JPH06224065A - 一方向磁場発生装置 - Google Patents

一方向磁場発生装置

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JPH06224065A
JPH06224065A JP5170377A JP17037793A JPH06224065A JP H06224065 A JPH06224065 A JP H06224065A JP 5170377 A JP5170377 A JP 5170377A JP 17037793 A JP17037793 A JP 17037793A JP H06224065 A JPH06224065 A JP H06224065A
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JP
Japan
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magnetic
chamber
magnetic field
permanent magnet
wafer
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Pending
Application number
JP5170377A
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English (en)
Inventor
Hua-Ching Tong
トン ホア−チン
John J Newman
ジェイ. ニューマン ジョン
Hon-Sian J Wu
ジェームズ ウー ホン−シァン
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Read Rite Corp
Original Assignee
Read Rite Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/351Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using a magnetic field in close vicinity to the substrate
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 予め定められた方向に沿った単軸の異方性を
実現する磁場発生装置を提供する。 【構成】 基板14上に磁性材料を堆積させるための装
置は、一方向磁場を与える永久磁石片から形成される永
久磁石アセンブリ22を使用している。前記永久磁石ア
センブリは、好ましくは弧状のストリップを形成するよ
うに結合されるセラミック磁気タイルから作られる。こ
の永久磁石ストリップは、堆積チャンバの外側に位置さ
れ、チャンバ内に位置されたワークピースすなわちウェ
ーハを磁束線が横切るように配置される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は磁場発生装置、特に磁性
材料の薄膜の堆積に使用するスパッタリング装置に対す
る一方向磁場(unidirectional magnetic field)を発
生させる手段に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜磁気ヘッドの製造の際、パーマロイ
等の磁性材料の薄膜がスパッタチャンバ内に配置された
ウェーハ上に堆積される。各薄膜の磁気ヨークは、P1
及びP2で示す第1及び第2の形成された薄膜層を含
む。P1及びP2層の堆積の前に非常に薄いパーマロイ
のシード層がそれぞれ堆積される。従って、P1及びP
2層の各々に対し、薄膜磁性材料を堆積させる2つの段
階がある。従って、シード層の異方性の方向とそれに続
くパーマロイの異方性は、その両方向が揃わないと、互
いに食い違ったものとなる。磁気ヘッドによって処理さ
れる書込みまたは読出し信号を表す電流の通路を作るた
め、P1及びP2層の間には銅のコイルの薄膜が形成さ
れる。
【0003】P1及びP2層のためのシード層を形成す
るためにパーマロイ材料がウェーハにスパッタされる
際、磁性材料の磁気モーメントを磁化容易方向に向ける
ために、磁場がかけられる。磁場は、スパッタチャンバ
内のベッドまたはテーブルの上に置かれた永久磁石片を
含む磁石アセンブリによって発生されるのが普通であ
る。この磁石アセンブリは両磁石間に軟鉄材料を含んで
いる。これに加え、先行技術の磁場発生装置は、スパッ
タチャンバの外壁に隣接して配置される比較的大きな電
気コイルを用いる。磁場を発生させるために、高いレベ
ルの電流および電力が用いられる。異なる堆積工程の各
々の後、スパッタチャンバは空にされ(evacuate)、ウ
ェーハはスパッタチャンバから取り出される。堆積工程
の際に用いた永久磁石を含むスパッタチャンバの部品や
固定具も、掃除及び次の再取付けのために取り出され
る。これらの取り外し可能な部品は重くて扱いにくく、
取外し及び再取り付けは困難で時間がかかる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、予め
定められた方向に沿って単軸異方性(uniaxial anisotr
opy)を実現する磁場発生装置を提供することである。
【0005】本発明の他のひとつの目的は、従来技術の
スパッタリングまたは蒸発(evaporation)システム内
で磁性薄膜の磁気モーメントを揃える手段を提供するこ
とである。
【0006】他のひとつの目的は、空間の所定の領域全
体に改善された一方向安定性を備えた磁場を発生する磁
場発生装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一方向
磁場発生装置は並んで配置された永久磁石(複数)の1
枚の板またはストリップからなっている。永久磁石は、
同一の極性を有する全ての極が所望の方向を向くよう
に、行と列に配列される。永久磁石のストリップは、内
部にワークピースすなわち基板が配置されるスパッタチ
ャンバの外壁の近傍に置かれる。
【0008】
【作用】永久磁石のストリップは、実質的に単軸性であ
る磁束線を有する磁場を発生させる。この単軸の磁場は
チャンバ内に向けて基板の領域を横切って投射される。
【0009】
【発明の効果】本発明によれば、磁石アセンブリ内で高
いレベルの電流及び電力を使用する大きく重いコイルの
必要はなくなる。また、異なる層の各堆積の後にチャン
