JPS62297466A - 薄膜作製方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はスパッタリング法による薄膜の作製方法に関し
、中でも光ディスク等の光磁気記録媒体の記録層を構成
する磁性薄膜等を形成するに好適な薄膜作製方法に関す
るものである。

（従来の技術） 従来より、例えば磁性薄膜などの各種薄膜の作製方法と
して、蒸着法、スパッタリング法、化学気相堆積法（Ｃ
ＶＤ法）等の膜形成方法が知られている。中でも、上記
蒸着やスパッタリングなどの気相急冷法は、例えばＦｅ
とＢｉと言ったように液相状態においても混合しない非
固溶体であって、通常の方法では合金を作ることが困難
な物質よりなる磁性薄膜を容易に形成し得ることから、
上記光ディスクなどの光磁気記録媒体の記録層の形成方
法として汎用されている。

このような気相急冷法の中でも、基本的には膜構成物質
からなるターゲットにイオン等を衝突させ、この衝突に
よってターゲットから膜構成物質を叩き出して薄膜を作
製するスパッタリング法は、例えば上記Ｆｅ−Ｂ１系等
の多成分系の薄膜を作製する際の組成比のコントロール
が容易であると言った蒸着法などの他の方法にはない優
れた特長を有している。

しかしながら、スパッタリング法では、ターゲットとし
て固相のものを用いるため、成膜時間が長くなるとどう
してもターゲット表面が荒わることが避けられず、特に
Ｂｉ（融点２７１℃）などの融点が低く柔らかいもので
はこの荒れが甚しく、スパッタレートの低下などを招き
、形成される薄膜の組成比が不安定になったり、再現性
が劣化することがあった。

第３図に、このようなスパッタリング法による薄膜作製
方法の一例を示す。尚、第３図には、Ｆｅ−Ｂ１系の磁
性薄膜を作製する場合が例示されている。

第３図において、図中に符合１で示すものがＦｅのター
ゲットであり、２はＢｉのターゲットである。６はこれ
らＦｅおよびＢｉのターゲット１および２を載積するタ
ーゲットホルダーである。

ターゲットホルダー６には、スパッタリング時のターゲ
ット温度の上昇を防止してスパッタリング条件の最適化
をはかる等を目的に、水冷パイプなどの冷却手段が設置
されるのが普通である。また、複数のターゲットを用い
る場合には、上記Ｂｉのターゲット２をその上に載せた
Ｆｅのターゲット１のような複合ターゲットを用いて膜
形成を行なうのが普通であるが、場合によっては複数の
ターゲットホルダー６上に複数の膜構成物質のそれぞれ
を別個に載積して膜形成を行なう場合もある。尚、第３
図では、説明を簡略化するため、イオン発生機構や薄膜
を形成する基板、また真空槽等は省略して示しである。

上記のようなターゲットにイオン等を衝突させ、膜構成
物質、この場合はＦｅとＢｉをターゲットから叩き出し
、基板上に膜構成物質よりなる薄膜を形成させる訳であ
るが、この際、前述したようにスパッタリングの進行に
伴ってターゲット表面が荒れ、スパッタリングレートの
低下を招く等の不都合を生じるのである。

このようなターゲット表面の荒れは、Ｆｅ（融点１５３
５℃）のように融点が高く比較的硬いものを用いる場合
にはそれほど大きな問題になることはないが、上記Ｂｉ
のような融点の低いものでは荒れが甚しいのである。ち
なみに、上記Ｆｅ−Ｂ１系では、スパッタリングの進行
に伴なうＢ＋ターゲット表面の荒れによってＢ＋ターゲ
ット表面が光散乱されて黒ずんで見えるようになり、こ
のような黒ずみに伴なってＢｉのスパッタリングレート
が低下して薄膜中のＢｉ濃度の低下か起り、薄膜の組成
比を不安定にして作製薄膜の再現性を低下させていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の諸点に鑑み成されたものであって、本発
明の目的とするところは、上記従来例のスパッタリング
法による薄膜作製方法の欠点を解消し、薄膜を再現性よ
く作成することが可能な新規な薄膜作製方法を提供する
ことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の上記目的は、以下の本発明によって達成される
。

