JPS63307256A - 合金薄膜の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスパッタリングによる合金薄膜の製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来、光磁気記録媒体の記録膜のような２種以上の元素
を含有する合金薄膜を成膜するには、多くの場合スパッ
タリング法が用いられる。このようなスパッタリング法
においては、真空槽内に基板と、該基板に被着すべき成
分からなる合金ターゲットを配置し、真空槽内を十分に
排気した後、アルゴン（Ａｒ）ガスのような不活性ガス
を真空槽内に導入し基板に対してターゲットが低い電位
になるように高電圧を印加することで、不活性ガスをイ
オン化し、イオンのターゲットへの衝突によってたたき
出されたターゲットの成分が基板上に付着する。ここで
、合金ターゲットとは、鋳造で作られた合金はもちろん
であるが、金属の焼結体のように真の意味では合金では
ないが、巨視的に見て均一なものもさしている。

第１図は、上述のスパッタ法に用いられるスパッタ装置
の概略図である。図１においてターゲット１からたたき
出されたターゲット成分がターゲット１に対向して基板
ホルダー３に支持された基板上に付着し合金薄膜が得ら
れる。ところが、このような構成のスパッタ装置で基板
２の上に得た合金薄膜は、基板の面積に比べてターゲッ
トの面積が十分に大きくない限り、膜厚、組成共に不均
一になってしまうという欠点を有している。そこで採用
されているのが、基板公転スパッタおよびインライン基
板移動スパッタである。第２図は基板公転スパッタに用
いるスパッタ装置の概略図である。ターゲットの中心か
らずれた位置にある回転軸７のまわりを基板ホルダー６
上に支持された基板５を回転させながら成膜するのがこ
の方法である。また第３図はインライン基板移動スパッ
タに用いられるスパッタ装置の概略を示したものである
。図においてターゲット８の直上を基板ホルダー１０に
支持された基板９が矢印に添って通過する際に成膜が行
われる。このように改良された２つの方法を採用するこ
とにより、広い範囲にわたって均一な膜厚の薄膜が得ら
れることは良く知られるところである。

〔発明か解決しようとする問題点〕

ところが上述したような基板公転スパッタ及びインライ
ン基板移動スパッタを採用しても、薄膜の組成分布は十
分に改善されない。

一般に合金ターゲットのスパッタリングにおける、膜の
組成分布は次の２つのメカニズムによって生ずると考え
られている。すなわち、第１にはスパッタ粒子は、ター
ゲットから飛び出した後、基板に到達する過程でアルゴ
ンガス粒子との衝突によりエネルギーを失う。運動エネ
ルギーの伝達係数は、スパッタ粒子の質量をＭ１アルゴ
ン粒子の質量をｍとすれば、４Ｍｍ／　（Ｍ＋ｍ）’と
表されるようにスパッタ粒子の質量に大きく依存する。

したがって、各スパッタ粒子の平均自由工程が同程度と
すれば、飛程距離によって基板に到達する確率が元素に
より異なるため、膜の組成分布が起こる。第２には、ス
パッタ粒子の数がターゲットからの放出角に大きく依存
し、かつその依存関係が元素によって異なる。したがっ
て基板上には、ある放出角における各元素のスパッタ粒
子数に比例した組成の膜が付くことになる。

以上のように合金ターゲットのスパッタによる合金膜の
成膜に際しては膜上に組成分布が生じることは避は難い
ことであった。一方、例えば光磁気記録媒体について記
述すれば、記録膜である非晶質希土類−遷移金属合金膜
の磁気特性はその組成によって大きく変わる。　したが
って記録膜にできた組成分布は記録・再生特性の不均一
さとなり、記録媒体の性能を著しく損なう致命的な欠陥
になる。このような欠点を解決するために、基板の公転
と併せて自転を成膜時に行う方法が採用されているが、
回転機構が複雑なことや、回転部分からの塵により真空
槽内を汚染するという欠点が生じてしまう。

そこで本発明は、このような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、簡単な構成により、合金ター
ゲットのスパッタにおける合金薄膜や組成分布を低減す
ることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の合金薄膜の製造方法は、二種以上の元素から構
成された合金スパッタターゲットから、同一チャンバー
内に設けた基板上に合金薄膜を成膜する合金薄膜の製造
方法において、該合金スパッタターゲットと該基板の間
に遮蔽物を設けることにより、該合金スパッタターゲッ
トから出射したスパッタ粒子のうち、該基板に到達する
スパッタ粒子を該スパッタターゲットからの出射角で制
限することを特徴とする。

