JPS58199861A - 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】 不発明はスパッタリンク装置、％に磁性膜の製造に通し
たスパッタリング装置に関する。

磁記録装置用の磁気ヘッド材料は従来、バルク材が用い
られ、また、記録媒体としては磁性粉をバインダと混練
して塗布したものが用いられていた。しかし、最近では
スパッタリング法、蒸着法等の薄膜形成技術によって得
た薄膜磁性材料を用いた磁気ヘッド、記録媒体の開発が
盛に行なわれるようになった。スパッタリング法と蒸着
法を比較した場合、長時間使用における組成の変動少な
い、広範囲に合金の使用が可能である、非晶質膜の膜の
作製が容易である等の利点があり、スパッタリング法が
多く用いられている。

磁性材料は組成変化、構造変化に磁気特性が敏感に影響
するため精度の高いスバツタリ／グ条件の制御が必要と
なる。特に磁歪零付近の組成を制御するためには、■印
加電力密度、■電極間距離。

■ガス雰囲気圧力、■基板温度、■ターゲット温度、等
の従来力・らの制御条件の他に、ペルジャー内の放電ガ
ス（例えばＡｒガス］の流れ、具体的には電極間内に供
給される放電ガスの一様性が、得られた磁性膜の特性お
よび均一性に大きく影響することを見出した。

第１図はスパッタ装置の構成図を示す。真空槽（ペルジ
ャー）１は排気系２によって減圧嘔れ、放電用ガスはガ
スボンベ３からベルジャ内に導入される。スパッタリン
グ主要部は、ターゲット電極（陰極）４、とそれに対向
する位置に配置された陽極５からなる。そして、ターゲ
ット電極４側にスパッタしようとする磁性合金の板６會
配置し、陽極５の面に基板７金配置してスパッタリング
會している。８は高周波電源、９４プラズマ會収束する
ための収束コイルを示す。

しかしながら、従来のスパッタ装置では、第１図に示す
ガスボンベ３から導入部れる放電用ガスは細いバイブか
らベルジャ内に吹き出すようになっており、電極との位
置関係および吹き出し方法についてはあ１すｅＥ童され
ていなかった。また、その必要性もあ１りなかった。し
かし、良質な磁性薄膜を杓−に得るためには、前述の放
電ガスの導入位置、吹き出し方法などのきめ細かい制御
が必要となってきた。

第２図は従来のスパッタリング装置の電極部と放電用ガ
ス導入部の位置関係を示したものである。

陽極５の上に配置された）基１板ホルダ７に対して放電
ガス導入口１０は細い銅パイプによって一方向にカスが
吹き田す構造になっていた。このような構造で８性材料
のスパッタを行なうと電極間に供給されるガスの流れが
不均一となり、基板ホルダ７上に置かれた試料の磁気特
性が不均一となり、磁気ヘッドを製造する上で歩留りが
悪くなる。また、詳細なスパッタ条件を制御してもその
効果が不明確となり、特性の優れた磁性膜を得ることが
できなかった。

第３図に実鋏例？示す。第３図は基板ホルダ７の上に置
いた試料の位置とアルゴンカス吹き出し方向１０の関係
でスパッタし友時のｐｅ−３ｉ糸膜の試料位置による保
磁力１１の分布を示したものである。各棒グラフの高さ
は保磁力の大きさを示す。アルゴンガス圧ｋ　３　Ｘ　
１０−”　Ｔｏｒｒ　で行なった場合、アルゴンカス吹
き田し側の保磁力が２倍以上に大きく、そのばらつきは
３０ｅ±３０６となることがわかった。また、基板ホル
ダ内で約１７３の面積まで影響をおよぼすことがわかっ
た。

保磁力の大きさはアルゴンガス圧によっても異なり、〜
１０−”　Ｔｏｒｒ程度になると逆に保磁力が小さくな
る場合も起る。しかし、条件設定がむすかしく、ばらつ
きは解消されない。

本発明は、上記従来の欠点を解消するために、スパッタ
リング装置について種々検討した結果、スパッタリング
電極間に均一に放電ガスを供給する＊造のスパッタリン
グ装ｆ’に用いることによって特性の優れた磁気ヘッド
用ならひに磁気記録媒体用磁性膜が再現性よく形成され
ることを見出した。

本発明は、磁性薄膜をスパッタリング法で沈着形成させ
るに際し、互いに対向する電極間に対し、該Ｉ！電極間
円環状に放電用ガスが供給される吹き出し口を具備させ
たスパッタリング装置によって達成逼れる。さらに好１
しくけ、前記円環状ガス、吹き出し口を１！榛間を除い
た上部もしくは下部に＾Ｐ置するとよい。

