JPH01246356A - スパッタリングによる合金薄膜形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の異なる材質のスパッタ源を用いてスパ
ッタリングを行い、被スパッタリング基体上に異なる構
成材料の原子層が周期的に繰り返し積層することのでき
るスパッタリングによる合金薄膜形成方法に関するもの
である。

〔従来技術〕

近年、レーザー光、例えば半導体レーザー光による書き
込み、読み出しを行うことができるようにした書き換え
可能な光磁気ディスクとして、基体上に希土類金属と遷
移金属との合金薄膜を形成した光磁気記録媒体が提案さ
れている。この種の光磁気記録媒体の合金薄膜の形成方
法としては、スパッタリング法が適用されている。

上記合金薄膜を形成する方法としては、合金ターゲット
を用いて形成した薄膜の合金成分が渾然一体となったも
のと、複数の異種金属のターゲノ１−を用い、このター
ゲットの上方に配置した被スパッタリング基体を適宜回
転させることにより、該基体上に交互に異なった金属膜
を周期的に積層形成する方法が知られている。

上記２つの合金薄膜形成方法のうち、後者の方法によっ
て得られた周期的に変化する積層構造の方が、良好なＣ
／Ｎ比等が得やすいなど、記録媒体として高性能である
ことが知られている。このようなことから、積層構造の
合金薄膜を得るべく、例えば特開昭６２−６０８６５号
公報に開示されたような装置を用いた合金薄膜形成方法
がある。

しかし、前記公報に示されたスパッタリングを行う装置
は、被スパッタリング基体を載せた基台を回転させる回
転駆動構造、スパッタ源を隔離するための遮蔽板、スパ
ッタ源と被スパッタリング基体との間に配置する規制板
などを必要とし、真空槽内の構造が複雑にならざるを得
なかった。従って、例えば量産を考えた場合、前記基台
が回転駆動されるため、基台上に載せることのできる前
記基体は数個程度と極めて少なく、又真空槽内に駆動さ
れる部材があるため、槽内清浄度が低下するだけでなく
。メンテナンス性にも問題があった。

（発明の目的） 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、異種
金属の積層型の合金薄膜を生産性よくかつ高精度に形成
できるスパッタリングによる合金薄膜形成方法を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明の上記目的は、カソード側に少なくとも２つ以上
の異種のスパッタ源を設け、かつアノード側に被スパッ
タリング基体を設けて、前記カソード側と前記アノード
側との間に電圧を印加して、前記被スパッタリング基体
の表面に合金薄膜を形成する合金薄膜形成方法において
、前記各スパッタ源による薄膜層を順次積層状に形成せ
しめるべく、該各スパッタ源の電圧の印加を順次切換え
るときに、先に電圧を印加したスパッタ源からの放電が
跡切れる直前に、次のスパッタ源による放電が開始する
ように前記電圧の印加を調整することを特徴とするスパ
ッタリングによる合金薄膜形成方法により達成される。

以下、本発明の方法を実施した一実施態様について説明
する。

第１図は本発明を実施したスパッタ装置の要部概略図で
あり、カソード側は垂直断面として図示しである。又、
第２図は第１図に示すカソード側の部分を一部破断斜視
図とにて示した。

第１図に示すスパッタ装置１は排気口１６から図示しな
いポンプ手段等により排気して所望の圧力に減圧するこ
とのできる真空槽１５の中にターゲットである２つのス
パッタａ３．４を配置したカソード側２と、該カソード
側２に対向するように被スパッタリング基体１２を着脱
自在とするホルダ１１を有するアノード側１０が設けら
れている。

前記カソード側２には、平板状の前記スパッタ′ａ３の
下側に横断面Ｅ字状の磁石５が設けられ、他方の前記ス
パッタ源４は、横断面が三角形をなし、その長辺部分が
内方かつ斜め上方に向くように環状に形成され、かつ該
スパッタ源４の下側及び外側に横断面Ｃ字状の磁石６を
有して、前記スパッタ源３の上面側の回りを囲むように
構成されている。なお、前記両スパッタ源３．４及び前
記両磁石５，６を前記真空槽１５内に保持する支持部材
は便宜上図示してない。