〔実施例〕

以下実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

光磁気記録媒体の記録層であるＴｂＦｅ膜を成膜するた
めのＴｂ＊５Ｆｅｔｔ合金ターゲットを用いた。ターゲ
ットサイズは１５ｃｍＸ４５ｃｍＸ０．５ｃｍｔである
。第４図に本実施例に用いたスパッタ装置の概略図を示
す。　通常のインライン基板移動スパッタと同様にター
ゲット１１の面に平行に基板１２を基板ホルダー１３に
セットし、　ターゲット１１の長軸と直交する方向に、
即ち矢印の方向に基板を移動しなから成膜を行った。こ
こで基板とターゲット間の距離は１０ｃｍである。ただ
し、ここでは遮蔽物１４をターゲットと基板の間にセッ
トしである。　遮蔽物１４は第５図に示したごと（、幅
１５ｃｍ１長さ４５ｃｍ、高さ６ｃｍのステンレス製の
枠１５と、枠内に設けた幅１５ｃｍ１高さ６ｃｍの支切
板１６から成る。ここで、遮蔽物としての本質は支切板
１６にある。第６図はこのような構成の装置を用いて成
膜した膜の組成分布を支切板と間隔の関係を示したもの
で、横軸に基板ホルダー長軸方向の位置、縦軸にその位
置の膜中のＴｂ含有量をとっである。図中の○、Δ、口
、・は各々支切板のないもの、支切板を等間隔に１０枚
、１５枚、２０枚設置したものについて示している。本
実施例において支切板のないものは、従来のインライン
基板移動のスパッタに対応している。このように、支切
板を設けることにより成膜された膜の組成分布が著しく
向上する。このことは、次に述べる作用によって達成さ
れている。第°７図はこの作用を説明するための模式図
で１７はターゲットを、１８は基板を、１９は支切板を
表している。図においてターゲットから飛び出したスパ
ッタ粒子は支切板１９にさえぎられるため、例えば基板
１８上の点Ｘには、ターゲット上のＡ点とＢ点にはさま
れた部分からしかスパッタ粒子が到達しない。即ちター
ゲツト法線とＡＸｌＢＸが成す角を各々α、β（αく０
くβ）は共に小さいので、スパッタ粒子の飛程距離はほ
ぼ等しくなる。またスパッタ粒子の種類によって異なる
スパッタ粒子数の放出角依存性も無視できるほど小さく
なる。以上のような作用により本実施例において組成分
布を低減できた。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、合金スパッタターゲッ
トからスパッタ法にて合金薄膜を成膜する時、その組成
分布を著しく小さくすることができる。尚、実施例に示
した場合だけでなく、ターゲットと基板が平行に対向し
ていない場合や、基板を固定した場合についても同様な
効果が得られる。さらに、遮蔽物の形状や位置を変える
ことによってこの効果がさらに高まることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は従来の合金成膜法に用い
られるスパッタ装置の模式図。第４図および第５図は各
々本発明を説明するためのスパッタ装置の模式図、およ
び遮蔽物の模式図である。 第６図は本発明を説明するために、基板上の位置と膜中
のＴｂ含有量の関係の遮蔽物の形による影響を示す図。 また第７図は、本発明の詳細な説明するための図である
。 １．４．８．１１．１７・・・ターゲット２．５．９．
１２．１８・・・基板 ３．８．１０．１３・・・基板ホルダー７・・・基板回
転軸 １４・・・遮蔽物 １５・・・枠 １６．１９・・・支切板 ）ζ、Ｙ・・・基板移動方向 Ｚ・・・基板上の点 Ａ、Ｂ・・・ターゲット上の点 α、β・・・ターゲツト法線とスパッタ粒子の飛程の成
す角 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 二種以上の元素から成る合金スパッタターゲットから、
   同一チャンバー内に設けた基板上に合金薄膜を成膜する
   合金薄膜の製造方法において、該合金スパッタターゲッ
   トと該基板の間に遮蔽物を設けることにより、該合金ス
   パッタターゲットから出射したスパッタ粒子のうち、該
   基板に到達するスパッタ粒子を該スパッタターゲットか
   らの出射角で制限することを特徴とする合金薄膜の製造
   方法。