スパッタリング法によって薄膜を作製するに際して、タ
ーゲットの一部もしくは全部を液相状態とすることを特
徴とする薄膜作製方法。

〔作用〕

本発明の方法では、スパッタリング用のターゲットが従
来法におけるが如くに固相状態とはされず、ターゲット
の一部もしくは全部が液相状態とされる。このような液
相状態のターゲットでは、膜構成物質がターゲット表面
から叩き出されても、液相状態であるのでターゲット表
面は直ちにならされて、固相状態のターゲットのように
表面が荒れて凹凸を生じることがなく、ターゲット表面
は常に滑らかな状態に保持されるため、スパッタリング
レートの低下などの問題を生じることなく、良質の薄膜
を再現性よく得ることが可能である。

本発明の方法では、ターゲットの一部もしくは全部を液
相状態とすることが必要である。ターゲットは一成分系
のものでも多成分系のものでもかまわないが、例えば前
述したＦｅ−Ｂ１系の如くに融点の大きく異なる膜構成
物質よりなる薄膜を作製する場合には、融点の低い膜構
成物質のターゲットを液相状態に保持するだけで本発明
の目的を十分に達成し得るものである。しかしながら、
ターゲットを液相状態に保持するに際して、ターゲット
を膜構成物質の融点を余り大きく越える温度で保持した
のでは、蒸着膜が形成されて得られる薄膜の組成比を不
安定なもにすることがあるので、ターゲット温度を膜構
成物質の融点よりも約ｌθ〜１００℃程度高めに保持し
て液相状態を保つことが好ましい。

（実施例） 以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の詳細な
説明する。

第１図に、本発明の方法の一態様を示す。本例には、前
述した第３図におけると同様のＦｅ−Ｂ１系の磁性薄膜
を作製する場合が示されている。

第１図において、図中に符合１で示すものはＦｅのター
ゲットであり、２はチップ状のＢｉのターゲットである
。８１のターゲット２は、これと同形状のＦｅのチップ
３に載積された状態で、ターゲットホルダー６に保持さ
れたＦｅのターゲット１上に配置されている。ターゲッ
トホルダー６には不図示の水冷バイブが配されており、
スパッタリング時のターゲット温度の上昇を防止してタ
ーゲット温度を所望の温度に保持し得るようにされてい
る。尚、図中には特に示されていないが、膜形成を行な
う基板の前面には、任意の時点で膜形成を行なうべく配
された開閉可能なシャッターが設けられている。

ＦｅおよびＢｉのターゲット１および２を上記のように
した後、これらターゲットが配された真空槽（不図示）
内を圧力０．０Ｉ〜Ｏ，ｌ　Ｔｏｒｒ程度のＡ「ガスで
満たし、放電パワ−５０〜２００Ｗ程度でスパッタリン
グを行ない、Ｂｉのターゲット２が温度上昇して液相状
態になるのを待って、膜形成を行なう基板前面のシャッ
ターを開くことにより薄膜の作製を行なった。この際、
チップ３上のＢｉのターゲット２は液相状態になっても
表面張力によフて流出することは少ないが、チップ３に
凹部を設けて流出防止をはかってもよい。

このような方法でＦｅとＢｉの２成分よりなる磁性薄膜
を作製したところ、Ｂｉのターゲット２は前述した従来
法におけるが如くに表面が荒れて黒くなるようなことは
なく、また、作製した薄膜のＢＩ濃度も一定となり、し
かもこのような薄膜を再現性゛よく得ることができた。

