KR100257694B1 - 기판의 양면에 자성박막을 성막하는 스퍼터링방법 및 그 실시를 위한 기구 - Google Patents

Abstract

작성되는 자성박막의 자기특성의 면내분포를 개선하여, 자기기록매체 등의 성능개선에 기여한다.

자성재료로 이루어지는 타게트(11)와 타게트(11)를 통해서 기판(2)에 향하여 자력선을 용출시키어 자장을 설정하는 마그네트(12)로 부터 되는 한 쌍의 캐소드(1)를 기판(2)을 끼워 대향하여 배설한다. 각 마그네트(12)의 자장은 기판(2)에 수직인 회전축(41)에 대하여 비대칭상이고, 이 회전축(41)의 주위에 각 마그네트(12)를 회전시키는 회전구동기구(4)가 부설된다. 회전구동기구(4)는, 각 마그네트(12)를 같은 회전속도로 또한 기판(2)에 수직인 한편의 방향으로부터 보아 동일 방향으로 회전시킨다.

Description

기판의 양면에 자성박막을 성막하는 스퍼터링방법 및 그 실시를 위한 기구

제1도는 본 실시형태의 스퍼터링 기구를 나타내는 개략도.

제2(a)도는 마그네트조립체가 만든 자력선과 타게트의 에로젼형상을 나타내는 단면도.

제2(b)도는 마그네트조립체가 만든 자력선과 타게트의 에로젼형상을 나타내는 단면도.

제2(c)도는 자력선과 타게트의 에로젼형상을 나타내는 단면도.

제3도는 기판의 원주방향에 대한 보자력분포를 나타낸 그래프.

제4(a)도는 본 실시형태에 있어서의 성막중에 일정한 바이어스전압의 원전류, 전력의 변동을 나타낸 그래프.

제4(b)도는 종래예에 있어서 성막 중에서의 일정한 바이어스전압의 원전류, 전력의 변동을 나타낸 그래프.

제5도는 본 실시형태와 종래예에 있어서의 하드디스크의 보자력분포와 모듈레이션 특성을 비교한 표.

제6도는 본 실시형태의 기구를 병합한 인라인 스퍼터링장치를 나타내는 개략평면도.

제7(a)도는 본 실시형태의 기구에 있어서의 다른 마그네트조립체를 나타내는 평면도.

제7(b)도는 본 실시형태의 기구에 있어서의 다른 마그네트조립체를 나타내는 평면도.

제7(c)도는 본 실시형태의 기구에 있어서의 다른 마그네트조립체를 나타내는 평면도.

제8도는 종래의 양면 스퍼터링기구를 나타내는 개략도.

제9도는 위상차에 대하는 보자력분포의 의존성을 나타내는 그래프.

제10(a)도는 한 쌍의 마그네트조립체의 같은 방향회전에서의 위상차의 엇갈림을 나타내는 모식도.

제10(b)도는 한 쌍의 마그네트조립체의 역방향회전을 나타내는 모식도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 마그네트론캐소드 11 : 타게트

12 : 마그네트 2 : 기판

3 : 스퍼터전원 4 : 회전구동기구

41 : 회전축 42 : 모터

5 : 검출기구 6 : 제어부

[발명의 속하는 기술분야]

본 발명은 하드디스크같은 자기기록매체를 제작할 때에 필요한 자성박막의 스퍼터링방법 및 그것을 실시하기 위한 기구에 관한 것이다.

[종래의 기술]

컴퓨터용의 자기기록매체로서 하드디스크가 일반적으로 널리 사용되고 있다.

하드디스크는, 그 원반형상의 기판의 양면에 자성박막을 포함하는 다층막이 형성되어 있다. 그 다층막의 형성은 다음과 같은 공정을 거친다. 최초에, 알루미늄같은 비자성 기판에, 우선 인화(燐化)니켈(NiP)도금의 표면경화, 표면연마, 텍스츄어-형성의 표면처리의 순서를 밟는다. 다음, 표면처리된 기판상에 기초막으로서 Cr막 또는 Cr 합금막을 성막한다. 그후, CoNiCr, CoCrPtTa 또는 CoCrPt TaNi의 자성박막을 성막한다. 그 자성박막 상에 자기헤드의 마찰에 견디기 위한 보호막을 작성한다. 최후에, 그 보호막 위에 윤활유를 도포한다.

상기 공정 중, 기초막으로서의 Cr막 또는 Cr 합금막이나 CoNiCr의 자성박막은, 스퍼터링에 의해서 성막되는 것이 일반적이다. 스퍼터링은, 자기기록특성의 향상을 위해, 기판이 캐소드의 앞을 통과하면서 성막이 되는 통과방식으로부터, 기판과 캐소드가 정지대향한 채로 성막이 되는 정지대향방식으로 변해오고 있다.

제8도는, 이러한 자성박막의 성막에 쓰이는 종래의 양면 스퍼터링기구의 개략도이다.

우선, 스퍼터링은 마그네트론캐소드에 의한 마그네트론스퍼터에 의해서 행하여지는 것이 일반적이다. 제8도에 나타낸 양면 스퍼터링기구에는, 도면에 나타내지 않은 진공용기 내에 마그네트론캐소드(1)가 배치되어 있다. 기판(2)의 양면에 성막하기 위해서, 2개의 마그네트론캐소드(1)는, 제8도에 도시한 것처럼 기판(2)을 사이에 두고 대향하고 있다.

마그네트론캐소드(1)는, 타게트(11)와, 타게트(11)를 통해서 자력선을 누출시키는 마그네트조립체(12)(magnet assembly)를 구비하고 있다.

마그네트조립체(12)는, 중심자석(121)과, 이 자석과 자극이 다른 링상의 주변자석(122)과, 이것들이 놓여 있는 원판상의 요크(123)로 이루어진다. 마그네트조립체(12)는, 미국특허 5,047,130에 상세히 기재되어 있다. 이 마그네트조립체(12)는, 균일한 막두께의 자성박막의 스퍼터링에 가장 적합하다.

타게트(11), 배킹플레이트(13)에 의해서 마그네트조립체(12)의 전면에 고정되어 있다. 또한, 마그네트론캐소드(1)에는, 마그네트론방전에 필요한 전압을 마그네트론캐소드(1)에 인가하는 스퍼터전원(3)이 접속되어 있다.

또한, 제8도에 나타내는 스퍼터링기구는, 기판(2)과 각 마그네트론캐소드(1)사이의 공간에 소정의 방전용가스를 도입하는 가스도입수단(미도시)을 구비하고 있다. 방전용가스는, 스퍼터율이 높은 불활성가스, 예를 들면 아르곤가스가 사용된다.

