶材相对的区域；以及

磁场形成部，相对于所述配置区域位于所述靶材的相反侧，对所述配置区域在所述靶材所在的一侧形成平行于摇动方向的水平磁场，并在所述摇动方向的至少所述配置区域的一端与所述配置区域的另一端之间沿着所述摇动方向使所述水平磁场摇动，所述摇动方向是沿着所述基板的一个方向。

2.根据权利要求1所述的成膜装置，其中，

所述磁场形成部是第一磁场形成部；

所述成膜装置还具备：第二磁场形成部，相对于所述靶材位于所述支承部的相反侧，沿着所述摇动方向在所述摇动方向的所述靶材的一端与所述靶材的另一端之间摇动，对所述靶材在所述支承部所在的一侧形成磁场；

所述第一磁场形成部使所述第二磁场形成部所形成的所述磁场的摇动与所述第一磁场形成部所形成的所述水平磁场的摇动同步。

3.根据权利要求2所述的成膜装置，其中，

所述第一磁场形成部具备形成所述水平磁场的第一磁回路；

所述第二磁场形成部具备形成所述磁场的第二磁回路；

所述第一磁场形成部使所述第一磁回路摇动成所述第一磁回路与所述第二磁回路隔着所述靶材和所述配置区域而相对。

4.根据权利要求3所述的成膜装置，其中，

在所述靶材沿着所述摇动方向的宽度为靶材宽度；

所述配置区域的沿着所述摇动方向的宽度为配置宽度，所述配置宽度比所述靶材宽度小，且在所述摇动方向，所述配置区域的两端位于比所述靶材的端靠内侧；

在沿着所述摇动方向的一维坐标中，所述第一磁回路所移动的范围包含被夹在所述靶材的前端的所述一端的位置与所述靶材的所述另一端的位置之间的范围。

5.根据权利要求2～4的任一项所述的成膜装置，其中，

所述第一磁场形成部所包含的永久磁石是由一对永久磁石所构成；

各个所述永久磁石具有沿着与所述摇动方向交叉的方向延伸的柱形状；

在各个所述永久磁石，与所述配置区域相对的端为前端；

一个所述永久磁石的前端的磁极与另一个所述永久磁石的前端的磁极彼此不同。

6.一种成膜方法，具备下列步骤：

溅射包含磁性材料的靶材；以及

在溅射所述靶材的期间，以在所述摇动方向的至少所述基板的一端与所述基板的另一端之间摇动的方式，对基板在所述靶材所在的一侧形成平行于摇动方向的水平磁场，所述基板与所述靶材相对，所述摇动方向是沿着所述基板的一个方向。