尚、第１図において、Ｂｉのターゲット２をＦｅのチッ
プ３に載せたのは、Ｆｅのターゲット１にＢｉのターゲ
ット２を直接載せたのではＦｅのターゲット１を冷却す
る水冷パイプの影ツをＢｉのターゲット２がじかに受け
て液相状態を保持するのか困難になるのを防止するため
である。しかしながら、このようなチップ３を用いるこ
とは本発明では必ずしも必要ではなく、例えばスパッタ
リング時の放電パワーを大きくする等により、Ｂｉの温
度上昇をはかりて液相状態の保持を容易したような場合
には、チップ３を特に設ける必要はない。但し、放電パ
ワーを犬きくする場合には、固相状態のＦｅのターゲッ
ト１の表面が荒れないように十分な注意をはらうことか
好ましい。また、本例ではスパッタリング時のターゲッ
ト温度の上昇を利用してターゲットを液相状態としたが
、もちろんヒーター等の加熱手段によりターゲットを加
熱してターゲットを液相状態に保持してもよい。

第２図に、本発明の方法の別の態様を示す。本例には、
ＦｅのターゲットおよびＢｉのターゲットを、それぞれ
別個のターゲットホルダーに保持して第１図におけると
同様のＦｅ−Ｂ１系の磁性薄膜を作製する場合か例示さ
れている。

第２図において、図中に符合４で示すものがＦｅのター
ゲットであり、５がＢｉのターゲットである。本例では
、これらターゲット４および５を別個のターゲットホル
ダー６−１および６−２にそれぞれ別個に保持し、Ｂｉ
のターゲット５を液相状態とし、Ｆｅのターゲット４は
固相状態としてスパッタリングを行なう。

本例の如く、膜構成物質を別個のターゲットホルダーに
保持してスパッタリングを行なう場合には、個々の膜構
成物質のスパッタリングレートをかなり自由にコントロ
ールすることができるので、例えば上記Ｆｅ−Ｂ１系の
磁性薄膜であれば、膜厚方向にＢｉ濃度を任意に変化さ
せたり、膜厚方向のＢｉ濃度を周期的に変化させる等の
ことが可能であり、しかも本発明では上記８ｉのターゲ
ット５の如くにターゲットを液相状態として薄膜を作製
するためターゲット表面が荒れてスパッタリングレート
が変化してしまうことかなく、上記ＩＩＱ　Ｊ’Ａ方向
に８１濃度か任意に変化したような構成の磁性薄膜を再
現性よく作製することができるのてある。もちろん、本
例の如くに複数のターゲットホルダーを用いる場合には
、該複数のホルダーに保持するターゲットの全てを液相
状態にしてもよい。

尚、上記においては、主としてＦｅ−Ｂ１系の磁性薄膜
を作製する場合を例として本発明を説明したが、その他
、Ｃ０１Ｎｉ等の磁性体を用いた各種の磁性薄膜を作成
する場合にも本発明は適用し得るものである。また、こ
れら磁性薄膜の他、Ｓｅ（融点２２０℃）、Ｃｄ（融点
３２１℃）、Ｉｎ（融点１５７℃）、Ｓｎ（融点２３２
℃）、ｐｂ（融点３２８℃）等の低融点金属の薄膜を、
単独でもしくはそれらを組合わせて作製する等のことも
可能である。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明によれば、ターゲットの
一部もしくは全部を液相状態に保つことにより、良質な
薄膜を再現性よく得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の一例を説明する図、第２図は本
発明の方法の別の例を説明する図、第３図は従来法の一
例を説明する図である。尚、第１図乃至第３図のそれぞ
れには、ターゲットを保持した状態におけるダーゲット
ホルダーの模式的断面図が示されている。 １．４−Ｆｅのターゲット ２．５＝Ｂｉのターゲット ３−−−Ｆｅのチップ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）スパッタリング法によって薄膜を作製するに際し
   て、ターゲットの一部もしくは全部を液相状態とするこ
   とを特徴とする薄膜作製方法。
2. （２）前記ターゲットがＢｉであることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の薄膜作製方法。