バの部品を掃除するため、先行技術の堆積装置で行われ
ていたように、重い永久磁石をスパッタチャンバから取
り外す必要もない。本発明による単純化された低価格の
永久磁石アセンブリによって発生される単軸磁場は、チ
ャンバ内で処理される磁性材料の磁気モーメントが適切
に整列させられることを確実にする。
【0010】
【実施例】本発明は、図面を参照して詳細に説明され
る。図1は、ワークピースすなわちウェーハ14が載置
される基板キャリヤすなわちターンテーブル12を取り
囲むスパッタチャンバを部分的に示す。磁性材料が堆積
されるウェーハ14の表面は、接近して配置されたター
ゲット16に並列して置かれる。運転中、ターゲットは
陰極の役目を果たし、例えば−1000ボルトないし−
2000ボルトの範囲の選定したバイアス電圧がかけら
れる。ターンテブル12は接地されるかまたはマイナス
電圧のような基準電圧に維持され、電極の役目を果た
す。スパッタされた材料がウェーハ14の方向以外の方
向に広がってターゲット陰極の裏側にある部品や固定具
を汚染しないように、接地電圧に維持したメタルシール
ド18がターゲット16の周りに配置される。ターゲッ
ト16とウェーハ14との間に固定されたシャッタ20
が、スパッタリング工程を制御するため開閉される。ア
ルゴン等のガスが、必要な環境を与えるようチャンバ内
に導入され、堆積工程中約10−30ミクロンの圧力に
維持される。
【0011】本発明によれば、薄膜ヘッドが形成される
ときであるパーマロイシード層及びP1及びP2層の堆
積中に、一方向すなわち単軸(unidirectional or unia
xial)磁場がウェーハの領域を横切って与えられる。磁
場は、データ処理システムの記録モード中の磁気ヘッド
の安定性を確保するために、堆積される磁性材料の磁気
モーメントの方向を揃える。
【0012】単軸磁場を達成するために、永久磁石アセ
ンブリ22がスパッタチャンバのハウジングの壁24の
外側に接近して配置される。永久磁石アセンブリ22
は、チャンバの壁24に取り付けるか、または別のやり
方ではチャンバの壁に接近した位置でベッドまたはテー
ブル上に取り付けられる。図2に示すアセンブリ22の
中心に沿った断面で示された永久磁石アセンブリは、磁
石から発散する磁束線がチャンバの壁24を通ってウェ
ーハ14に向かって流れて、ウェーハの周囲の領域を横
切るように配置される。ウェーハ上に堆積されたパーマ
ロイに与えられた一方向磁場は、パーマロイ材料の磁気
モーメントを好ましい整列状態に転移させ、それにより
データ信号記録中のヘッドの安定性を確保する。
【0013】本発明によれば、永久磁石アセンブリは、
図2に示すように、行と列の積重ねで配列された長方形
のセラミックタイル26からなる多数の永久磁石で形成
される。永久磁石タイル26は、例えばエポキシ接着剤
またはその他の適当な取り付け手段で結合される。本実
施例においては、7個のタイルが1行にセットされ、2
行7列が用いられている。各タイル26は、長さが約
1.875インチ、高さが0.875インチ、厚さが
0.380インチである。磁石の極性は、同じ極性部分
がターンテブル上のウェーハに向くように整列されてい
る。永久磁石アセンブリは、磁場の外側の磁束線が磁場
の中心における磁束線に対して実質的に一方向を向くよ
うに弧状に配列することが望ましい。
【0014】図2に示した実施例では、永久磁石アセン
ブリ22の中心は、4インチウェーハ14の最も接近し
たエッジから5〜7インチの公称距離に配置される。磁
場強度は、磁束がウェーハ全体を横切って延びる程度と
する。例えば、磁石アセンブリ22からもっとも遠い端
部で、公称約10〜20エルステッドの磁場が得られ
る。
【0015】図3は、本発明による磁石アセンブリの変
形図を示す。図3においては、磁石アセンブリ22は2
つの突き合わされているスタック(stack)28、30
で形成されている。各スタックは、磁石アセンブリを形
成する3行7列の永久磁石タイル26を含んでいる。ア
センブリの弧の全長は12インチ以上である。磁石アセ
ンブリに用いられる磁性材料の磁束密度は公称で約40
00ガウスすなわち公称2400エルステッドである。
有効な磁場は磁石アセンブリから少なくとも11イン
チ、ウェーハ14の最も遠い端まで延びている。磁場強
度は永久磁石源から遠ざかるにつれて減少するが、磁石
アセンブリによって供給される有効な磁場は、ウェーハ
上に堆積されるパーマロイ材料の磁気モーメントを揃え
るように作用する。
【0016】本発明によれば、磁石アセンブリ内で高い
レベルの電流及び電力を使用する大きく重いコイルの必
要はなくなる。また、異なる層の各堆積の後にチャンバ
の部品を掃除するため、先行技術の堆積装置で行われて
いたように、重い永久磁石をスパッタチャンバから取り
外す必要もない。本発明による単純化された低価格の永
久磁石アセンブリによって発生される単軸磁場は、チャ
ンバ内で処理される磁性材料の磁気モーメントが適切に
整列されることを確実にする。パーマロイの磁気モーメ
ントの整列は、データ信号記録中に薄膜磁気ヘッドが安
定して作動することを可能にする。
【0017】本発明は、ここに開示された特定の材料、
寸法、パラメータ或は配置に限られないことを理解すべ
きである。ここに開示された磁石アセンブリが、実質的
に一方向磁場を必要とする他のシステムにも使用可能で
あることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による外部永久磁石手段を備えたスパ
ッタチャンバの、部分的に示された正面断面図である。
【図2】 ウェーハに対する永久磁石アセンブリの相対
的位置を示す平面図である。
【図3】 ウェーハに対して配置された永久磁石ストリ
ップの等角図である。
【符号の説明】
10…スパッタチャンバ、12…サポート(基板キャリ
ヤ)、14…基板(ウェーハ)、16…ターゲット、2
2…永久磁石アセンブリ、24…ハウジング壁(チャン
バの壁)、26…永久磁石片(セラミックタイル)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ジェイ. ニューマン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95124 サンホセ ラフトンドライブ 5212 (72)発明者 ホン−シァン ジェームズ ウー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94539 フリーモント バイロコート 41078

