JPH05339711A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多元系の磁性薄膜の作製において、良好な均
一性を有する膜厚分布および各元素の均一な組成比分布
を有する磁性薄膜を得ると共に、各元素の磁気モーメン
トのベクトル方向が揃った磁性薄膜を作製する。 【構成】 基板６の下方位置であってかつ所定の円を描
く線上の位置に分散的に複数の蒸発源２〜５を配置し、
複数の蒸発源２〜５はそれぞれ異なる種類の磁性体材料
を蒸発し、一方、基板は回転駆動装置１０により回転状
態に保持され、基板の下面に蒸発した複数の磁性体材料
が同時に蒸着するように構成される。さらに、基板６の
蒸着面に対し常に一定方向を向く磁界１４を蒸着面に沿
って生成する磁石１１，１２を、基板の周囲に配設して
いる。磁石１１，１２は、基板を支持する支持板８に取
り付けられ、回転駆動装置１０の回転動作に基づいて、
基板６と共に回転し、基板６の蒸着面に対して常に一定
方向を向く前記磁界１４を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は真空蒸着装置に係り、特
に、複数の磁性体材料を基板に同時に蒸着するのに好適
な真空蒸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の真空蒸着装置の典型的な内部構成
を、図４に示す。この真空蒸発装置は、真空容器１内に
おいて、種類の異なる複数の磁性体材料を別々の蒸発源
２〜５で蒸発させ、これらの蒸発源２〜５の上方に配置
された１枚の基板６の下面に複数の磁性体材料を同時に
蒸着させる構成を有する。従来の真空蒸着装置では、複
数の蒸発源２〜５は、基板６の真下の位置に配置され
ず、基板６の中心真下位置７から、基板径方向にかつ放
射状に分散させて、所定距離の位置に配置される。従っ
て、蒸発源２〜５は、所定半径の円を描く線の上に配置
される。

【０００３】図４では、一例として、４つの蒸発源２〜
５が固定状態で配置される。基板６は、下面が開放され
た状態で、支持板８により支持される。支持板８には、
基板６を載置する部分で基板の蒸着面を下方に向ける開
口部８ａが形成されている。支持板８は、連結部材９を
介して回転駆動装置１０の回転軸に接続される。回転駆
動装置１０の回転動作により、基板６は、真空容器１内
において一定の回転速度で回転する。

【０００４】上記構成において、４つの蒸発源２〜５
が、基板６の中心真下位置に配置されず、図示されるよ
うに配置される理由は、各蒸発源２〜５から蒸発する蒸
発材料が、余弦則に従って蒸発するからである。そこ
で、基板６を回転させる構成を採用し、基板６の蒸着面
において、均一な膜厚分布および各元素の組成比分布を
得るようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の真空蒸着
装置を用いて、例えば磁気ヘッドに使用される磁性薄膜
を作製することができる。磁気ヘッドに用いられる磁性
薄膜の作製において、複数の磁性体材料を用いる多元系
の磁気ヘッドの作製の場合であって、かつ基板の蒸着面
に平行な静磁場を発生し、この静磁場中に基板を配置し
て蒸着を行う構成の場合では、基板を回転させることが
できなかった。何故なら、静磁場の方向は基板の回転に
無関係に常に一定方向を向いているので、静磁場によっ
て磁気モーメントのベクトル方向が揃えられた各磁性体
材料が回転中の基板の蒸着面に蒸着すると、蒸着面上で
は各磁性体材料の磁気モーメントのベクトル方向が揃わ
なくなるからである。基板が回転できない場合には、基
板に形成された薄膜について均一な膜厚分布や各元素の
均一な組成比分布を得ることができないという問題が生
じる。

【０００６】また、磁性薄膜について均一な膜厚分布や
各元素の均一な組成比分布を得るために基板を回転する
場合には、前述の通り、基板に蒸着される各元素が有す
る磁気モーメントのベクトル方向が揃わず、形成された
磁性薄膜の磁気特性が良好にならないという問題を生じ
る。

【０００７】本発明の目的は、多元系の磁性薄膜を作製
するにあたり、良好な均一性を有する膜厚分布および各
元素の均一な組成比分布を有する磁性薄膜を得ると共
に、各元素の磁気モーメントのベクトル方向が揃った磁
性薄膜を作製できる真空蒸着装置を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る真空蒸着装
置は、前提として、基板の下方位置であってかつ所定の
円を描く線上の位置に分散的に複数の蒸発源を配置し、
複数の蒸発源はそれぞれ異なる種類の磁性体材料を蒸発
し、一方、基板は回転駆動装置により回転状態に保持さ
れ、基板の下面に蒸発した複数の磁性体材料が同時に蒸
着するように構成される。さらに、基板の蒸着面に対し
常に一定方向を向く磁界を形成しかつこの磁界が蒸着面
に沿って生成される磁石を、基板の周囲に配設してい
る。