제8도에 나타내는 스퍼터링기구를 사용하여, 종래의 양면 스퍼터링방법에 관해서 설명한다. 제8도에 도시한 것처럼, 기판(2)은, 도면에 도시하지 않은 반송계에 의해서, 대향하는 2개의 마그네트론캐소드(1)의 사이의 위치에 배치된다. 배치된 후, 가스도입계가 동작하여 소정의 유량으로 방전용가스가 기판(2)과 마그네트론캐소드(1)의 사이의 공간에 도입된다.

그리고, 스퍼터전원(3)이 동작하여 각 마그네트론캐소드(1)에 전압이 인가된다. 이 전압의 인가가, 타게트(11)상에서 마그네트조립체(12)가 만든 자계와 직교하는 전계를 만든다. 전계와 자계와의 직교가, 방전용가스를 이온화하여, 마그네트론방전을 발생시킨다. 이온화한 방전용가스가 타게트(11)를 스퍼터한다. 스퍼터된 타게트(11)의 입자는, 기판(2)을 향하여 비행하여, 기판(2)의 표면에 퇴적한다. 이러한 마그네트론 스퍼터링에 의해서, 기판(2)의 표면에 박막이 퇴적한다.

예컨대 CoNiCr로 이루어지는 자성박막을 성막하는 경우, CoNiCr로 이루어지는 타게트(11)를 사용하여 마그네트론 스퍼터링을 한다.

미국특허 5,047,130에 기재된 마그네트조립체(12)는, 마그네트론방전을 타게트(11)상에 국소적으로 발생시킨다. 이 마그네트조립체(12)로서는, 타게트(11)의 일부밖에 스퍼터할 수 없다. 타게트(11)의 전면을 스퍼터하기 위해서, 마그네트론 스퍼터링 중에 마그네트조립체(12)가 회전한다. 이 경우, 제8도에 도시한 것처럼 각 마그네트조립체(12)에는 회전구동기구(4)가 있다. 각 회전구동기구(4)는, 동일한 방향으로 마그네트조립체(12)를 회전시킨다. 요컨대, 제8도에 도시한 것처럼, 각각의 마그네트조립체(12)의 회전은, 그러나, 서로 역방향으로 된다.

[발명이 해결하고자 하는 과제]

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 마그네트론 스퍼터링에 의해서 성막한 자성박막의 자기특성, 특히 보자력의 면내분포를 향상시키는 것이다.

특히, 하드디스크는, 기록면상의 원주방향에서 균일한 자기특성분포, 특히 보자력의 분포를 가지는 것이 요구된다. 원주방향의 보자력분포가 불균일하게 되는 것은, 원주방향의 출력분포를 의미하는 모듈레이션특성(엔벨로프라고도 함)을 악화시킨다고 알려지고 있다. 모듈레이션특성의 악화는, 자기기록매체에 써 넣은 정보를 소거한 후에 잔류자기가 불균일하게 불포하기 때문에, 소거 후의 기록면에서의 출력이 원주방향으로 불균일한 분포를 갖게되는 문제를 초래한다. 또한, 모듈레이션특성의 악화는, 자기기록매체에 정보를 써 넣거나 자기기록매체로부터 정보를 판독하거나 할 때의 에러율의 증가로도 이어진다.

본 발명은, 이러한 과제를 해결하기 위한 것으로서, 자기특성, 특히 보자력의 면내분포가 개성된 자성박막을 성막하는 스퍼터링방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 또한 본 발명은, 본 발명의 스퍼터링방법을 알맞게 실시하기 위한 양면 스퍼터링기구를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 방법은, 기판의 양면을 마그네트론 스퍼터링으로 자성박막을 성막할 때, 대향하는 한 쌍의 마그네트론캐소드의 마그네트조립체를 동일한 회전속도로 동일한 방향으로 회전시키는 특별한 특징이 있다. 마그네트조립체를 동일한 회전속도로 동일한 방향으로 회전시키는 것은, 기판의 원주방향에서의 자성박막의 균일한 보자력분포를 달성시킨다.

본 발명의 다른 방법은, 대향하는 한 쌍의 마그네트론캐소드의 마그네트조립체의 위상차를 기판의 지름방향의 자성박막의 보자력분포가 균일하게 되도록 설정하여 마그네트조립체를 동일한 회전속도로 동일한 방향으로 회전시키는 특징이 있다. 마그네트조립체의 위상차가 180도일 때, 기판의 지름방향의 자성박막의 보자력분포가 균일하게 된다.

각 마그네트론캐소드의 마그네트조립체는, 기판에 수직인 회전축에 대하여 비대칭의 자장분포를 타게트상에 설정한다. 자성박막의 보자력을 증가시키기 위해서, 성막 중에 기판에 바이어스전압을 인가하는 것이 바람직하다.

마그네트조립체의 회전 중에 각 마그네트조립체의 회전속도가 변동하지 않도록 또는 위상차가 어긋나지 않도록, 각 마그네트조립체의 회전속도 또는 위상차 또는 그 양쪽을 검출하면서, 각 마그네트조립체의 회전속도를 제어한다.

본 발명의 기구는, 한 쌍의 마그네트론캐소드에 있어서의 각 마그네트조립체의 회전구동기구를 제어하는 제어계가 공통인 것이 특징이다. 제어계는, 각각의 회전구동기구에 펄스구동신호를 보내는 펄스제어드라이버와, 펄스제어드라이버에 대하여 제어신호를 보내는 드라이버콘트롤러와, 회전의 조건을 설정하여 드라이버콘트롤러로 보내는 프로그래머블 콘트롤러와, 각각의 펄스제어드라이버에 대하여 클록펄스를 공급하는 클록발진기로 이루어진다. 제어계는, 각 마그네트조립체의 회전속도, 위상차 또는 그 양쪽을 감시하면서 회전속도의 변동이나 위상차의 엇갈림을 수정하기 때문에 회전 중에 위상차가 서서히 어긋나는 일은 없다.

또한 본 발명의 기구는, 각 마그네트조립체의 회전속도 및 회전각도를 독립하여 검출하는 검출기구를 갖는다. 회전구동기구는, 서보모터 또는 스탭핑 모터가 바람직하다.

[발명의 실시형태]

이하, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명한다.

제1도는, 본 발명의 실시형태에 관한 자성박막의 스퍼터링기구의 주요부의 개략구성을 나타낸다. 제1도를 사용하여 실시형태에 관한 스퍼터링방법에 관해서 설명한다.

