KR100810852B1

KR100810852B1 - 자기층의 자기화 방향의 배향장치

Info

Publication number: KR100810852B1
Application number: KR1020037000166A
Authority: KR
Inventors: 마스볼프강
Original assignee: 오씨 외를리콘 발처스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-07-03
Publication date: 2008-03-06
Also published as: US6790482B2; KR20030032995A; US20030129104A1; JP2004502314A; EP1297542B1; WO2002003402A1; EP1297542A1; TW583690B; WO2002003402A8

Abstract

본 발명은 자기 층을 제조 중의 자기 이방성 생성에 관한 것이다. 상기 이방성은 상기 층의 내부와 이 층을 따라서 존재하는 설정 분포(set distribution)를 포함한다. 자석 장치에는 적어도 3개의 전자석(9)이 제공되며, 상기 전자석의 쌍극자 축은 코팅된 원판 모양 기판의 위치결정 평면(positioning plane)에 대해 적어도 거의 평행하게 위치하며, 그리고 상기 전자석은 전술한 위치결정평면에 대해 수직으로 보았을 경우 밀폐된 표면(F)을 형성한다.

Description

자기층의 자기화 방향의 배향장치{DEVICE FOR ORIENTING THE DIRECTION OF MAGNETIZATION OF MAGNETIC LAYERS}

본 발명은 원판 모양의 기판들 상에서 얇은 자기층들의 자기화 방향을 배향시키기 위한 장치로서, 적어도 하나의 기판을 위한 위치결정 평면을 한정하는, 적어도 하나의 기판을 위한 기판 홀더를 구비하고, 상기 위치결정 평면의 한쪽 면 상에 자석 장치가 설치되는 자기화 방향의 배향장치에 관한 것이다. 이는 청구항 제 1 항의 전제부에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 청구항 제 18 항의 전제부에 따른 진공 코팅 시스템, 청구항 제 20 항의 전제부에 따른 적어도 하나의 자기층을 포함하는 기판, 청구항 제 22 항의 전제부에 따른 기판의 제조방법 및 청구항 제 24 항에 따른 장치의 사용에 관한 것이다.

예컨대, 음극 스퍼터링을 통해 자기층들을 제조할 경우에 상기 층들 내에, 층의 내부와 그 층을 따라 설정 분포(set distribution)를 갖는 자기 이방성을 생성하는 것이 바람직한 경우도 있다. 설정 분포로서는, 특히 종종, 단축성

(uniaxial), 다시 말해 등방향(colinear)인 자기 이방성이 요구되고, 상기 자기 이방성의 방향은 기판과 관련하여 고정되어 있다.

등방향 이방성 내지 등방향 이방성 분포(colinear anisotropy distribution) 라 함은, 관찰되는 층영역을 따라 단일방향인 자기 이방성으로 이해된다. 이러한 의미에서 또한 "이방성의 균일성"에 대해 언급될 수 있다.

이때 대개는 이방성 방향에 있어 사전 지정된 방향의 작은 각도편차만이 허용된다. 자기층 내 상기와 같은 이방성은, 기판 코팅이 이루어지는 동안 대응하는 방향을 갖거나 배향된 자계가 코팅영역 내에서 작용함으로써 달성된다. 이때, 자기 이방성은, 코팅 후에, 이전에 인가된 자계의 방향을 갖게 된다.

DE-OS 196 43 841에는 기판 캐리어에, 중심으로부터 반경방향으로 변위되어 분포되는 방식으로, 기판을 배치하고, 상기 기판 캐리어에서 상기 기판을 자기 물질로 코팅하는 점이 공지되어 있다. 이때, 상기 기판 캐리어는 중심축을 중심으로 회전된다. 기판 홀더에 의해 캐리어에 고정되는, 상기 기판용 위치결정 평면 아래에는, 중심축과 관련하여 반경방향으로 배향되는 방식으로 고정 전자석(stationary electromagnet)에 코일과 요크(yoke)가 제공되어 있다. 상기 요크는 바로 위치결정 평면 아래에서 중심축에 대해 대체로 반경방향의 방향을 갖는 자계를 생성한다. 이러한 처리방법은 여러 관점에서 다음과 같은 단점을 갖는다:

· 만약, 보다 큰 기판을 코팅한다고 하면, 강제적 편심성 지지 및 기판 캐리어 회전에 근거하여 캐리어 장치는 굉장히 많은 기계적 비용이 든다. 이때, 캐리어 사이즈(carrier size)는 예컨대 스퍼터링 소스(sputtering source)를 이용한 코팅 레이트(coating rate)에 바람직하지 못하게 영향을 미친다.

