JPH01132763A - Magnetron sputtering device - Google Patents
Magnetron sputtering deviceInfo
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- JPH01132763A JPH01132763A JP29001287A JP29001287A JPH01132763A JP H01132763 A JPH01132763 A JP H01132763A JP 29001287 A JP29001287 A JP 29001287A JP 29001287 A JP29001287 A JP 29001287A JP H01132763 A JPH01132763 A JP H01132763A
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Landscapes
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- Magnetic Heads (AREA)
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は磁気記録媒体、薄膜磁気ヘッドあるいは光磁気
記録媒体などの磁性薄膜形成用のマグネトロンスパッタ
リング装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a magnetron sputtering apparatus for forming magnetic thin films such as magnetic recording media, thin film magnetic heads, and magneto-optical recording media.
従来の技術
最近、高度情報化に伴って、開発が急速に進展している
高密度磁気記録媒体や高密度磁気ヘッド等の薄膜形成に
スパッタリング装置が広く利用されている。光磁気ディ
スク、垂直磁気記録媒体、薄膜ヘッドなどがその例であ
る。光磁気ディスクや垂直磁気記録媒体では、プラスチ
ック基板あるいはフィルム上に、磁性遷移金属や希土類
金属あるいはそれらの合金からなる磁性薄膜が形成され
ている。2. Description of the Related Art In recent years, sputtering apparatuses have been widely used to form thin films for high-density magnetic recording media, high-density magnetic heads, etc. whose development is rapidly progressing with the advancement of information technology. Examples include magneto-optical disks, perpendicular magnetic recording media, and thin film heads. In magneto-optical disks and perpendicular magnetic recording media, a magnetic thin film made of magnetic transition metals, rare earth metals, or alloys thereof is formed on a plastic substrate or film.
マグネトロンスパッタリング法は、比穀的低温で堆積速
度の大きな製膜方法として知られており、上記のプラス
チック基板あるいはフィルム上に磁性薄膜を形成する場
合に適している。これは静磁場中の荷電粒子が、ローレ
ンツ力を受は磁場の周りに円運動を行う、いわゆるマグ
ネトロン動作を利用して荷電粒子を磁場で閉じ込め放電
の効率を上げ高密度のプラズマを発生する原理に基づく
ものであり、電子などの基板への衝撃を防ぐことにより
基材の温度上昇を抑制するものである。The magnetron sputtering method is known as a film forming method with a relatively low temperature and a high deposition rate, and is suitable for forming a magnetic thin film on the above-mentioned plastic substrate or film. This principle uses so-called magnetron operation, in which charged particles in a static magnetic field receive the Lorentz force and undergo circular motion around the magnetic field. Charged particles are confined in the magnetic field, increasing the efficiency of discharge and generating high-density plasma. It is based on this and suppresses the temperature rise of the substrate by preventing the impact of electrons and the like on the substrate.
以下図面を参照しながら、上述したような従来のマグネ
トロンスパッタ装置について説明を行う。The conventional magnetron sputtering apparatus as described above will be explained below with reference to the drawings.
第2図は従来のマグネトロンスパッタ装置の要部断面図
を示すものである。第2図において、1は基板であシ、
プラスチックあるいはガラスである。FIG. 2 shows a sectional view of a main part of a conventional magnetron sputtering apparatus. In Fig. 2, 1 is a board;
It can be plastic or glass.
2は磁性体ターゲットであシ、TeFeCo 、 Dy
FeCo。2 is a magnetic target, TeFeCo, Dy
FeCo.
CoNi、CoCrなどである。3はターゲット外周壁
、4はシールド部、6は絶縁スペーサ、6は永久磁石で
あり、SmCo、NeFeBなどからなる。These include CoNi and CoCr. 3 is a target outer peripheral wall, 4 is a shield portion, 6 is an insulating spacer, and 6 is a permanent magnet, which is made of SmCo, NeFeB, or the like.
7はヨーク、8はターゲット冷却用水冷導入管である。7 is a yoke, and 8 is a water cooling introduction pipe for cooling the target.