【０００９】前記の構成において、好ましくは、磁石
は、基板を取り付け、支持する支持板に取り付けられ、
回転駆動装置の回転動作に基づいて、基板と共に回転
し、基板の蒸着面に対して常に一定方向を向く前記磁界
を生成する。

【００１０】前記の構成において、好ましくは、前記支
持板に、基板の中心を通る径方向の直線に関し対称な位
置であってかつ基板に近接して、２つの棒状の永久磁石
が取り付けられる。

【００１１】

【作用】本発明によれば、基板に近接して磁石を配置
し、基板との相対的な位置関係を変えることなく基板と
共に回転し、この磁石によって基板の蒸着面に対して常
に一定の方向を向いた磁界を蒸着面に沿って発生させ
る。基板は、支持板にその蒸着面を開放した状態で配置
され、かつ支持板は回転駆動装置により回転するように
構成されているので、基板は一定の回転速度で回転す
る。磁石も基板との位置関係が変わることなく例えば支
持板に配設されるので、基板と共に回転し、それによっ
て形成される磁界の方向は基板の蒸着面に対して変わる
ことはない。磁界の方向は磁力線の発生方向で定義さ
れ、蒸着面上の磁力線は基板との位置関係を常に一定に
して基板と共に回転する。

【００１２】基板の下方位置であってかつ所定の位置に
複数の蒸発源が配置され、各蒸発源からそれぞれ異なる
種類の磁性体材料が蒸発する。蒸発した各磁性体材料の
元素は、上昇し、基板の蒸着面の近傍で、磁石によって
作られた磁界によってその磁気モーメントのベクトル方
向が揃えられる。各磁性体材料は、磁気モーメントのベ
クトル方向が揃えられた状態で、基板の下面に蒸着す
る。回転状態の基板に、磁気モーメントが揃えられた複
数の磁性体材料が蒸着され、基板の蒸着面に多元系の磁
性薄膜が作製される。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１に示される要素に関し、図４で説明し
た要素と同一のものには同一の符号を付している。

【００１４】１は真空蒸着装置の真空容器で、その内部
は、図示しない排気装置によって所要の減圧状態に保持
される。真空容器１の内部の上方位置には、蒸着処理が
施される基板６が配置される。基板６は、回転自在とな
るように取り付けられた支持板８の上に配置される。支
持板８は、真空容器１の外部に配設されたモータ等の回
転駆動装置１０で回転される連結部材９に固定される。
回転駆動装置１０が回転動作すると、支持板８上の基板
６は、支持板８と共に回転する。基板６の回転動作は、
定速回転である。

【００１５】支持板８の基板６を配置する箇所には、開
口部８ａが形成され、基板６の下面の大部分が、蒸着面
として下方に臨む。

【００１６】真空容器１内で、かつ基板６の下方の位置
には、例えば４つの蒸発源２〜５が配設される。蒸発源
２〜５に関連する、例えば熱源や電源の構成の図示は省
略されている。蒸発源２〜５のそれぞれの上面に各磁性
体材料の元素が蒸気となって上方に移動するための開口
部が形成されている。各蒸発源２〜５から蒸発する磁性
体材料の種類はそれぞれ異なる。こうして基板６の下面
には、下方の蒸発源２〜５から上昇する複数の磁性体材
料の蒸気が同時に蒸着する。

【００１７】蒸発源２〜５の配置位置は、次の通りであ
る。基板６の中心点６ａの真下位置において、点７を適
宜に定める。この点７を中心点とする円で、その円を含
む平面が、基板６の下面と平行である円を想定する。各
蒸発源２〜５は、当該円を描く線の上で、それぞれ等間
隔にて配置される。

【００１８】基板６が配置される支持板８の下面には２
つの永久磁石１１，１２が固定される。永久磁石１１，
１２の形態は棒状であり、その軸方向に所要の長さを有
している。永久磁石１１，１２の長さは、例えば基板６
の直径の約２倍である。永久磁石１１，１２は、支持板
８の下面において、基板６に近接させて配置される。各
永久磁石１１，１２の軸方向は、支持板８の長手方向に
対して、例えば直交した位置関係で配置され、かつ基板
の中心点６ａを通る直線１３に関してその両側にて線対
称の位置に対称的に配置される。２つの永久磁石に関し
対称位置を決めるための直線は、直線１３に限定され
ず、中心点６ａを通る直線であれば、任意な直線を設定
することができる。

