JPH02273323A - 強磁性体のスパツタリング装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スパッタリング法により薄膜を形成する装
置であって特に磁気ディスクなどの強磁性体薄膜を形成
するスパッタリング装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種強磁性体のスパッタリング装置は、いわゆ
るマグネ）・ロンスパッタリング装置と呼ばれる。第２
図のようなものである。すなわち、大地電位にある真空
容器６内に配された強磁性体ターゲット１の背後に中心
部の磁極対８ａとこれを取り巻く環状の磁極対８ｂとか
らなる１対の磁石８が配置され、磁力線７は強磁性体タ
ーゲット１の中心部から外周部へ弧を描いてターゲット
と交差し、その弧状の磁力線７はターゲット１の上面側
を環状に１周している。ここで、適当な減圧ガス雰囲気
中において強磁性体ターゲット１に対地負電圧を印加す
ると、ターゲット１の上面側で磁力線７がターゲツト面
に平行となる部位にターゲツト面に沿って環状に高密度
プラズマ１０が発生し、プラズマ１０からのイオン衝撃
ににり強磁性体ターゲット１がスパッタされ、強磁性体
ターゲット１と対向する１図示されない試料基板上に薄
膜が形成される。なお、図中の符号２は強磁性体ターゲ
ット１の温度上昇を防ぐための冷却板、４は強磁性体タ
ーゲット１を冷却板２とともに大地電位がら絶縁する絶
縁体、９は磁石８の磁路を構成するヨーク、５は磁石８
を強磁性体ターゲット１の背面側に支持する支持体であ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように構成される従来のスパッタリング装置におい
ては、強磁性体ターゲット背後に配置された磁石からの
磁界をターゲットの前面で利用するため、磁石から発し
た磁力線のほとんどがターゲット中を通り、ターゲット
前面で充分な磁界が得にくいという問題があり、そのた
め、ターゲット厚みも薄くしなければならなかった。ま
た、ターゲット前面側の磁力線がターゲツト面に平行に
近いところでプラズマが発生するが、ターゲット背後に
磁石を配置するため平行な部分が短く、プラズマからの
イオン衝撃によるターゲツト面の侵食幅が狭くなり、タ
ーゲットの利用効率が悪かった。さらに、ターゲットの
侵食が進むと、ターゲット中を通る磁力線のうち侵食部
から漏れる磁束密度が増しかつこの磁力線はターゲツト
面にほぼ平行であるから、スパッタが侵食部にますまず
集中し、利用効率を一層悪くするという大きな問題があ
った。

この発明の目的は、強磁性体ターゲットの厚みを厚くし
ても高密度のプラズマ形成に充分な平行磁界がターゲッ
ト前面側に容易に得られかつ磁界の平行部分の長さが長
くなるターゲット部の構成を提供することである。

〔課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この発明においては、大地
電位にある真空容器内に試料基板と強磁性体ターゲット
とが対向して配置され゛、該強磁性体ターゲットの対向
面前面側に該対向面と平行な磁界成分が存在する。適当
に減圧されたガス雰囲気中で前記強磁性体ターゲットに
対地負電圧を印加し、生したプラズマからのイオン衝撃
により前記強磁性体ターゲットをスパッタし、前記試料
基板上に薄膜を形成するスパッタリング装置において、
前記強磁性体ターゲットの対向面前面側に存在する該対
向面と平行な磁界成分を該強磁性体ターゲットをあらか
じめ中心部と外周部とで逆磁極となるように磁化して生
ぜしめるものとする。

〔作　用〕

本発明は、磁気ディスクなど、試料基板に形成された強
磁性体薄膜が記憶媒体となることがら、強磁性体ターゲ
ットには、磁化力除去後に起磁力を保有する永久磁石材
料が用いられることに着目したものである。すなわち、
強磁性体ターゲットはその中心部と外周部とで逆磁極が
形成されるように磁化されることにより起磁力源として
作用し、磁極から・外部へ出る磁力線はすべてターゲッ
ト中心部から外周部に到る長い磁路に沿って相手方磁極
に入るため、ターゲットの面に平行な磁界成分が長くな
り、環状プラズマの幅が大きくなる。従ってこのプラズ
マからのイオン衝撃によるターゲットの侵食幅も大きく
なり、ターゲットの利用効率か向上する。さらに、ター
ゲットの磁化は、スパッタリング装置の外部で行われる
ため、極めて強い磁化が可能であり、ターゲット前面側
に高密度プラズマ形成に充分な磁界を容易に得ることが
できる。