제1도에 나타내는 자성박막의 스퍼터링기구는, 도면에 나타내지 않은 진공용기 내에 기판(2)을 사이에 두고 대향하고 있는 한 쌍의 마그네트론캐소드(1)와 각 마그네트론캐소드(1)와 기판(2)과의 사이의 공간에 방전용가스를 도입하는 도면에 도시하지 않은 가스도입계를 구비하고 있다. 각각의 마그네트론캐소드(1)에는, 마그네트론방전을 위한 전압을 인가하는 스퍼터전원(3)이 접속되어 있다. 더욱, 각 마그네트론캐소드(1)에는, 마그네트조립체(12)를 회전시키는 회전구동기구(4)를 구비하고 있다. 이 회전구동기구(4)는, 각 마그네트조립체(12)의 회전속도 또는 회전각도의 어긋남이나 또는 그 양쪽을 검출하는 검출기구(5)와, 검출기구(5)의 검출결과에 따라서 회전속도 또는 회전각도의 어긋남을 수정하도록 피드백제어를 하는 제어부(6)를 구비하고 있다.

각각의 마그네트론캐소드(1)는, 자성재료로 이루어지는 타게트(11)와, 타게트(11)상에 자력선을 형성하는 마그네트조립체(12)와, 타게트(11)를 마그네트조립체(12)의 앞에 고정하는 배킹플레이트(13)를 가진다. 마그네트조립체(12)는, 미국특허 5,047,130의 마그네트조립체를 사용하고 있다. 마그네트조립체(12)는, 기판(2)에 수직인 회전축(41)에 대하여 비대칭형상의 자장분포, 바꾸어 말하면 비대칭의 마그네트론 방전분포를 타게트(11) 상에 만든다.

마그네트조립체(12)는 중심자석(121)과 중심자석(121)을 둘러싸며 중심자석과 자극이 다른 주변자석(122)과, 그것들을 고정하는 요크(123)를 가진다. 중심자석(121)은, 지름이 다른 부채형으로 절단된 원주형 자석을 조합하고 있다. 주변자석(122)은, 판상의 자석을 한가닥으로 연결할 수 있다.

제2(a),(b)도 및 제2(c)도는, 타게트(11)의 에로젼형상을 나타내는 단면도이다.

제2(a)도는, 중심자석(121)의 지름이 큰 부채형으로 절취된 원주형 자석과 주변자석(122)으로 이루어진 자력선 및 타게트(11)의 에로젼형상을 나타내고 있다. 제2(b)도는, 중심자석(121)의 지름이 작은 부채형으로 절취된 원주형 자석과 주변자석(122)으로 이루어진 자력선 및 타게트(11)의 에로젼형상을 나타내고 있다. 제2(c)도는, 마그네트조립체(12)를 회전시켰을 때에 생기는 타게트(11)의 에로젼형상을 나타내고 있다.

타게트(11)의 에로젼형상은, 타게트(11)상에서 형성된 아치형상의 자력선의 분포 또는 마그네트론방전의 분포에 의존한다. 타게트(11)의 에로젼은, 제2(a)도에는 중심에서 떨어진 곳에, 제2(b)도에서는 중심에서 가까운 곳에 각각 생기고 있다.

마그네트조립체(12)를 회전시키면 제2(c)도에 도시한 것처럼 두 개의 에로젼이 합성되어, 균일한 에로젼영역이 확대된다. 에로젼영역이 확대되는 것은, 타게트(11)의 이용효율의 향상에 기여한다. 더욱, 균일한 에로젼은 막두께 분포의 균일성에 기여한다.

다음에, 회전구동기구(4), 검출기구(5) 및 제어부(6)에 관해서 설명한다.

본 실시형태에 있어서의 회전구동기구(4)는, 에로젼영역의 확대와 에로젼의 균일화를 위해, 회전축(41)의 주위로 마그네트조립체(12)를 회전시킨다. 본 실시형태의 방법으로서는, 회전구동기구(4)는, 각각의 마그네트조립체(12)를 동일한 방향으로 또한 동일한 회전속도로 회전시키고 있다.

구체적으로는, 회전구동기구(4)는, 마그네트론캐소드(1)의 배면에 접속된 회전축(41)과, 이 회전축(41)에 연결된 모터(42)로 이루어진다. 회전축(41)은, 기판(2)과 마그네트조립체(12)의 중심축과 동축상으로 배치되어 있다.

모터(42)는, 회전의 방향을 임의로 선택할 수 있음과 동시에, 2~200RPM 정도의 범위로 회전속도를 조정할 수 있는 스텝핑모터(펄스제어모터 또는 펄스 모터라고도 한다)이다. 이러한 스텝핑모터는, 예컨대 일본의 도쿄도에 있는 오리엔탈 모타사(Oriental motor corp., Tokyo in Japan)로부터 시판되고 있다.

본 실시형태의 검출기구(5)는, 반사형의 포토센서이다. 포토센서는, 마그네트조립체(12)의 뒷편에서 요크(123)의 주변끝 부분에 빛을 비추는 발광소자(51)와, 요크(123)에 반사한 빛을 수광하는 수광소자(受光素子)(52)로 이루어진다.

제1도로부터 알 수 있는 바와 같이, 요크(123)는, 그 절반부분은 지름이 작게 되어 있다. 따라서, 마그네트조립체(12)의 회전 중의 반주기에서는 발광소자(51)로부터의 빛은 반사되지 않고, 다른 반주기에서 요크(123)에서 반사되어 수광소자(52)로 수광된다.

이 검출기구(5)는, 각 마그네트조립체(12)의 회전속도 및 회전각도를 독립하여 검출한다. 즉, 상술한 대로 수광소자(52)의 수광은 주기적으로 변화하기 때문에, 이 주기로부터 각각의 마그네트조립체(12)의 회전속도가 검출될 수 있다. 그리고, 두 개의 검출기구(5)의 검출결과를 비교함으로써, 두 개의 마그네트조립체(12)의 회전각도의 엇갈림도 검출할 수가 있다.

검출기구(5)로부터의 검출결과에 따라서 마그네트조립체(12)의 회전을 제어하는 제어부(6)에 관해서 설명한다.

제1도에 나타낸 것과 같이, 제어부(6)는, 각각의 모터(42)에 펄스구동신호를 보내는 펄스제어드라이버(61)와, 펄스제어드라이버(61)에 대하여 제어신호를 보내는 드라이버콘트롤러(62)와, 회전의 조건을 설정하여 드라이버콘트롤러(62)에 보내는 프로그래머블 콘트롤러(63)와, 각각의 펄스제어드라이버(61)에 대하여 클록 펄스를 공급하는 클록발진기(64)로 이루어진다.

프로그래머블 콘트롤러(63)는, 각 모터(42)의 회전방향, 회전속도, 두 개의 마그네트조립체(12) 사이의 어긋남(이하, 「위상차」라고 함)을 설정한다.

프로그래머블 콘트롤러(63)는, 이것들의 설정을 미리 기억한 ROM 또는 입력패널의 외부 입력수단으로부터의 입력에 따라서 설정을 기억하는 RAM의 기억수단을 가지고 있다.