【００１９】永久磁石１１，１２は、かかる配置状態に
おいて、それぞれ、対向する面１１ａ，１２ａを有す
る。この状態を、図２に拡大して示す。これらの面１１
ａ，１２ａは、磁極面となっており、かつ極性が反対に
なっている。具体的に、一例として、永久磁石１２の面
１２ａがＮ極、永久磁石１１の面１１ａがＳ極である。
この結果、Ｎ極面１２ａからＳ極面１１ａに対し磁力線
１４が形成される。この磁力線１４で定義される磁界
が、基板６の下面の近傍周囲に形成される。基板６の下
面の周囲の空間に形成される磁界は、磁力線１４で明ら
かなように、一定方向（図示例では、例えば右から左を
向く方向）に向いている。この磁界の方向は、永久磁石
１１，１２は基板６と共に回転するので、基板６の蒸着
面に対する前記磁界の方向は、常に一定方向になる。す
なわち、基板６は回転駆動装置１０によって回転する
が、支持板８に取り付けられた永久磁石１１，１２は、
基板６と共に回転し、基板６との相対的な位置関係は変
わらない。そのため、基板６の蒸着面に対する磁力線１
４の方向は常に一定である。この磁界の方向は、基板６
の下面においてすべての領域で同じである。また、基板
６の下面の周辺領域でかかる磁界が生成されるように、
永久磁石１１，１２が選定され、配置される。従って、
下方から基板６の下面の蒸着面に到来する蒸気１５は、
一定方向を向いた磁界によって、その磁気モーメントの
ベクトル方向を揃えられる。そして、複数の磁性体材料
の蒸気は、すべて、磁気モーメントのベクトル方向が揃
った状態で、基板６の蒸着面に蒸着する。

【００２０】なお、蒸発源２〜５からの磁性体材料の蒸
発は、回転駆動装置１０による支持板８の回転が所定の
回転速度になった後に行われる。

【００２１】図３は、本発明に真空蒸着装置の他の実施
例を示す。この実施例では、永久磁石１１，１２を、支
持板８の上面に固定している。その他の構成では、図１
で説明した構成と同じである。

【００２２】他の変形実施例として、永久磁石１１，１
２の代りに、電磁石を用いることもできる。電磁石を使
用する場合には、常に電磁石に電流を供給することが必
要である。電磁石は、支持板８に取り付けられ、回転し
ているので、例えばスリップリングとブラシからなる接
続部を利用して電磁石への給電を行う。

【００２３】

【発明の効果】上記の説明で明らかなように、多元系の
磁性薄膜を作製する真空蒸着装置において、基板を一定
速度で回転させると共に基板の蒸着面の前面空間に蒸着
面に対し常に一定の方向を向いた磁界を形成するように
磁石を配置したため、基板に均一な膜厚分布を有しかつ
各元素の均一な組成比分布を有した磁性薄膜を作ること
ができ、さらに各元素の磁気モーメントのベクトル方向
が揃った良好な特性を有する磁性薄膜を作ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る真空蒸着装置の一実施例を示す構
成図である。

【図２】本発明の要部構成を示した縦断面図である。

【図３】本発明の他の実施例を示した構成図である。

【図４】従来の真空蒸着装置を説明するための構成図で
ある。

【符号の説明】

１ …真空容器 ２〜５ …蒸発源 ６ …基板 ８ …支持板 ９ …連結部材 １０ …回転駆動装置 １１，１２ …永久磁石

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板の下方位置で所定の円を描く線上の
   位置に分散的に複数の蒸発源を配置し、複数の前記蒸発
   源はそれぞれ異なる種類の磁性体材料を蒸発し、前記基
   板は回転駆動装置により回転状態に保持され、前記基板
   の下面に蒸発した複数の前記磁性体材料が同時に蒸着す
   る真空蒸着装置において、 前記基板の蒸着面に対し常に一定方向を向く磁界を前記
   蒸着面に沿って生成する磁石を前記基板の周囲に配設し
   たことを特徴とする真空蒸着装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の真空蒸着装置において、
   前記磁石は、前記基板を取り付ける支持板に固定され、
   前記回転駆動装置の回転動作により前記基板と共に回転
   し、前記蒸着面に対して常に一定方向を向く磁界を形成
   しかつこの磁界が生成されることを特徴とする真空蒸着
   装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の真空蒸着装置において、
   前記支持板に、前記基板の中心を通る径方向の直線に関
   し対称な位置にかつ前記基板に近接して、２つの棒状の
   永久磁石を取り付けたことを特徴とする真空蒸着装置。