前記各磁石５，６は数百ガウス程度の磁力のものを用い
、これによって前記スパッタ源３，４の表面付近のプラ
ズマ密度を高め、かつ前記被スパツタ基体１２に入射す
る電子も減らすことができ、該基体の損傷や基体温度の
上昇を抑える効果があり、効率よくスパッタすることが
できる。

前記両スパッタ源３．４は互に絶縁状態に保たれており
、周期的に変化する、所謂パルス状の電圧が電源部２０
によって夫々印加できるようになされている。そして、
電圧印加は、第３図のタイムチャートに示すように、例
えば図中のＡ側を前記スパッタ源３、Ｂ側を前記スパッ
タ源とすると、Ａ側にＶ、の電圧が印加されている間（
１＋時間）においては、Ｂ側は電圧が印加されてないゼ
ロの状態に保たれており、次の時間ｔ０においてはＢ側
にｖ２の電圧が印加され、Ａ側の電圧はゼロの状態にな
る。このように前記両スパッタ源３，４は電圧印加の周
期が逆（１８０＠位相がずれている）になるように前記
電源部２０によって制御されている。

このように構成された前記スパッタ装Ｗ１を作動させる
際は、まず、前記被スパッタリング基体１２を前記ホル
ダ１７に取り付けてから、前記排気口１６より排気を行
って所望の気圧まで減圧すると共に、ガス導入口１７か
らＡｒガス等のガスを一定ｔｔｉ人する。この状態にお
いて、前記カソード側２と前記アノード側１０との間に
電位差を設けるべく、前記両スパッタ源３，４へ交互に
電圧を印加するが、本発明の特徴はこの電圧を交互にか
けるときのタイミングにある。

上記タイミングとは、例えば第４図に示すように先に電
圧を印加した一方のスパッタ源３（第４図のＡ側に示す
）が、電圧ＶｌがゼロになるタイミングＴａには、他方
のスパッタ源４（第４図Ｂ側に示す）が電圧ｖ２に達し
ているように、該スパッタ源４（Ｂ側）への電圧印加の
時期を前記タイミングＴａよりも時間ｔ１だけ早くする
。そして、前記スパッタｔ４（Ｂ側）の電圧印加を所定
時間（Ｌｏ）行い、再び電圧ｖ２をゼロにするときには
、該電圧ｖ２がゼロになるタイミングＴｂよりも時間ｔ
２だけ前記スパッタ源３　（Ａ側）への電圧印加を早く
行い前記スパッタリング源４　（Ｂ側）の電圧がゼロに
なるとき（タイミングＴｂ）には前記スパッタ源３（Ａ
側）は所定の電圧Ｖｌにほぼ達しているようになされて
いる。このサイクルを繰り返してスパッタが行われる。

上述の如く、前記両スパンタ源３，４の電圧の立ち上が
りを、一方のスパッタ源の電圧の降下時期（Ｔａ、Ｔｂ
）に先がけて所定電圧（Ｖ＋、Ｖｚ）に達するように制
御することにより、前記カソード側２と前記アノード側
１０との放電状態が跡切れることなく、前記スパッタ源
３と前記スパッタ源４との切り換えを行うことができる
。従って、前記両スパッタ源３．４に印加する電圧ＶＩ
＋Ｖ１の安定化をはかることができる。これは、放電状
態のポテンシャルが常にある程度以上に保たれている結
果、前記両スパッタ源３．４の電圧Ｖ、、Ｖｌの立ち上
がり時に第５図に示すような該電圧Ｖ＋、Ｖｔ以上の不
測の高い電圧（ＶＷ）が加わる、所謂オーバーシュート
を抑えることができるので、放電の安定化を図かること
ができる。

更に、前記電圧Ｖ、、Ｖ□の急激な変化を、取り除くた
めに、例えばローパスフィルターを使うことにより、上
記電圧ｖ、　、　ｌｈの立ち上がりの特性をＳ字状の波
形を描くようにすることができ、電圧ＶＩ＋ｖ２の安定
化をさらに高めることができる。

前記スパッタリング基体１２としてはガラス、セラミッ
クス、半導体ウェハー等を用いることができ、又、前記
両スパッタ源３，４には、異種金属である遷移金属と希
土類金属と別々に設けるようにする。