드라이버콘트롤러(62)는, 제어부(6)가 하는 피드백제어에 있어서 주요한 역할을 한다. 드라이버콘트롤러(62)는, 상술한 검출기구(5)로부터의 검출결과와 프로그래머블 콘트롤러(63)로부터 보내지는 회전의 조건에 따라서, 펄스제어드라이버(61)에 제어신호를 보낸다. 또한, 기구전체의 동작을 제어하는 중앙제어부에서의 제어신호도 이 드라이버콘트롤러(62)로 보내어진다.

드라이버콘트롤러(62)는, 프로그래머블 콘트롤러(63), 검출기구(5), 도면에 나타내지 않은 중앙제어부에서의 신호의 입력회로, 펄스제어드라이버(61)로의 신호의 출력회로, 프로그래머블 콘트롤러(63)로부터 보내진 회전조건의 데이터를 일시적으로 기억하는 기억회로, 검출기구(5)로부터 보내어진 신호를 처리하여 각 마그네트조립체(12)의 회전속도나 회전각도를 산출하는 연산회로, 연산회로의 연산결과에 따라서 회전조건을 판단하는 판단회로를 가지고 있다.

펄스제어드라이버(61)는, 드라이버콘트롤러(62)로부터의 지령에 따라서, 모터(42)에 구동펄스열을 보내어 회전시킨다. 펄스제어드라이버(61)는, 회전을 위한 펄스열을 작성하는 펄스열작성회로와, 작성된 펄스열을 분배하여 스텝핑모터의 각 여자(勵磁)코일에 공급하는 분배회로로 이루어진다. 각각의 펄스제어드라이버(61)에는, 동일한 클록발진기(64)로부터의 클록 펄스가 보내지고 있기 때문에, 각 펄스제어드라이버(61)는 동기하여 펄스열을 작성하여 모터(42)에 공급한다.

다음에, 상기 제어부(6)의 동작에 관해서 설명한다.

우선, 제1도에 도시한 것처럼 마그네트론캐소드(1)의 사이에 기판(2)이 배치되면, 이것을 확인한, 도면에 도시하지 않은 센서의 검출신호를 받아 중앙제어부가 드라이버콘트롤러(62)에 구동신호를 보낸다. 드라이버콘트롤러(62)에는, 각 마그네트조립체(12)의 회전방향, 회전속도, 위상차의 조건이 미리 프로그래머블 콘트롤러(63)로부터 보내진다. 드라이버콘트롤러(62)는, 중앙제어부에서의 구동신호를 받았을 때에 이 회전조건에 따라서 펄스제어드라이버(61)에 제어신호를 보낸다.

펄스제어드라이버(61)는, 우선 두 개의 마그네트조립체(12)를 원점내기(initial point de-termination)시키는 동작을 행한다. 펄스제어드라이버(61)는, 일정한 회전속도로 모터(42)를 회전시켜, 회전하고 있는 요크(123)를 검출하는 반사형포토센서로 이루어지는 검출기구(5)가 온으로부터 오프(또는 그 반대)로 바뀐 시점을 검출한다. 각각의 검출기구(5)가 온으로부터 오프(또는 그 반대)된 때에, 모터(42)를 멈추면 마그네트조립체(12)의 원점내기를 할 수 있다. 원점내기 될 때, 각각의 마그네트조립체(12)의 위상차는 제로이다.

위상차를 180도롤 설정하는 경우, 상술한 방법으로 한 쌍의 마그네트조립체(12)의 원점내기를 행한다. 원점내기 후, 한 개의 마그네트조립체(12)를 고정시키면서, 별도의 마그네트조립체(12)를 180도 회전시킨다.

원점내기가 완료된 후, 펄스제어드라이버(61)는, 클록발진기(64)로부터 보내지는 클록 펄스에 의해서 동기를 취하면서, 드라이버콘트롤러(62)로부터의 제어신호에 따라서, 구동 펄스열을 모터(42)에 보낸다. 모터(42)는 각 여자코일에의 구동펄스열의 배분에 따라서 회전의 방향이 결정되고, 구동펄스열의 주기에 따른 회전속도로 회전한다.

성막완료 후, 모터(42)의 회전은 정지된다. 이 회전정지는, 프로그래머블 콘트롤러(63)로 설정된 회전시간에 따라서 보내진 소정의 수의 구동펄스열의 수신종료에 의해서 행하여지는 경우도 있고, 중앙제어부에서의 구동정지신호를 받아 드라이버콘트롤러(62)가 펄스제어드라이버(61)에 구동정지신호를 보내어 펄스제어드라이버(61)가 구동펄스열의 송신을 정지하는 경우도 있다.

또, 위상차를 설정하는 별도의 방법으로서, 한 쌍의 마그네트조립체(12)를 원점내기 하고, 한 개의 마그네트조립체(12)의 회전이 시작된 후, 위상차만큼 낮게 다른 쪽의 마그네트조립체(12)의 회전을 개시한다.

그런데, 본 실시형태의 방법은, 각 마그네트조립체(12)의 회전이, 동일한 회전속도로 또한 같은 방향으로 행하여진다. 이 방법은, 상기 프로그래머블 콘트롤러(63)에 있어서, 두 개의 모터(42)가 서로 역방향으로 또한 동일한 속도로 회전하도록 설정함으로써 달성된다. 그리고, 프로그래머블 콘트롤러(63)는, 드라이버콘트롤러(62), 펄스제어드라이버(61)를 통해, 등속으로 서로 역방향의 회전의 구동펄스열을 각 모터(42)에 보낸다. 결과적으로, 모터(42)는, 기판(2)에 수직인 한쪽의 방향으로부터 보아 같은 방향으로 되며, 또한 설정한 위상차가 일정하게 유지된 상태로 회전한다.

이와 같은 동일한 방향의 등속회전은, 플라스마끼리의 엇갈림에 의하는 기판(2)의 양면 상에서의 플라스마 변동을 방지한다. 따라서, 이와 같은 동방향등속회전은, 기판(2)의 양면 상에서의 안정된 마그네트론방전을 생성하기 때문에, 자성박막의 자기특성의 면내분포의 개선을 꾀할 수 있다.

다음에, 제1도에 되돌아가서, 기구의 구성하는 다른 부재에 관해서 설명한다.

마그네트론캐소드(1)에 접속되어 있는 스퍼터전원(3)에는, 1500V정도까지의 부의 고전압을 인가하는 직류전원 또는 주파수 13.56MHz에서 출력 2.0kW 정도의 고주파를 마그네트론캐소드(1)에 인가하는 고주파전원이 채용되고 있다.