9はマグネトロン平行磁場領域、1oはターゲットのス
パッタリングによって使用侵食されたエロージョン領域
を示す。9 indicates a magnetron parallel magnetic field region, and 1o indicates an erosion region eroded by target sputtering.
発明が解決しようとする問題点
上記のように、プレーナー型マグネトロンスパッタリン
グ装置では、マグネトロン動作をさ場るために、ターゲ
ットに対し基板と反対側に磁石を配する必要がある。こ
の磁石からの磁束をターゲットを貫通させ、ターゲツト
面と平行な磁界強度成分を1oo工ルステツド以上とし
、荷電粒子を閉じ込める必要があるが、磁性ターゲット
を用いた場合、ターゲットの透磁率が1以上であるため
ターゲットを磁束が貫通しにくいという欠点があった。Problems to be Solved by the Invention As described above, in the planar type magnetron sputtering apparatus, in order to block the magnetron operation, it is necessary to arrange the magnet on the opposite side of the target from the substrate. It is necessary to pass the magnetic flux from this magnet through the target so that the magnetic field strength component parallel to the target surface is 100 degrees or more to confine the charged particles, but when a magnetic target is used, the magnetic permeability of the target is 1 or more. Therefore, there was a drawback that it was difficult for the magnetic flux to penetrate the target.
さらにマグネットを出た磁束成分の多くは磁極間を直接
通る。この直接磁束成分11はマグネトロン動作に何ら
寄与せず、逆に直接磁束成分11があるためターゲット
を貫通する有効成分が減少している。Furthermore, most of the magnetic flux components leaving the magnet pass directly between the magnetic poles. This direct magnetic flux component 11 does not contribute to the magnetron operation; on the contrary, the presence of the direct magnetic flux component 11 reduces the effective component that penetrates the target.
このようにターゲットを磁束が貫通しにくいということ
と、直接磁束成分11があることにより、従来では使用
できるターゲットの厚みに制限があった。また強力な希
土類磁石を用いても、マグネトロン動作に十分な磁界強
度に達しないという問題点があった。Due to the difficulty of magnetic flux penetrating the target and the presence of the direct magnetic flux component 11, there has conventionally been a limit to the thickness of the target that can be used. Furthermore, even if a strong rare earth magnet is used, there is a problem in that the magnetic field strength is not sufficient for magnetron operation.
本発明の目的は、上記問題点に濫みターゲットを貫通す
る磁束の有効成分を増強させ、マグネトロン動作を高め
ることが可能なマグネトロンスパッタ装置を提供するも
のである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetron sputtering apparatus that overcomes the above-mentioned problems and can enhance the effective component of the magnetic flux that penetrates the target and improve the magnetron operation.
問題点を解決するための手段
この目的を達成するために、本発明のマグネトロンスパ
ッタ装置では、ターゲット近傍に配された荷電粒子閉じ
込め用の磁石の周囲に超電導材を配した構成となってい
る。Means for Solving the Problems In order to achieve this object, the magnetron sputtering apparatus of the present invention has a structure in which a superconducting material is arranged around a charged particle confinement magnet arranged near the target.
作 用
この構成によシ、超電導材のマイスナー効果によ電磁石
の磁極間を直接通る直接磁束成分が抑圧され、ターゲッ
トを貫通する磁束の有効成分が増大する。Effect: With this configuration, the direct magnetic flux component that passes directly between the magnetic poles of the electromagnet is suppressed due to the Meissner effect of the superconducting material, and the effective component of the magnetic flux that passes through the target increases.
実施例
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
する。第1図は本発明の一実施例におけるマグネトロン
スパッタ装置の要部断面図である。EXAMPLES Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of a main part of a magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention.
