JPS63121660A - マグネトロン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〕 本発明は例えば光磁気記録媒体における光磁気記録層等
の強磁性ｉｌ！！！！を形成する場合に用いて好適なマ
グネトロンスパッタリング装置に関わる。

〔発明の概要〕

本発明は強磁性体ターゲットに着磁をなして磁区パター
ンを形成し、これによって発生するもれ磁界をイオン形
成磁界として用いるようにしたマグネトロンスパッタリ
ング装置であり、このようにすることによってイオン発
生効率をより向上することができるようにする。

〔従来の技術〕

マグネトロンスパッタリング装置は電界と磁界によりイ
オン化効率を高め、スパッタリング速度の向上を図るよ
うになされている。

このマグネトロンスパッタリング装置の一例としては、
例えば第７図にその路線的要部構成を示すように、陽極
側として被スパツタリング体＋１）例えば光磁気記録媒
体の基板を配置し、これに対向してスパッタリング材料
のターゲーノト（２）すなわち光記録層を形成する例え
ばＴｂＦｅＣｏ合金ターゲ−／　）を陰極側として支持
体（３）上に配置する。（４）は磁界発生手段で例えば
永久磁石よりなり、例えばターゲット（２）下に配置さ
れる。この場合、ターゲット（２）下には冷却手段（５
）が配置され、その下に磁界発生手段（４）が配置され
る。（６）はポールピースで、磁界発生手段（４）の磁
石より発生した磁界はターゲット（２）の前方を廻るよ
うにその磁束が細線ａで例示するように生じてターゲッ
ト（２）の近傍でイオン化が効率よく行われるようにし
てターゲラ！−（２）にイオンが効率よく衝撃してター
ゲット（２）から打ち出された例えば　ＴｂＰｅＣｏ合
金材料が被スパツタリング体＋１＋に向って飛翔して被
着されるようになされている。

ところが、このような構成によるマグネトロンスパッタ
リング装置では、ターゲット（２）と磁界発生手段（４
）との間に冷却手段（５）が設けられることから、空間
的損失が大きくこの磁界発生手段（４）からの磁界が、
ターゲット（２）の前方のイオンを発生すべき部分に効
率よく達することが阻害される。

さらに、ターゲット（２）の前方における磁界分布が一
様でないことから、ターゲット（２）に対するスパッタ
リングの進行度が第８図にその断面図を示すように、タ
ーゲット（２）の表面において一様にスパッタリングが
進行せずに例えばリング状の凹部（２ａ）を形成するよ
うに進行するために、ターゲット（２）の他の部分が無
駄になり、利用率が低下するという問題点が生じている
。

さらにまた、ターゲット（２）が光磁気記録材料のＴｈ
ＦｅＣｏ合金等の高透磁率磁性体である場合、このター
ゲットに磁界発生手段（４）からの磁束が流れ、これよ
り外部への磁束のもれが減少するために磁界の利用率が
低下しイオン効率の低下を来す。

このような欠点を改良しようとして、ターゲット（２）
にスリットを設けるという工夫もなされているが、この
場合は加工のための手間を要するとか、特に上述したＴ
ｂＦｅＣｏ合金ターゲット等ではこの合金材料自体が極
めて脆弱性であるために加工が１１１難であるなどの問
題がある。また、この材料自体も高価なものであるため
、クーゲットにスリットを設けることは材料の損失を招
来するなどの問題もある。