· 상이한 자기층 내에 상이한 이방성 분포, 특히 이방성 방향을 실현해야 하는 요건과 결부되는, 마찬가지로 상이한 자기 물질로 이루어진 다층식 층 시스템

(multilayered layer system)을 포함하는 기판을 제조하는 것은 오직 반경방향의 방향을 갖는 자계만을 포함한 상기 공지된 장치로는 실현할 수 없다. 그렇지 않으면, 상이한 기판층에 상이한 이방성 방향을 실현하기 위해 기판들 각각의 위치를 전환해야 실현할 수 있다.

US-A-5 630 916에 따르면, 기판용 위치결정 평면 아래에 전자석이 제공되어 있다. 상기 전자석은 기판의 연장부에 걸쳐 넓게 연장된다. 이때, 기판 영역 내에 등방향 자계라인(colinear field line)을 생성하기 위해, 전자석의 치수는 분명히 기판치수보다 커야 한다. 이러한 경우, 기판 상의 다층식 층들의 경우, 몇몇 코팅단계들 사이에 기판을 기하학적으로 변형시키지 않고는, 자기 단일층에 상이한 이방성 분포, 특히 이방성 방향을 제공할 수 없다. 추가의 단점으로는, 마찬가지로 기판평면 아래에 코일과 함께 밀폐식 요크 플레이트가 제공되어 있는 기판 영역 내 자계 생성을 위한 모든 장치에서와 같이, 예컨대 하부방향으로 기판을 이동시키기 위한 기계식 장치를 기판에 붙이는 것이 어렵거나 전혀 붙일 수 없다는 것이다. 그러나, 상기 장치는 근래의 코팅 시스템에서 종종, 예를 들어 기판 운반을 위해 필요하다. 이와 동일한 문제는, 기판을 하부로부터 냉각하거나 가열해야 할 때 혹은 측정장치를 설치하는 경우에도 야기된다.

DE-OS 43 12 444로부터는 DE-OS 196 43 841과 관련하여 기술된 사항과 유사한 처리방법이 사전 공지되어 있다. 상기 처리방법에 있어서 반경방향으로 배치된 영구자석과, 편심으로 피봇 지지되는 기판 사이의 간격이 조정될 수 있다.

EP-A-O 435 838로부터는 기판 캐리어에 대해 동축상에 다각형으로 권선된 평평한 코일이 제공됨으로써, 중심에서 지지되는 기판 상에는 반경방향의 자기 이방성이 달성된다. 이미 앞서 전술한 단점들은 대체로 상기 장치에도 관련된다.

EP-A-O 584 768에는 추가로 자기 코팅식 장방형 기판에서, 평행한 막대자석들을 기판의 하부에 가로방향으로 하여 배치함으로써 작은 각도편차를 가지는 단축 이방성을 생성하는 점이 공지되어 있다. 이러한 경우에도, 설정 이방성 분포들 간 의 전환이 불가능하며, 그렇지 않으면 앞서 전술한 공지된 처리방법에서와 같이 기판과 관련하여 자석 장치를 기계식으로 회전시킴으로써 가능한데, 이러한 점은 오직 굉장히 많은 비용을 들여야만 실현할 수 있다.

본 발명의 목적은 아래의 사항들을 가능하게 하는 장치 내지 코팅 시스템 내지 제조방법을 제공하는 것에 있다:

·간단한 유형 및 방식으로, 기판에 있어 적어도 하나의 자기 층에 원하는 설정 이방성 분포를 실현할 수 있다. 이때, 특히 연자기성 층을 가지는 기판의 진공 코팅을 위해, 원하는 설정 이방성 분포는 미리 지정된 방향인 등방향 이방성이다;

·기판 및 자석 장치의 상대적 위치의 기계적 변경 없이, 목표로 하는 이방성 분포 내지 이방성 방향을 간단하게 조정하면서, 상이한 이방성 분포, 특히 이방성 방향을 가지는 다수개의 연자기성 층을 기판 상에 제공할 수 있다;