第1図において、1は基板、2は磁性体ターゲット、3
はターゲット外周壁、4はシールド部、5は絶縁スペー
サ、6は永久磁石、7はヨーク、12はターゲット冷却
用冷媒導入管である。9はマグネトロン平行磁場領域、
1oはターゲットのスパッタリングによって使用侵食さ
れたエロージョン領域を示す。13は超電導体で永久磁
石6の周囲に配されている。超電導体13はY−Ba−
Cu−0など液体窒素温度(77K)以上の臨界温度を
もち、ターゲット冷却用冷媒導入管12には液体窒素を
流し、ターゲットの冷却と、超電導体13を超電導状態
に保つことを行わせる。In FIG. 1, 1 is a substrate, 2 is a magnetic target, and 3 is a substrate.
4 is a target outer peripheral wall, 4 is a shield portion, 5 is an insulating spacer, 6 is a permanent magnet, 7 is a yoke, and 12 is a coolant introduction tube for cooling the target. 9 is the magnetron parallel magnetic field region,
1o indicates the erosion area eroded by sputtering of the target. A superconductor 13 is arranged around the permanent magnet 6. The superconductor 13 is Y-Ba-
Liquid nitrogen, such as Cu-0, which has a critical temperature higher than liquid nitrogen temperature (77 K), is flowed through the target cooling refrigerant introduction pipe 12 to cool the target and maintain the superconductor 13 in a superconducting state.
以上のように構成されたマグネトロンスパッタ装置につ
いて、以下にその動作について説明する。The operation of the magnetron sputtering apparatus configured as described above will be explained below.
永久磁石6の周囲には超電導体13が配されているため
、永久磁石6から出る磁束は超電導体13のマイスナー
効果により、超電導体13をさけるように流れる。すな
わち第1図で言えば、永久磁石6から出た磁速はすべて
磁性体ターゲット2の方向に進み、第2図で示した直接
磁束成分11は減少する。したがって磁石の起磁力が同
一であっても超電導体13を配することによって、従来
よりもマグネトロン平行磁場領域9が拡大し、磁界強度
も増加させることが可能となる。Since the superconductor 13 is arranged around the permanent magnet 6, the magnetic flux emitted from the permanent magnet 6 flows to avoid the superconductor 13 due to the Meissner effect of the superconductor 13. That is, in FIG. 1, the magnetic velocity emitted from the permanent magnet 6 all advances in the direction of the magnetic target 2, and the direct magnetic flux component 11 shown in FIG. 2 decreases. Therefore, even if the magnetomotive force of the magnet is the same, by disposing the superconductor 13, the magnetron parallel magnetic field region 9 can be expanded and the magnetic field strength can be increased compared to the conventional case.
なお、本実施例ではターゲットとして磁性体ターゲット
2としたが、非磁性のターゲットであっても、従来よシ
もマグネトロン平行磁場領域9が拡大し、磁界強度も増
加する。また起磁力源として永久磁石6を実施例に示し
ているが電磁石であってもよい。In this embodiment, the magnetic target 2 is used as the target, but even if a non-magnetic target is used, the magnetron parallel magnetic field region 9 is expanded and the magnetic field strength is also increased compared to the conventional case. Further, although the permanent magnet 6 is shown in the embodiment as a magnetomotive force source, an electromagnet may be used.
また本実施例では超電導体13を超電導状態に保つため
に冷媒として液体窒素を用いているが、臨界温度が室温
に近い超電導体を用いる場合には、冷媒は水でも可能と
なる。Further, in this embodiment, liquid nitrogen is used as a coolant to maintain the superconductor 13 in a superconducting state, but if a superconductor whose critical temperature is close to room temperature is used, water may be used as the coolant.
発明の効果
本発明は、荷電粒子閉じ込め用の磁石の周囲に超電導材
を配することにより、マグネトロン平行磁場領域を拡大
でき、その結果ターゲットのエロージョン領域を従来よ
りも広げることができ、ターゲットの有効利用が可能と
なる。一方磁界強度も増加するため、マグネトロン動作
が活発となり、スパッタレートが向上する。また磁界強
度が増加するため、従来より厚いターゲットを使用する
ことができ、ターゲットコストを下げることが可能とな
る。Effects of the Invention The present invention makes it possible to expand the parallel magnetic field region of the magnetron by disposing a superconducting material around the magnet for charged particle confinement, and as a result, the erosion region of the target can be expanded more than before, which increases the effectiveness of the target. It becomes available for use. On the other hand, since the magnetic field strength also increases, the magnetron operation becomes active and the sputtering rate improves. Furthermore, since the magnetic field strength increases, it is possible to use a thicker target than in the past, making it possible to reduce target cost.