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 次の各構成よりなる、基板上に磁性材料
    を堆積するための装置:ハウジング壁を有するスパッタ
    チャンバ、 前記チャンバ内に配置されて前記基板を載置するサポー
    ト、及び前記磁性材料の磁気モーメントが堆積工程中に
    整列されるように複数の永久磁石片からなり、前記チャ
    ンバの外部に位置される永久磁石アセンブリ
  2. 【請求項2】 前記永久磁石片がセラミックタイルであ
    る、請求項1の装置。
  3. 【請求項3】 前記永久磁石片が行と列よりなるストリ
    ップを形成する、請求項1の装置。
  4. 【請求項4】 前記ストリップが少なくとも2行と7列
    で形成される、請求項3の装置。
  5. 【請求項5】 前記永久磁石片が弧状に配列されてい
    る、請求項3の装置。
  6. 【請求項6】 前記各永久磁石片が、長さ約1.875
    インチ、高さ0.875インチ、厚さ0.380インチ
    である、請求項1の装置。
  7. 【請求項7】 前記アセンブリの長さが12インチより
    大きい、請求項6の装置。
  8. 【請求項8】 前記アセンブリが、公称約4000ガウ
    スの磁束密度を備えた磁性材料から単軸磁場を発生させ
    る、請求項1の装置。
  9. 【請求項9】 前記チャンバが、基準電圧に対して−1
    000ないし−2000ボルトのバイアス電圧がかけら
    れているターゲットを含む、請求項1の装置。
  10. 【請求項10】 前記チャンバが、約10〜30ミクロ
    ンの圧力に維持されたアルゴンの環境を含む、請求項1
    の装置。
JP5170377A 1992-07-10 1993-07-09 一方向磁場発生装置 Pending JPH06224065A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/911,457 1992-07-10
US07/911,457 US5290416A (en) 1992-07-10 1992-07-10 Unidirectional field generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06224065A true JPH06224065A (ja) 1994-08-12

Family

ID=25430264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5170377A Pending JPH06224065A (ja) 1992-07-10 1993-07-09 一方向磁場発生装置

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US (1) US5290416A (ja)
EP (1) EP0579114A1 (ja)
JP (1) JPH06224065A (ja)
KR (1) KR940002873A (ja)
CN (1) CN1083870A (ja)
TW (1) TW237550B (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005527941A (ja) * 2002-03-28 2005-09-15 サントル、ナショナール、ド、ラ、ルシェルシュ、シアンティフィク、(セーエヌエルエス) ある体積内にプラズマを閉じ込める装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5804041A (en) * 1996-06-10 1998-09-08 Sony Corporation Method and apparatus for forming a magnetically oriented thin film
US6545580B2 (en) 1998-09-09 2003-04-08 Veeco Instruments, Inc. Electromagnetic field generator and method of operation
US7750522B2 (en) * 2006-07-18 2010-07-06 Danotek Motion Technologies Slow-speed direct-drive generator
US11488814B2 (en) * 2018-10-29 2022-11-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Permeance magnetic assembly

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4963524A (en) * 1987-09-24 1990-10-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Sputtering device for manufacturing superconducting oxide material and method therefor
JPH0649937B2 (ja) * 1987-12-17 1994-06-29 株式会社日立製作所 磁性膜形成装置
JPH0814021B2 (ja) * 1989-07-20 1996-02-14 松下電器産業株式会社 スパッタ装置
US5045166A (en) * 1990-05-21 1991-09-03 Mcnc Magnetron method and apparatus for producing high density ionic gas discharge

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005527941A (ja) * 2002-03-28 2005-09-15 サントル、ナショナール、ド、ラ、ルシェルシュ、シアンティフィク、(セーエヌエルエス) ある体積内にプラズマを閉じ込める装置

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TW237550B (ja) 1995-01-01
KR940002873A (ko) 1994-02-19
EP0579114A1 (en) 1994-01-19
CN1083870A (zh) 1994-03-16
US5290416A (en) 1994-03-01

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