·넓은 표면의 기판에, 특히 사전 지정되거나 혹은 사전 지정 가능한 방향의 등방향성(colinearity)을 가지는, 소망하는 자기 이방성 분포를 제공할 수 있다. 특히 전술한 층들을 가지는 넓은 표면의 기판의 경우, 전체 기판영역 내에 있어서, 적어도 최대한 광범위하게 이방성 방향의 매우 양호한 등방향성을 달성할 수 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따른 장치에서 청구항 제 1 항의 특징부의 개시내용에 따르면서 상기 자석 장치가 적어도 3개의 전자석을 포함함으로써 해결된다. 이때, 상기 전자석의 쌍극자 축은 위치결정 평면에 대해 적어도 거의 평행하게 위치하며, 위치결정 평면에 대해 수직으로 보았을 경우, 밀폐된 표면을 형성한다. 그러므로, 전자석의 자계를 중복(superimpose)시키고, 상기 전자석의 쌍극자를 그에 대응하게 치수화 및 배향시킴으로써, 기판 홀더 상에 고정된 기판의 대응하는 자기층 내에서 혹은 위치결정 평면 내에서 원하는 결과의 자계라인 패턴 내지 설정 이방성 방향 분포를 실현할 수 있으며, 그리고 예컨대 제 2 층을 제공하기 위해, 이미 전술한 바와 같이, 최대한 간단하게 상기 설정 이방성 방향 분포를 전환시킬 수 있다.

본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예에서, 쌍극자 축들은 위치결정 평면에 대해 평행한 평면 내에 위치한다. 또한, 상기 쌍극자 축들은 추가로 바람직하게는 등변등각의 n-각형을 형성하며, 동시에 보다 바람직하게는 3개 이상의 전자석이 제공되어 있고, 여기서, n은 전자석의 수이다.

특히, 전술한 층들에서 층의 가능한 한 큰 영역 내에 이방성 방향의 균일한 분포를 실현하면서, 동시에 상기 방향과 관련하여 상기 이방성을 계속해서 가능한 한 최대로 간단하게 변경할 수 있도록 하기 위해, 짝수의 전자석, 바람직하게는 4로 나눠지는 수의 전자석이 제공되며, 그로 인해, 후술할 바와 같이, 전자석은 4분원(quadrant)으로 그룹화하여, 전자석의 쌍극자 방향 및 쌍극자 세기와 관련하여 대칭성을 활용하면서 최적으로 위치시키고, 위치를 전환시킬 수 있는 점이 제안된다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 자석 장치는 2개의 전자석 그룹을 포함하며, 상기 전자석 그룹에서 개개의 전자석은 아래와 같이 방향성 쌍극자를 생성한다:

·쌍극자는 위치결정 평면에 대해 평행하며, 제 1 방향으로 향하는- 벡터 성분의 의미에서- 제 1 성분을 갖는다. 상기 제 1성분은 두 그룹의 전자석들에서 단일방향이다.

·쌍극자는 위치결정 평면에 대해 평행하면서 상기 제 1 방향에 대해 수직인 제 2 성분을 갖는다. 이때, 상기 제 2 성분은 한 그룹에 있어서 제 2 그룹의 제 2성분에 대해 반대로 향해 있는데, 다시 말해 그룹들 간에 보상하는 방향을 지시한다.

또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 전자석은 코일에 의해 형성된다. 상기 코일은 전술한 표면을 둘러싸는 공통의 자석 코어 상에 권선되어 있으며, 이때 보다 바람직하게는 공통의 환상코어 상에 권선된다.

전자석에서 쌍극자 크기 내지 매그니튜드(magnitude)의 조정은 제 1 실시예에서 적어도 부분적으로 상이한 권선 수를 포함하는 코일을 제공함으로써 이루어진 다.