기판(2)은, 1996년 2월 22일에 출원된 미국특허출원, 발명의 명칭 「인라인 성막시스템(In-line film deposition system)」에 기재되어 있는 것과 같이, 그 주변테두리 상의 4개소에서 기판(2)을 유지하는 4개의 핑거를 구비한, 도면에 나타내지 않은 캐리어에 실려서 반송된다.

기판(2)이 성막될 때는, 기판(2)은 캐리어를 탄채로, 상기 한 쌍의 마그네트론캐소드(1) 사이의 정확히 한가운데까지 반송되어 정지한다.

기판(2)에는, 바이어스전압을 기판(2)에 인가하는 도면에 도시되지 않은 바이어스전원이 연결된다. 본 실시형태에 있어서의 바이어스전원은, 캐리어와 핑거를 통해 직류전압을 기판(2)에 인가한다. 고주파와 플라스마와의 상호작용에 의해서 일정한 부의 바이어스전압이 기판(2)에 인가되도록 고주파를 기판(2)에 인가하는 고주파전원도, 기판 바이어스전원으로서 사용 가능하다.

도면에 나타나지 않은 가스도입계는, 방전용가스, 예를 들면 아르곤가스를 보유하는 가스 봄베와, 가스 봄베와 진공용기를 연결하는 배관과, 배관 상에 설치된 컨덕턴스 밸브로 이루어진다. 가스도입계는, 각 마그네트론캐소드(1)와 기판(2)과의 사이의 공간에 방전용 가스, 예를 들면 아르곤가스를 도입한다. 진공용기 내에는, 기판(2)과 각 마그네트론캐소드(1)의 사이의 공간을 임하는 위치에 가스도입관이 설치된다.

이 가스도입관은, 진공용기의 벽에 기밀하게 관통하는 상기 배관에 접속되어 있다.

상술한 본 실시형태의 스퍼터링기구의 동작으로서, 본 실시형태의 스퍼터링방법에 관해서 설명한다. 진공용기의 벽에 설치된 게이트 밸브를 통해서 도면에 도시하지 않은 캐리어가 기판(2)을 반송하여, 한 쌍의 마그네트론캐소드(1)에 끼워진 한가운데에 기판(2)을 정지시킨다. 다음에, 도면에 도시되지 않은 가스도입계가 동작하여 방전용가스, 예를 들면 아르곤가스가 도입된다. 이것과 병행하여, 한 쌍의 마그네트조립체(12)가 상술한 대로, 같은 방향으로 같은 속도로 회전을 개시한다.

스퍼터전원(3)이 동작하여, 각각의 마그네트론캐소드(1)에 소정의 전압이 인가되고, 마그네트론방전이 생긴다. 마그네트론방전이 타게트(11)를 스퍼터한다. 스퍼터된 타게트의 입자는, 기판(2)을 향하여 비행하여 기판(2)에 퇴적한다. 이러한 마그네트론 스퍼터링에 의해서, 기판(2)상에 박막이 퇴적한다.

상술한 본 실시형태의 스퍼터링기구 및 스퍼터링방법에 의하면, 성막되는 자성박막의 자기특성분포가 종래에 비교하여 각별히 개선된다.

제3도, 제4(a)도, 제5도는 제1도에 나타내는 실시형태의 스퍼터링기구 및 스퍼터링방법에 의해 성막한 자성박막의 자기특성을 나타내고 있다. 제3도는, 기판원주방향의 보자력분포를 나타낸 그래프이다. 제4(a)도는 성막 중에서 일정한 바이어스전압의 원전류, 전력의 변동을 나타낸 그래프이다. 또한, 제5도는, 제1도에 나타내는 기구 및 방법으로 제작한 하드디스크와 종래의 기구 및 방법으로 제작한 하드디스크의 모듈레이션특성을 비교한 표이다.

정보기록매체로서 하드디스크는, 기록의 고밀도화에 따라, 기판(2)상에 성막하는 기초막이나 자성박막의 막두께가 얇게 되는 경향에 있다. 이와 동시에, 자기기록층의 고보자력화 및 보자력의 원주방향의 분포의 균일화, 그 위에 신호판독시 노이즈의 저감이라는 기술적 요구가 대단히 엄격하게 되어 있다.

이러한 기술적 요구에 대응하기 위해서, 본 발명자 등은, 850Mbit/inch²정도 이상의 고밀도기록으로서는, 보자력 분포에 관한 기술적 요구에 대하여 종래의 기구 및 방법으로서는 한계가 있는 것이 이제 알려졌다. 발명자 등은, 이러한 기술적 한계를, 각 마그네트조립체(12)를 같은 방향으로 회전시키는 것으로 해결하였다.

자기특성의 면내분포의 균일화의 한계에 관해서, 발명자는, 마그네트조립체(12)의 회전에 따르는 플라스마끼리의 엇갈림이 원인으로 되어 있는 것은 아닌가라고 추측하였다. 요컨대, 제8도에 나타내는 종래의 기구 및 방법으로서는, 대향하고 있는 한 쌍의 마그네트조립체(12)는 서로 반대방향으로 회전한다. 각 마그네트조립체(12)의 역방향회전은, 기판(2)의 양쪽에 생성되는 플라스마를 서로 어긋나도록 한다.

제10(b)도에 도시한 것처럼, 한 쌍의 마그네트조립체(12)가 서로 역방향으로 회전하면, 각각의 마그네트조립체(12)가 만든 플라스마(80)와 플라스마(81)끼리가 엇갈린다. 이러한 플라스마의 상위가 양 플라스마 내의 플라스마 밀도분포나 가전입자의 드리프트운동이 지극히 불안정하게 변동하는 것을 유발한다고 생각된다.

이러한 플라스마의 상위가 보자력 분포의 불균일성을 생기게 하는 것으로 생각된다.

특히, 기판(2)에 바이어스전압을 인가하고 있는 경우, 플라스마의 위상차가 바이어스전압에 의해서 끌어내어지는 이온의 양도 불안정하게 변화시키어, 이것에 의해서 자기특성 불균일화를 조장시키고 있는 것도 예상된다.

발명자는, 이러한 분석 하에, 상술한 것처럼 플라스마의 상위를 해소하기 위해서, 한 쌍의 마그네트조립체(12)의 회전을 같은 방향으로 또한 같은 회전속도로 하였다. 이 결과를 나타낸 것이, 제3도이다.

제3도의 횡축은 기판(2)의 원주방향의 각도위치를 나타내고, 종축은 그 각도위치에 있어서 보자력의 크기를 나타내고 있다. ●로 나타낸 종래예의 경우에는, 보자력의 원주방향의 분포는 ±4.5%정도의 큰 강약을 가지고 있다.