〔実施例〕

第１図はあらかじめ磁化した環状の平板強磁性体ターゲ
ットを取りつけた本発明の一実施例を示す断面図である
。

第１図において、強磁性体ターゲット１１はその内周を
Ｎ極、外周をＳ極になるように磁化されており、冷却板
１２にボンディングされ、絶縁体１４を介して支持体１
５に固定されでいる。冷却板１２は内部に水路が設けら
れており、図示しない冷却液出入口を通って外部から冷
却液が流され、強磁性体ターゲット１１の温度上昇を防
いでいる。支持体１５は真空容器壁６に気密に固定され
る。さらに支持体１５にはシールド１３および３がそれ
ぞれ強磁性体ターゲット１１の内周および外周をシール
ドしており、シールド１３．３を金属容器６を介して接
地し、強磁性体ターゲット１１に対地負電圧を印加する
ことにより、強磁性体ターゲット１１の内周から外周へ
向けて走る長い磁力線１７のターゲットとほぼ平行な部
分に幅の広い環状プラズマ２０が発生し、スパッタリン
グが行われる。なお、本実施例のようにターゲットが環
状であると、対向する磁極面の間で容易に強く磁化でき
るが、単なる平板上であっても、例えば第３図に示すよ
うに、中心磁路２１ａ底面磁路２１ｃ、環状の周壁磁路
２１ｂとからなる磁化鉄心２１内に磁化コイル２２を挿
入し、中心磁路２１ａの頂面と周壁磁路２１ｂの上部内
壁面との間に磁界を生じさせることにより、強い磁化が
可能である。

また、環状、平板状いずれの強磁性体ターゲットであっ
ても中心付近がＳ極、外周部がＮ極であっても良いのは
当然である。

〔発明の効果〕

以上に述べたように、本発明によれば、強磁性体ターゲ
ットの背面側にある磁石からの磁力線を利用するのでな
く、強磁性体ターゲットそのものを永久磁石材料が磁化
された永久磁石すなわち起磁力源として用いるため、強
磁性体ターゲットは厚さが厚くてもターゲット前面側に
高密度プラズマを形成するのに充分な磁界強度が得られ
やすくなり、し裕も強磁性体ターゲットの磁化はスパッ
タリング装置の外部で行われ、極めて強い磁化が可能で
あることから、ターゲット前面側に充分な磁界を得るこ
とが著しく容易となり、強磁性体薄膜形成時にも大きい
スパッタレートを得ることができる。また強磁性体ター
ゲットの中心部と外周部とに磁極があるため、磁極から
外部へ出る磁力線はすべてターゲット中心部から外周部
に到る長い磁路に沿って相手方磁極に入り、ターゲツト
面に平行な磁界成分が長くなるため、環状プラズマの幅
が大きくなる。これにより、この環状プラズマからのイ
オン衝撃によるターゲットの侵食幅が広くなり、ターゲ
ットの利用効率が向上する。さらに、スパッタによるタ
ーゲットの侵食部に生ずる磁束密度は、従来構成の場合
の磁束密度がターゲツト材の飽和磁束密度にほぼ等しく
なるのに対し、本発明のようにターゲット自体が起磁力
源となり、真空透磁率の雰囲気内に磁力線を通そうとす
る場合には、この雰囲気の有する磁気抵抗に抑えられて
侵蝕部の磁束密度が従来構成の場合はど太き（なること
ができない。このため、ターゲットの侵食が異常に速く
進行することがなくなり、ターゲットを長時間にわたり
安定に使用できるメリットも合わせて得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるターゲット部の構成を
示す断面図、第２図は従来の強磁性体スパッタリング装
置におけるターゲット部の構成例を示す断面図、第３図
は平板状強磁性体ターゲットの磁化方法例を示す説明図
である。 １．１１：強磁性体ターゲット、７．１７’：磁力線（
磁界）、１０．２０８プラズマ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 大地電位にある真空容器内に試料基板と強磁性体ターゲ
   ットとが対向して配置され、該強磁性体ターゲットの対
   向面前面側に該対向面と平行な磁界成分が存在する、適
   当に減圧されたガス雰囲気中で前記強磁性体ターゲット
   に対地負電圧を印加し、生じたプラズマからのイオン衝
   撃により前記強磁性体ターゲットをスパッタし、前記試
   料基板上に薄膜を形成するスパッタリング装置において
   、前記強磁性体ターゲットの対向面前面側に存在する該
   対向面と平行な磁界成分を該強磁性体ターゲットをあら
   かじめ中心部と外周部とで逆磁極となるように磁化して
   生ぜしめることを特徴とする強磁性体のスパッタリング
   装置。