以下本発明を実施例によって畦細に峠明する。

第４図（ａ）、（ｂ）は本実施例のスパッタリング装置
主要部を示す。第４図（ａＪは互いに対向する電極に対
して配置された放電カス吹き出し位置を示したものであ
る。第４図（ｂ）は放電ガスの吹き出し治具の平面図お
よび側面図を示す。第４図（ａ）に示すターゲット電極
（陰極）２０の面にはｐｅ−８ｉ系の磁性合金板２２が
貼り付けてあり、これと対向して基板電極（陽極）２１
があり、その上に基板ホルダ２３を設置し、さらにその
上に試料基板２４が多数配置嘔れたスパッタ装置を示す
。コノ場合、放電カスの導入部は基板電極２１の下側に
配置され、円環状パイプからなる放電用ガス吹き出し管
２５に多数のカス吹き出し穴２６を有し、この穴から放
電用ガス（例えばアルゴン）が円環状に均一に電極間に
供給されるようになっている。

第４図（ｂ）は放電用ガス吹き出し管２５の構造を示す
平面図および側面図で、直径約８ｍの鋼管を用い、これ
に多数の吹き出し穴２６を形成しておく。

ガス導入口２７はガスの吹き出し量を均一にするために
対向する２個所から行なってもよい。本実施例において
はアルゴンガス流量を１０〜２０ＣＣ／−でガス圧力３
　Ｘ　１ｏ−”　Ｔｏｒｒ　で行なった。

第５図に本発明法によって得られたＦｅ−８ｉ系磁性合
金膜の基板ホルダ（１５０１１＠Ｉφ）２３の位置にお
ける試料の保磁力２８の分布を示すもので、各棒グラフ
の高さは保磁力の大きさを示す。

従来法の場合を示した第３図に比べてばらつきの小さい
ものとなった。例えば本発明法によれば従来、保磁力が
３０ｅ±３０６であったものが２０ｅ±〇、　５０　ｅ
と改善尽れた。本発明法によれば他の磁気特性、例えば
透磁率、飽和磁束密度の均一性も向上することが確認さ
れた。

本発明法の放電カス吹き出し管は第４図（ａ）において
ターゲット電極側に設置してもよい。基板電極側なら基
板電極の側部に設置しても同様の効果が得られる。なお
、ガス吹き出し穴は管の内側でも外側でもよい。また、
電極の下側力・らシャワー状に供給してもよい。

本発明法と同様な効果を得る方法として、電極間から離
れた距離に外側にカス吹き田し口金面けてカスの流れの
方向を受ないようにすれば基板ホルダの位置による磁気
特性）のばらつきは小さくできる。しかし、この場合前
記本発明法に比べ、電極近傍の不純物ガスの影響會受は
高く、特に金属磁性材料の場合、全体に磁気特性が悪く
なる傾向にある。

本発明は、金属磁性材料からスパッタリングによって酸
化物磁性材料を得るにも有効である。例えば、純鉄をタ
ーゲツト材として、酸素雰囲気中でスパッタリングすれ
ば、Ｔｅ、０４の酸化物磁性膜が得られるが、従来法に
よれば、酸化物磁性膜の酸化度が場所によって異なり、
十分制御でれたＦｅ３Ｏ４膜が得られないという欠点が
解消される。

以上説明したごとく本発明によるスパッタリング装置に
よれば特性の優れた、磁気ヘッド用ならびに磁気記録媒
体用磁性膜が再現性よく藁歩留りで得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図にスパッタ装置の構成図、第２図は従来のスパッ
タ装置の電極部と放電用ガス導入部の位置関係を示す綾
明図、第３図は従来法における放電用ガス吹き付は方向
と基板ホルダー上の試料位置による保磁力分フヲ示す図
、第４図（ａ）は本発明のスパッタ装置主要部の構成図
、第４図（ｂ）は本発明の放電用ガス吹き出し治具の平
面図および側面図、第５図は本発明の装置を用いて得ら
れた試料における基板ホルダー上の試料位置による保磁
力分布を示す図である。 ２０・・・ターゲット電極、２１・・・基板電極、２３
・・・基板ホルダ、２５・・・放電用ガス吹き出し管、
２６・・・ガス吹き出し穴、２８・・・保磁力、２９・
・・ガス吹第３図 １５４　図　（θ−）　　　　　　　　　　　　第　４
　　図　（ｂ）ｆＪ　５　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに対向するターゲット電極（陰極）と基板室８
   Ｆ（陽極）があって、該電極間の上部、もしくは下部に
   、該電極間に均一に放電ガスを供給する放電ガス吹き出
   し口を具備することを特徴とするスパッタリング装置。 ２、前記吹き出し口として円環状放電ガス吹き出し口を
   具備することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   スパッタリング装置。