이것에 대하여, 본 실시형태의 경우에는, 원주방향의 보자력의 분포는 작은 강약으로 억제되고, 보자력 분포가 균일화되어 있다는 것을 알았다. 특히, 위상차를 0도로 한 경우, ±0.8%정도의 작은 강약으로 보자력이 분포하였다. 또한, 위상차를 180도로 한 경우에는 보자력 분포를 ±2.1%정도로 억제하면서 2200~23000e정도의 큰 보자력을 얻을 수 있었다.

한편, 제3도에 있어서, 종래예 및 본 실시형태 1~3에 있어서의 바이어스전압은 -300V로 하고, 본 실시형태 4 및 5에 있어서의 바이어스전압은 0V로 하였다.

따라서, 바이어스전압을 기판에 인가하면, 보자력이 증가한다.

이상의 결과로부터, 두 개의 마그네트조립체(12)를 등속동향하여 회전시키는 것이, 플라스마의 어긋남을 해소시켜서, 그 결과, 성막되는 자성박막의 자기특성분포가 균일화되고 있다.

또한 발명자 등은, 이 자기특성균일화가 갖고 있는 원인에 관해서 또한 분석하기 위해서, 성막 중에 기판(2)에 일정한 바이어스전압을 인가하면서, 기판(2)을 통해서 흐르는 전류의 변화 및 전력의 변환를 모니터하였다. 이 결과를 나타낸 것이 제4도이다.

제4(a)도는 본 실시형태의 기구 및 방법에 있어서의 전류와 전력의 변화를 나타내는 그래프, 제4(b)도는 종래의 기구 및 방법에 있어서의 전류와 전력의 변화를 나타내는 그래프이다. 본 실시형태 및 종래예에서, DC -300V정도의 바이어스전압이 기판(2)에 인가되었다. 또, 제4(a)도의 데이터를 얻은 본 실시형태의 기구 및 방법으로서는, 위상차는 180도로 하였다.

그렇지만, 기판(2)에 흐르는 전류는, 종래예의 경우에는 제4(b)도에 도시한 것처럼 크게 변동하고 있고, 그 결과, 전력도 크게 변동하고 있다. 이것에 대하여, 제4(a)도에 도시한 것처럼, 본 실시형태의 경우에는, 전류와 전력도 일정하였다.

한 쌍의 마그네트조립체(12)가 역방향으로 회전하는 종래예로는, 회전 중에 생기는 플라스마끼리의 엇갈림이, 마그네트론캐소드 사이에서 플라스마밀도나 가전입자의 드리프트운동을 크게 변동시키고 있다. 플라스마밀도나 가전입자의 드리프트운동의 변동이, 기판(2)에 흐르는 전류의 변동을 나타내고 있다.

이것에 대하여, 한 쌍의 마그네트조립체(12)가 등속동방향으로 회전하는 본 실시형태로서는, 이러한 플라스마의 거동이 나타나지 않기 때문에, 플라스마밀도나 드리프트운동은 지극히 안정하고 있다고 할 수 있다.

다음에 발명자 등은, 본 실시형태 및 종래예의 기구 및 방법에 의해 제작한 하드디스크의 모듈레이션특성을 측정하여 보았다. 이 결과를 나타내는 것이 제5도이다.

제5도는, 본 실시형태 및 종래예의 성막된 자성박막의 보자력 분포(주방향)과 모듈레이션특성을 각각 나타내고 있다.

제5도에 나타내는 바와 같이, 종래의 기구 및 방법으로 제작한 하드디스크로서는, 모듈레이션특성 즉 주방향의 출력특성은 크게 변동하고 있다. 한편, 본 실시형태의 기구에 의하면, 출력특성은 거의 변화하고 있지 않고, 양호한 모듈레이션특성이 얻어지고 있다.

따라서, 등속동방향의 회전을 하는 본 실시형태는, 모듈레이션특성이 양호한 하드디스크를 제작할 수가 있다.

제9도는 위상차에 있어서의 자성박막의 보자력 분포의 의존성을 나타낸다.

위상차 0도 및 180도에 있어서 본 실시형태의 기구 및 방법으로 하드디스크용의 알루미늄 기판에 두께 약 20nm로 성막한 CoCrTa 막을 각 각도에서의 중심에서 지름방향의 거리 45.5, 40, 30, 20mm에서의 보자력을 측정하였다. 각 각도에서의 중심에서 지름방향의 거리 20, 30, 40, 45.5mm에서의 보자력은, ◇, △, ○, □로 각각 나타낸다.

제9도로부터 알 수 있는 바와 같이, 위상차 0도에 비하여, 위상차 180도에 있어서는 지름방향에서의 보자력은 대개 일정하다. 따라서, 위상차를 180도로 설정하면, 지름방향에서의 보자력의 균일성이 달성된다. 덧붙여, 위상차(1)를 180도로 한 주방향에서의 보자력도 또한 거의 일정한다.

결국 마그네트조립체(12)의 위상차를 조정하는 것으로, 보자력의 분포가 기판의 지름 방향으로 균일하게 된다.

다음에, 상술한 본 실시형태의 구성에 있어서, 상기 효과를 더욱 개선하는 구성에 관해서 설명한다.

본 실시형태로서는, 두 개의 마그네트조립체(12)를 등속동방향으로 회전시킬 때, 단일의 클록발진기(64)로부터 얻어진 클록 펄스를 사용하는 것으로 두 개의 모터(42)에 있어서의 구동펄스열의 동기를 취하고 있다. 단일의 클록발진기(64)의 사용은, 두 개의 마그네트조립체(12)의 회전의 등속성을 유지하는데 공헌하고 있다.

그렇지만, 아무리 고정밀도의 클록발진기(64)를 사용하였다고 해도, 클록주파수의 엇갈림이나 온도드리프트에 의해 근소한 클록 펄스의 엇갈림을 생기게 한다. 이들 클록주파수의 엇갈림이나 클록 펄스의 엇갈림이, 두 개의 모터(42)의 회전속도를 조금씩 바꾸어 놓아, 결국, 제10(a)도에 도시한 것처럼 회전 중에 위상차를 조금씩 바꿔버린다.

이러한 회전속도의 변화에 의한 회전 중의 위상차의 엇갈림은, 회전속도가 커지기도 하고 성막시간이 길게되기도 하거나 하는 경우에 커진다. 최악의 경우, 회전 중의 위상차의 변화는, 제10(a)도에 도시한 것처럼, 각각의 마그네트조립체(12)로 만들어지는 플라스마(80)와 플라스마(81)의 어긋남을 생기게 한다. 같은 방향의 회전만으로도, 회전 중의 위상차의 변화는, 결국, 주방향의 보자력분포를 불균일하게 되는 결과가 될지도 모른다.

본 실시형태는, 두 개의 마그네트조립체(12)의 회전속도를 검출기구(5)에 의해서 각각 검출하여, 회전속도나 위상차의 엇갈림을 수정하도록 회전속도를 피드백제어한다.