さらにまた上述したように、磁界発生手段（４）は冷却
手段（５）を介してターゲット下に配置されているため
に前述したように空間的損失が大きく、その磁界発生手
段として例えばサマリウムコバルトによる強力な磁石を
用いたとしてもターゲット表面においては高々　１００
〜５００Ｇ　（ガウス）程度の磁界強度となる。さらに
、この磁界は、実際上イオン化効率を高める上でランダ
ム磁界であることが望まれるが、現状ではそれ程ランダ
ムな磁界が得られていない。これは前述したように磁界
発生手段（４）とターゲット（２）との間の間隔が大き
くなってしまっていることに１つの問題があると思われ
る。すなわち、マグネトロンスパッタリング装置の原理
からみてターゲット表面には局在した強い磁界が形成さ
れることがイオン化効率したがってスパッタリング速度
の向上の上から有利であるが、現状のマグネトロンスパ
ッタリング装置においては必ずしも満足する磁界形成が
得られていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は特に例えば光磁気記録媒体における光磁気記録
層の↑ｂＦｅＣｏ磁性合金材のように保持力ＨＣがＩＫ
Ｏｅ程度以程度以上台は２０ＫＯｅにも及ぶ硬磁性、高
透磁率の強磁性体をスパッタリングする場合において、
簡単確実に上述した諸問題を解消し、ターゲット前方の
しかもターゲット近傍において高いイオン化効率を得、
かつターゲットに対するスパッタリングが各部−様に行
なうことができるようにランダム磁界が各部−様に形成
することができるようにしたマグネトロンスパッタリン
グ装置を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は高保持力の強磁性体をスパッタリングするマグ
ネトロンスパッタリング装置において、強磁性体のター
ゲット自体に着磁をなしてランダムないしは小磁区パタ
ーンを形成して、これによってターゲットからのもれ磁
界をイオン形成磁界の少なくとも一部として用いた構成
とする。

〔作用〕

上述したように本発明においては、強磁性ターゲット自
体に着磁を行うようにしたので空間損失が回避されてタ
ーゲット前方近傍で一様にかつ容易にランダムで強い磁
界を形成することができ、イオン化効率を向上すること
ができると共にターゲットのほぼ全域に関して一様にそ
のスパッタを進行させることができる。

〔実施例〕

第１図を参照して本発明によるマグネトロンスパッタリ
ング装置の一例を説明する。第１図において第７し１と
対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する
。この例においては、例えば第７図で説明した磁界発生
手段を構成する永久磁石を特別に配置することを回避し
て、ターゲット（２）自体に着磁を行ってこれよりその
前方にランダムな細線すで示す磁束の発生、すなわち磁
界の形成がなされるようにする。

ターゲット（２）に対する着磁は、できるだけランダム
に小磁区をもって形成する。そのパターンとしては、例
えば第２図あるいは第３図に示すように平面的にＳＮ着
磁がなされ、しかも第４図にその断面を示すように厚さ
方向にＮＳ磁石柱が生じるように形成し得る。

この着磁は、第５図に示すように、例えばサマリウムコ
バルト（Ｓｓ＋Ｃｏ）等のＮＳ磁石柱が配列されたパタ
ーンの永久磁石あるいは電磁石（７）を設け、これに例
えばＴｂＰｅＣｏ０高透磁率高保持力ＨＣを有する強磁
性体よりなるターゲット（２）を対接配置する。（８）
はＣｕ等より成るターゲット（２）のバッキングプレー
ト≠を示し、磁石（７）とこれに対接させたターゲット
（２）を挟み込むように例えばヨーク（９）と補助磁極
（１０）とを有する磁路を形成して、磁石（７）の磁極
によってターゲット（２）を、磁石（７）の裏返しの極
性に転写着磁する。この場合、磁石（７）は、それぞれ
所要の磁極配列パターンに形成し得るので、これに応じ
てターゲット（２）についても小磁区でランダムな配置
の磁区を形成することが容易に行い得る。

このように着磁のなされたターゲットク２）は、第１図
で説明したように、このターゲット（２）よりの漏洩磁
界をイオン形成磁界として用いてスパッタリングを行う
。

尚、この場合少なくともターゲット（２）はその被スパ
ツタリング体（１）と対向する側とは反対側においては
、キュリー点以下の温度に保持されるように例えば水冷
冷却手段（５）によって冷却保持する。

このターゲット（２）の厚さ方向の温度分布は、ターゲ
ット表面においては、キュリー点Ｔｃを超えた高温とさ
れるが、ターゲット（２）の表面とは反対側の底面にお
いては、２０℃程度に保持する。すなわち、実際のスパ
ッタリング動作中にはターゲット（２）の表面は、例え
ば第６図中実線（６１）に示すようにキュリー点Ｔｃを
超えた例えば３００℃程度に昇温した状態にある。した
がって、そのターゲット（２）の厚さ方向に関する飽和
磁化ＭＳをみると、同図曲線（６２）にその磁化Ｍｓ分
布を示すようにキュリー点Ｔｃを超えたターゲット表面
では、磁化はほとんど失われるが表面から離れたところ
では冷却によって低温に保持することによって磁化が失
われないようにする。この場合、ターゲット（２）の表
面におけるキュリー点Ｔｃを超えた層はパラ磁性となる
ため磁化はなくなるがむしろ磁束の発生が抑制されなく
なるためにターゲット表面外部への磁束の発生が効果的
に行われる。