第1図は本発明の一実施例におけるマグネトロンスパッ
タ装置の要部断面図、第2図は従来のマグネトロンスパ
ッタ装置の要部断面図である。
1・・・・・・基板、2・・・・・・ターゲット、3・
・・・・・ターゲット外周壁、4・・・・・・シールド
部、5・・・・・・絶縁スペーサ、6・・・・・・磁石
、7・・・・・・ヨーク、9・・・・・・マグネトロン
平行磁場領域、13・・・・・・超電導体。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1−
墓 板
2−磁性体ターゲット
3−ターゲット外周壁
4−シールド類
5−絶縁スペーサ
6−゛永久磁石
+3−Ji t JL体
第1図
1− @ 板
6−・−永久磁石
lO−エロージョン44I域
++−−一連接磁束成分
1s2図
/FIG. 1 is a sectional view of a main part of a magnetron sputtering apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a main part of a conventional magnetron sputtering apparatus. 1...Substrate, 2...Target, 3.
...Target outer peripheral wall, 4...Shield part, 5...Insulating spacer, 6...Magnet, 7...Yoke, 9... ...Magnetron parallel magnetic field region, 13...Superconductor. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person1-
Grave Plate 2 - Magnetic target 3 - Target outer wall 4 - Shields 5 - Insulating spacer 6 - Permanent magnet + 3 - JL body Figure 1 1 - @ Plate 6 - - Permanent magnet lO - Erosion 44 I area ++ --Series tangent magnetic flux component 1s2 diagram/
Claims (2)
荷電粒子閉じ込め用の磁石が配され、この磁石の周囲に
超電導材を配したことを特徴とするマグネトロンスパッ
タ装置。(1) A magnetron sputtering apparatus characterized in that a magnet for trapping charged particles is arranged near a magnetic target placed in a vacuum vessel, and a superconducting material is arranged around this magnet.
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマグネトロンス
パッタ装置。(2) The magnetron sputtering apparatus according to claim 1, wherein the magnet for confining charged particles is an electromagnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29001287A JPH01132763A (en) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | Magnetron sputtering device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29001287A JPH01132763A (en) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | Magnetron sputtering device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01132763A true JPH01132763A (en) | 1989-05-25 |
Family
ID=17750638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29001287A Pending JPH01132763A (en) | 1987-11-17 | 1987-11-17 | Magnetron sputtering device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01132763A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5564398A (en) * | 1993-10-05 | 1996-10-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Simplified canister for prevention of atmospheric diffusion of fuel vapor from a vehicle |
US5657734A (en) * | 1994-12-13 | 1997-08-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel evaporative-gas emission preventing apparatus |
US7329384B2 (en) | 2000-09-29 | 2008-02-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Porous metal based composite material |
CN103871483A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-18 | 邱楚盛 | Thermonuclear fusion weakening control technology and aerospace nuclear power engine |
-
1987
- 1987-11-17 JP JP29001287A patent/JPH01132763A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5564398A (en) * | 1993-10-05 | 1996-10-15 | Nippondenso Co., Ltd. | Simplified canister for prevention of atmospheric diffusion of fuel vapor from a vehicle |
US5657734A (en) * | 1994-12-13 | 1997-08-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel evaporative-gas emission preventing apparatus |
US7329384B2 (en) | 2000-09-29 | 2008-02-12 | Ngk Insulators, Ltd. | Porous metal based composite material |
CN103871483A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-18 | 邱楚盛 | Thermonuclear fusion weakening control technology and aerospace nuclear power engine |
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