검출기구(5)의 검출결과, 즉 온오프신호는, 드라이버콘트롤러(62)로 피드백된다.

검출기구(5)로부터의 온오프신호는, 드라이버콘트롤러(62)에 설치된 연산회로에서 마그네트조립체(12)의 회전속도를 산출하도록 연산 처리된다. 산출된 회전속도는, 판단회로에 입력된다.

한편, 프로그래머블 콘트롤러(63)로 설정된 회전속도의 신호는 드라이버콘트롤러(62)를 통해 펄스제어드라이버(61)에 보내진다. 이 신호는 판단회로에도 미리 입력되어 있다. 판단회로는, 구체적으로는 OP 앰프 IC로 구성되어 있지만, 미리 입력되어 있는 회전속도의 신호와 산출된 회전속도를 비교하여, 이 차가 제로가 되도록 제어신호를 발생시킨다.

이 제어신호는, 펄스제어드라이버(61)로 보내지는 회전속도의 신호를 조정한다.

펄스제어드라이버(61)는, 설정되어 있는 회전속도가 되도록 모터(42)에 보내는 구동펄스열을 변경한다. 이러한 네가티브 피드백제어에 의해, 모터(42)의 회전속도는, 당초 설정된 회전속도에 고정밀도로 유지된다.

본 실시형태의 제어계는, 스텝핑 모터를 폐쇄루프 제어할 때에, 마그네트조립체(12)의 회전을 검출하는 검출기구(5)의 신호를 병용하고 있다. 스텝핑 모터는 1펄스마다 일정한 각도로 회전하는 모터이기 때문에, 통상은 개방루프제어로 충분하다.

폐쇄루프제어를 하는 경우에는, 1펄스마다 일정한 각도로 회전하는 스텝핑 모터에는, 통상, 로터리엔코더의 회전검출기구(5)가 필요하게 된다. 본 실시형태의 제어계는, 그러나, 검출기구(5)나 로타리엔코더를 대신하기 때문에, 그것을 별도 설치할 필요는 없다. 본 실시형태의 제어계는, 그 구성이 간단하게 되어 제어계의 비용도 저렴하게 된다.

회전속도가 아니고, 각 마그네트조립체(12)의 위상차를 검출하면서 이것을 일정히 유지하는 제어를 하는 것도 가능하다.

두 개의 마그네트조립체(12)의 위상차의 엇갈림은, 반사형포토센서로 이루어지는 두 개의 검출기구(5)로부터 보내지는 온오프신호의 위상의 어긋남으로 되어 나타난다.

이 위상차의 어긋남은, 드라이버 콘트롤러 내의 회로에서 요구되고, 그리고 판단회로에 입력시킨다. 한편, 프로그래머블 콘트롤러(63)로 설정된 위상차의 신호는, 이 판단회로에 미리 입력되어 있고, 실제로 검출된 위상차와 비교하여, 그 차가 제로가 되도록 제어신호를 발생시킨다.

그리고, 이 제어신호는, 펄스제어드라이버(61)에 보내지는 회전속도의 신호를 설정된 위상차에 수정하도록 조정한다. 구체적으로는, 한쪽의 모터(42)의 회전속도는 고정하고, 다른쪽의 모터(42)의 회전속도를 일시적으로 변경한다.

제6도는, 인라인 스퍼터링장치 전체의 개략을 나타낸 평면도이다.

제6도에 도시한 바와 같이, 인라인 스퍼터링장치는, 기판(2)의 반송로를 따라서 복수의 진공용기(7)를 게이트 밸브(8)에 개재시키면서 직선으로 접속되어 있다. 인라인 스퍼터링 장치는, 기판(2)을 대기에 노출함 없이 순차 성막처리를 할 수 있기 때문에, 양질인 다층막을 성막할 수가 있다.

진공용기(7)는, 기판(2)의 반송순으로, 반입측예비실(71), 제1성막실(72), 제2성막실(73), 제3성막실(74), 제4성막실(75), 제5성막실(76), 반출측예비실(77)을 각각 구성하고 있다.

그리고, 각각의 성막실(72,73,74,75,76)로서는, 기판(2)의 정지위치를 사이에 두고 좌우에 본 실시형태의 기구가 구비되고 있다.

하드디스크와 같은 자기기록매체에서는, 다층막구조를 채용한다. 따라서, 상술한 바와 같이 복수의 성막실에서 반송의 순서로 기초막이나 자성막을 순차 성막하여 다층막구조가 형성된다. 한편, 성막실의 앞에, 고주파에칭으로 기판(2)의 표면의 산화막이나 수분을 제거하기 위한 전처리실(Pre-treatment chamber), 성막의 효율화를 위해 미리 기판(2)을 가열하는 가열실을 설치하는 경우가 있다. 또한, 다층막의 성막 후, 카본박막을 보호막으로서 표면에 형성한 후 처리실(post-treatment cham-ber)을 성막실 뒤에 설치하는 경우가 있다.

본 실시형태의 기구는, 1996년 2월 22일에 출원된 미국특허출원, 발명의 명칭 「In-line film deposition system」에 기재되어 있는 장치에 병합시킬 수 있다.

더욱, 본 실시형태의 기구는, 한 개의 성막실에 4쌍의 마그네트론캐소드가 구비되어 있는 인라인 스퍼터링 장치 「ANELVA-3100」에도 병합시킬 수 있다.

다른 마그네트조립체(12)를 제7(a),(b) 및 (c)도에 나타낸다.

상술한 바와 같이, 본원 발명으로서는, 「각 마그네트론캐소드에 구비된 마그네트가, 기판에 수직인 회전축에 대하여 비대칭상의 분포의 자장을 설정하는 것」라는 점이 큰 특징점의 하나로 되어 있다. 이 비대칭상의 자장분포는, 상술한 대로 마그네트조립체(12)의 회전과 맞물려서 타게트(11)의 에로젼(침식)의 균일화와 에로젼영역의 확대에 기여한다. 이러한 회전축(41)에 대하여 비대칭상의 분포의 자장을 달성하는 마그네트조립체(12)는, 제1도에 나타내는 이외의 마그네트의 배치관계에도 대부분 고려된다.

제8도의 종래의 마그네트조립체(12)와 같이 원주상의 중심자석(121)과 원환상의 주변자석(122)으로 이루어지지만, 그 중심이 회전축(41)으로부터는 크게 벗어나는 구성(제7(a)도), 가늘고 긴 거의 직사각형상의 중심자석(121)과 이것을 둘러싸는 직사각형의 링상의 주변자석(122)으로 이루어지는 구성(제7(b)도), 또한, 가늘고 긴 중심자석(121)과 이것을 둘러싸는 가늘고 긴 주변자석(122)과의 조(組)를 가로로 세 개한 줄로 세운 구성(제7(c)도)을 들을 수 있다.