このように、前記カソード側２の電圧印加を制御するこ
とにより、前記スパッタ源３から放出されるスパッタ原
子による薄膜層と、前記スパッタ源４から放出されるス
パッタ原子による薄膜層とが前記被スパッタリング基体
１２上に異種金属による多重層を掻めて精度よく安定的
に形成することができる。

前記実施態様においては、パルス間隔ｔ０を一定にした
が、本発明においては当然これに限定されるものではな
く、前記両スパッタ源３．４の放電時間を変えてもよい
ものである。又、電圧の立ち上がりにおける先行させる
前記時間１．．１．は特に限定するものではなく、例え
ば真空度、スパッタ源の種類、印加電圧、真空槽内に導
入したガスの種類及び濃度等の各種放電条件によって適
宜設定することができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の合金薄膜形成方法は、複数
の異種のスパッタ源に電圧を順次印加して被スパッタリ
ング基体上に異種金属層の積層状の薄膜を形成するとき
に、前記電圧の印加を順次切換える際、先に前記電圧を
かけたスパッタ源による放電が跡切れる直前に、次のス
パッタ源による放電が開始するように前記電圧の印加を
制御することで、前記電圧の印加開始時における放電状
態のポテンシャルがある一定以上の高い状態に保たれて
いるので、特に前記電圧の立ち上がり時における不測の
高い電圧が生じるオーバーシュートを抑えることができ
、電圧印加のレベル安定化を図かることができて、スパ
ッタリングの制御と共に安定化が向上し、高品質の合金
薄膜を得ることができる。

又、本発明の方法によれば、スパッタ装置ノ真空槽内に
、例えば、特開昭６２−６０８６５号公報に示されてい
る回転駆動部材等を設けなくともよく、装置の簡略化が
できると共に、メンテナンス性の向上を図ることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施したスパッタ装置の要部概
略図、第２図は第１図に示すカソード例の要部の一部破
断斜視図、第３図はカソード側の電圧印加のタイミング
チャート、第４図は第３図の波形を拡大したタイミング
チャート、第５図は本発明の方法以外のときの電圧印加
状態を波形を示す。 １−スパッタ装置、　　　２・・・カソード側。 ３．４−　スパンタ源、　　　５，６−磁石、１０−ア
ノード側、　　　　１１−ホルダ。 １２−被スパッタリング基体。 １５・・−真空槽、１Ｇ・・・排気口。 １７・−ガス導入、２０−・・電源部。 第１図 第２図 第　　３　　図 第　　４　　図 簡　　５　　図 一手ｆｆ、’ｊ　ン市正　書 昭和６３η　５Ｄ　　９８ ｖＰＲ午庁Ｆミ′ｌ　殿 １、　事件の表示 昭和６３年特許願第７３３り４号 ２、　発明の名称 スパッタリングによる合金１ｔｌＪ　ＦＪ形成方法３、
　補１（］をする者 事件との関係：特２グ出願人 名称　（５２０）富上写真フィルム株式会社４、代理人 住所　〒１００ 東京都千代田区霞が関３丁目２番５号　貫が関ビル２９
階霞が関ビル内郵便局私古箱第４９号 栄）′ｅ、生？ｊ古午事務所 ８、　補正の内容二　明細書の「発明の詳細な説明」の
項の記載を以下の通りに補正する。 （１）明細占第５頁１９行目、「数百ガウス程度」の前
に［ターゲット表面上で」を挿入する。 （２）回出第６頁１３行目、「に保たれており」の前に
［あるいは放電を紺）３しない電圧］を挿入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. カソード側に少なくとも２つ以上の異種のスパッタ源を
   設け、かつアノード側に被スパッタリング基体を設けて
   、前記カソード側と前記アノード側との間に電圧を印加
   して、前記被スパッタリング基体の表面に合金薄膜を形
   成する合金薄膜形成方法において、前記各スパッタ源に
   よる薄膜層を順次積層状に形成せしめるべく、該各スパ
   ッタ源の電圧の印加を順次切換えるときに、先に電圧を
   印加したスパッタ源による放電が跡切れる直前に、次の
   スパッタ源による放電が開始するように前記電圧の印加
   を調整することを特徴とするスパッタリングによる合金
   薄膜形成方法。