ターゲット（２）としては光磁気記録層を構成する例え
ばＴｂＦｅＣｏの円板より成り、この場合、そのＨＣは
約Ｉ　ＫＯｅ程度以上、場合によっ′ζは２０にＯｅを
有する。このターゲラ）−（２）は、粉体の成型焼結体
によって作製し得るものであり、この場合その角型比は
０．５程度であると思われ、残留磁化Ｍ「は約０．５Ｍ
ｓとなる。そして、このようなターゲット（２）によれ
ばその磁界（磁束）分布は、ターゲット（２）面内で均
一にかつランダムに形成することができる。

また、このターゲット（２）に対する着磁パターンは、
第５図で説明した永久磁石の組合せで形成できるもので
あり、任意のパターンを容易につくることができる。尚
、この着磁後の、磁石からのターゲットの離脱を容易に
するには磁石（７）を多極の電磁石構成とすればよい。

また、ターゲット（２）に対する着磁パターンは、上述
したように厚さ方向についての着磁を行うこともできる
がターゲット（２）の表面にもれ磁界が発生するように
すればよいことから、例えば第２図及び第３図に示すパ
ターンの面内磁化の着磁パターンとすることもできる。

尚、第１図に示した例においては、イオン形成の磁界を
着磁されたターゲット（２）からの漏洩磁界のみによっ
て形成した場合であるが、必要に応じて他のイオン形成
磁界発生手段を配置併用することもできる。

〔発明の効果〕

丘述したように本発明においては、ターゲット（２）に
着磁を行い、これからの漏洩磁界によってイオン形成磁
界を構成するようにしたので、ターゲット（２）の表面
近傍に効果的にかつ−様なランダム性をもって磁界の形
成が行われるのでイオン化効率が高められまたそのイオ
ンの形成を−様に行うことができる。したがってこれに
よって、スパッタリング速度が高く、しかもターゲット
（２）の表面の各部に−様なスパッタリングを進行させ
ることができ、第８図で説明したような一部の進行度が
早められた凹部（２ａ）が生ずるような不都合が回避さ
れ、またターゲットに材料の無駄が生じたりまたターゲ
ットに加工を施す場合における加工性についての制約等
が排除され、量産性が高くコストの低減化を図ることが
でき、光磁気記録媒体をはじめとして各種の比較的高い
保持力を有する強−磁性体のスパッタリングに適用して
その利益は大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるマグネトロンスパッタリング装置
の一例の路線的構成図、第２図及び第３図はそのターゲ
ットの磁化パターンの各側を示す図、第４図はターゲッ
トの垂直（厚さ）方向の磁化状態を示す図、第５図はタ
ーゲットに対する着磁方法の一例の説明図、第６図はタ
ーゲットの厚さ方向の温度分布とこの温度分布に基づく
厚さ方向の磁化分布を示す図、第７図は従来装置の路線
的構成図、第８図はそのターゲットの断面図である。 （１１は被スパツタリング体、（２）はターゲット、（
５）は冷却手段である。 同　　松隈秀盛 本発明１；よ５マク°オドロンスパツタリング輩１の一
例のｍＡ肥第１図 クーＪＴ：ｖトの五龜イ乙バクーン囚 第２図 ターゲットの石花化パターンロ 第３図 第４図 Ｉｆ　’Ｅ　＋：よ５クーケ鷲トの看λ＾万ｉ去第５図 ターゲットの厚ゴ方尚の１度寓す今ヒ扉イ乙力ｄ市乙忘
示１園第Ｂ図 イ足東めマデネトロンスパッタリンク゛装２第７図 ターゲットｎ！！ｒｒ面口 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　強磁性体をスパッタリングするマグネトロンスパッタ
   リング装置において、 上記強磁性体のターゲットに着磁をなして磁区パターン
   を形成し、該ターゲットからのもれ磁界をイオン形成磁
   界の少なくとも一部として用いることを特徴とするマグ
   ネトロンスパッタリング装置。