또한, 상술한 형태로서는, 기판(2)을 끼워 한 쌍의 마그네트론캐소드(1)가 대향하여 배설되었지만, 복수쌍의 마그네트론캐소드(1)를 배설하도록 하여도 좋다. 이 경우, 각각의 쌍의 마그네트론캐소드(1)에 구비된 마그네트조립체(12)는, 상술한 대로, 같은 회전속도로 또한 기판(2)에 수직인 한쪽의 방향에 대하여 같은 방향으로 회전된다.

더욱, 상술한 형태로서는, 하나의 기판(2)만이 하나의 진공용기 내에서 배치되는 구성이지만, 기판홀더를 사용하여 복수의 기판(2)을 동일면상에서 유지하도록 하여, 이 유지면을 사이에 두고 쌍을 구성하는 마그네트론캐소드(1)를 배설하도록 하여도 좋다.

상술한 형태로서는, 각 모터(42)에 스텝핑 모터를 사용하였지만, 직류모터, 교류모터, 직류 또는 교류 서보 모터의 다른 모터를 적당히 사용할 수 있다.

서보 모터를 사용하는 경우, 모터에 부수하는 서보기구를 사용하여도 좋지만, 전술한 스텝핑 모터의 제어계와 같고, 각 마그네트조립체(12)의 회전을 검출하는 검출기구(5)의 신호를 이용하여 서보기구를 구성하여도 좋다.

한편, 상술하였던 것 같은 제어부(6)가 없고, 검출기구(5)에 의해서 각 마그네트조립체(12)의 회전속도나 회전각도를 검출하는 구성만으로도 충분히 효과가 있는 것이 분명하다.

또한, 상술한 실시형태로서는, 기판(2)이 정지한 상태로 성막이 되었지만, 쌍을 구성하는 마그네트론캐소드(1)의 사이를 기판(2)이 이동하는 과정에서 성막이 되도록 구성하더라도 좋다.

자기기록 매체용기판(2)으로서, 알루미늄기판, 카본기판, 유리기판과 실리콘 기판을 들을 수 있다.

한편, 본 발명의 사고방식은 자성박막 이외의 성막에 관해서도 마찬가지로 응용이 가능하다. 즉, 비자성타게트를 사용하고 비자성의 박막을 스퍼터링하는 경우에도, 양측의 플라스마의 어긋남이 없는 본 발명의 구성은, 막질이나 막두께의 균일성의 점에서 우수한 효과를 가져온다. 특히, 자기기록매체로서는, 기초막으로서의 크롬 또는 크롬합금막이나 보호막으로서의 카본막을 성막할 필요가 있지만, 이것들의 성막에 있어서 본 발명의 사고방식을 적용하는 것으로, 자기기록매체의 특성이 더욱 개선되는 것이 발명자 등에 의해서 확인되어 있다.

[발명의 효과]

이상 설명한 바와 같이, 본 발명 방법에 의하면, 대향하는 한 쌍의 마그네트조립체가, 동일한 회전속도로 또한 동일한 방향으로 회전하기 때문에, 플라스마끼리의 엇갈림이 해소된다. 따라서, 본 발명의 방법은, 자기특성 특히 보자력의 분포가 기판의 주방향에 균일한 자성박막을 성막한다.

더욱, 본 발명의 방법에 의하면, 한 쌍의 마그네트조립체(12)의 위상차를 조정하는 것으로, 자기특성 특히 보자력의 분포가 기판의 지름방향에 균일한 자성박막을 성막한다.

본 발명의 기구에 의하면, 각 마그네트조립체(12)의 회전속도, 위상차 또는 그 양쪽을 감시하면서 회전속도의 변동이나 위상차의 엇갈림을 수정하기 때문에, 회전 중에 위상차가 서서히 어긋나가는 바와 같은 일은 없다. 따라서, 본 발명의 기구는, 본 발명의 방법을 확실히 실시할 수 있도록 한다.

Claims (10)

1. 기판의 양면에 마그네트론 스퍼터링으로 자성박막을 성막하는 스퍼터링방법에 있어서, 각 마그네트론캐소드의 마그네트조립체는, 기판에 수직인 회전축에 대하여 비대칭의 자장분포를 타게트 상에 설정하고, 그리고 대향하는 한 쌍의 마그네트론캐소드의 마그네트조립체를 동일한 회전속도로 동일한 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
2. 기판의 양면에 마그네트론 스퍼터링으로 자성박막을 성막하는 스퍼터링방법에 있어서, 각 마그네트론캐소드의 마그네트조립체는, 기판에 수직인 회전축에 대하여 비대칭의 자장분포를 타게트 상에 설정하고, 대향하는 한 쌍의 마그네트론캐소드의 마그네트조립체의 위상차를 기판의 지름방향의 자성박막의 보자력 분포가 균일하게 되도록 설정하고, 그리고 마그네트조립체를 동일한 회전속도로 동일한 방향으로 회전시키는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
3. 제2항에 있어서, 마그네트조립체의 위상차를 180도로 설정하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
4. 제1항에 있어서, 성막 중에 기판에 바이어스전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
5. 제1항에 있어서, 마그네트조립체의 회전 중에, 각 마그네트조립체의 회전속도 또는 위상차 또는 그 양쪽을 검출하면서, 각 마그네트조립체의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 스프터링 방법.
6. 기판의 양면에 마그네트론 스퍼터링으로 자성박막을 성막하고, 한 쌍의 마그네트론캐소드에 있어서의 각 마그네트조립체의 회전구동기구를 제어하는 제어계가 공통되어 있는 스프터링기구에 있어서, 상기 제어계는, 각각의 회전구동기구에 펄스구동신호를 보내는 펄스제어 드라이버와, 펄스제어드라이버에 대하여 제어신호를 보내는 드라이버 콘트롤러와, 회전의 조건을 설정하여 드라이버 콜트롤러로 보내는 프로그래머블 콘트롤러와, 각각의 펄스제어 드라이버에 대하여 클록펄스를 공급하는 클록발진기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 기구.
7. 제6항에 있어서, 각 마그네트조립체의 회전속도 및 회전각도를 독립하여 검출하는 검출기구를 더 갖추는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 기구.
8. 제6항에 있어서, 회전구동기구는, 서보 모터 또는 스텝핑 모터인 것을 특징으로 하는 스퍼터링 기구.
9. 제2항에 있어서, 성막 중에 기판에 바이어스 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 방법.
10. 제2항에 있어서, 마그네트조립체의 회전중에, 각 마그네트조립체의 회전속도 또는 위상차 또는 그 양쪽을 검출하면서, 각 마그네트조립체의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링방법.