그 외에도 전자석은, 상기 전자석에 DC-전류 및/또는 AC-전류 및/또는 중복된 AC 전류를 포함하는 DC-전류를 공급하는 전류원(current generator)과 연결된다. 만약, 경우에 따라 DC-전류가 중복되어, AC-전류가 사용된다면, 아래 식이 적용되는 주파수(f)를 이용하는 것이 바람직하다:

1 Hz ≤ f ≤ 100 Hz.

상이한 권선 수의 코일들을 제공함으로써 제공된 전자석에서 쌍극자 크기를 조정하는 것 대신에, 혹은 조정하는 것에 보충하여, 제 2 실시예에서는, 적어도 한 부분의 전자석이, 이 전자석에 하기 사항이 적용되는 전류를 공급하는 전류원에 연결되어 있는 점이 제안된다:

·DC-전류값이 상이하고/하거나

·AC-전류진폭 및/또는 AC-위상이 상이하다.

그러므로, 제공된 집합의 전자석에 있어서, 원하는 이방성 분포, 특히 원하는 이방성 방향은 전자석 코일에 공급되는 전류를 반전시킴으로써 달성될 수 있다.

그 결과, 직접적으로 본 발명에 따른 장치의 추가의 양호한 실시예가 제공된다. 본 실시예에서는 전자석이 전류원 시스템(current generator system)에 연결되어 있으며, 상기 전류원 시스템에서는, 출력전류에서부터 전자석까지의 분포가 적어도 2가지 상이한 분포상태로 전환될 수 있다. 이때, 물론 2가지 이상의 전류분포 상태를 정의할 수 있으며, 위치결정 평면 내에서 이방성 방향을 실제적으로 0°내지 360°의 각도영역에서 임의의 방향으로 반전시킬 수 있다. 상기 전류원의 출력전류의 분포는, 제공된 집합의 전자석에서 생성되는 것과 같은 전류에 있어서 DC-값 내지 AC-진폭 내지 상호간 위상위치의 분포로 간주된다.

만약, 전자석의 코일이, 보다 양호하게는 짝수의 코일, 특히 양호하게는 4로 나눠지는 수의 코일이 공통의 환상코어 상에 권선된다면, 그리고 만약 환상코어의 축을 포함하는 대칭평면이 상기 코일을 2개의 그룹으로 분리하는 동시에 상기 두 그룹의 코일의 쌍극자의 방향 성분이 전술한 대칭평면에 대해 평행한 방향으로 단일방향화된다면, 보다 양호하게는 쌍극자의 세기는 cosφ-함수에 적어도 거의 비례하여 선택된다[이 경우, 상기 φ는 환상코어의 축과 관련한 각각의 코일의 극 위치각도(polar position angle)이다].

그러므로, 만약 환상코어를 중심으로 하여 한 그룹의 코일을 따라 나아간다면, 전술한 바와 같이 양호하게는 전술한 쌍극자의 매그니튜드는 전술한 cosφ-함수에 따라 설계된다. 그렇게 함으로써 결과된 등방향 이방성의 생성에 대한 관점에서 코일의 회로시스템(circuit system)이 고려된다. 이방성 방향은 위치결정 평면을 가지는 전술한 대칭 평면의 교차선(intersection line) 방향으로 제공된다.

이러한 점에서 즉각적으로, 코일을 관류하는 전류의 분포를 전환함으로써 전술한 대칭평면의 각도위치는 환상코어축을 중심으로 회전될 수 있는데, 즉 사전 지정된 각도위치로 및/또는 0°내지 360°의 각도영역에서, 바람직하게는 단계별로 임의로 선택 가능한 방식으로 회전될 수 있음을 알 수 있다.

왜냐하면, 전자석이 고정되어 있는 동안, 위치결정 평면상의 기판과 마찬가지로, 전술한 대칭평면의 도전식 재정의(current-carrying redefinition)를 통해, 위치결정 평면 내 혹은 기판근처에 최종 이방성 방향의 조정이 제공되기 때문이다.

또한, 양호한 설정 이방성 분포 내지 방향에서 또 다른 분포 내지 방향으로 빠르게 전환할 수 있도록 하기 위해, 특히 제 1 방향의 등방향 이방성의 생성에서부터 또 다른 방향의 등방향 이방성의 생성으로 전환할 수 있도록 하기 위해, 그리고 그와 더불어 예컨대 기판의 2개의 자기 층 내에 있어서, 우선적으로 한 층 내에서 그런 다음에는 제 2 층에서 등방향 이방성을 제 2 방향으로 예컨대 90°만큼 회전시키는 방식으로 생성하기 위해, 각각 선택적으로 작동되는 적어도 2개의 자석 장치가 제공되는 점이 제안된다.

그렇게 함으로써 앞서 전술한 사항에 추가로 이방성 방향의 방향 전환을 위한 추가의 가능성이 제공된다. 이러한 가능성에 따라 완전히 동일한 전자석 세트에서 상기 변경은 쌍극자를 생성하는 전류의 반전을 통해 실행된다. 물론, 아무런 문제없이, 경우에 따라 2개 혹은 그 이상으로 전술한 자석 장치를 제공할 수 있을 뿐 아니라, 상기 자석 장치를 교대로 혹은 경우에 따라 함께 작동시킬 수 있으며, 추가적으로 전술한 자석 장치의 전자석에서 쌍극자를 생성하는 전류를 선택적으로 조정 내지 반전시킬 수도 있다.

2개의 자석 장치를 구비하는 본 발명에 따른 장치의 양호한 실시예에서, 위치결정 평면에 대해 수직인 축과 관련하여 자석 장치들은 동축상에 배치되며, 이때 바람직하게는 동일하지만, 그러나 상기 축과 관련하여서는 상호간에 어느 각도만큼, 바람직하게는 90°각도만큼 비틀려 회전되는 점이 제안된다. 그렇게 함으로써 특히 환상코어에서 앞서 정의된 대칭평면의 경우, 각각의 자석 장치에 의해 상이한 방향을 가지는 대칭평면이 결정되며, 보다 양호하게는 전술한 바와 같이 90°각도를 갖는다. 그럼으로써 결과에 따른 자계방향 내지 이방성 방향을 간단하게 전환단계에서 90°만큼 반전시키는 가능성이 제공된다.

위치결정 평면과 관련하여 추가적으로 두 자석 장치에 대해 동일한 비율이 지배적이고 최대 콤팩트한 구조형태는, 두 자석 장치의 코일이 동일한 코어, 바람직하게는 환상코어 상에 권선됨으로써 달성된다.

본 발명에 따른 장치에는 보다 바람직하게는, 원판 모양, 이때 양호하게는 장방형(rectangular) 혹은, 특히 양호하게는 원형의 적어도 하나의 기판을 수용하기 위한 기판 홀더가 형성되어 있다. 그러나, 이때 상기 기판 홀더는 완전하게 다수개의 디스크 모양 기판을 수용하기 위해 형성되어 있을 수 있다. 그러나, 어느 경우든 보다 양호한 경우는 자석 장치가 혹은 2개 혹은 그 이상의 자석 장치가 기판 홀더에 의해 중심축에 대칭이 되게 배치되어 있는 것이다. 만약, 상기 기판 홀더가 하나의 기판을 수용할 수 있도록 형성되어 있다면, 상기 기판은 전술한 중심축과 관련하여 홀더의 중심에 위치하는 방식으로 제공되며, 상기 홀더 상에 다수개의 기판이 제공된다면, 유사한 방식으로 전술한 축을 중심으로 중심에 위치하는 방식으로 그룹화 된다.

본 발명에 따른 장치를 이용하여 전술한 위치결정 평면에서 넓은 표면이 되게 등방향 필드라인 패턴을 실현할 수 있으며, 그로부터 대응하여 넓은 표면이 되게 기판의 자기층 또는 자기층들에 등방향 이방성 분포를 실현할 수 있기 때문에, 양호한 실시예에 있어서, 적어도 100mm, 바람직하게는 적어도 150mm, 바람직하게는 더욱이 200mm 혹은 300mm의 최대 지름을 가지는 적어도 하나의 디스크 모양 기판을 수용하기 위한 기판 홀더가 형성될 수 있다.

이때 본 발명에 따른 장치는, 양호한 실시예에 있어서 기판 홀더의 전술한 위치결정 평면 내에 그리고 그 위치결정 평면을 따라 특히 평면으로 지정된 기판 치수(substrate dimension)에 상응하는 표면을 따라서, 이상적인 등방향성 내지 평행도로부터 기껏해야 ±5°, 바람직하게는 기껏해야 ±3°, 더욱 바람직하게는 기껏해야 ±2°의 편차를 나타내는 등방향 자계라인을 가지는 자계를 제공한다.

본 발명에 따른 코팅 시스템은 청구항 제 18 항의 개시내용 따른 특징을 갖는다. 상기 시스템은 코팅될 적어도 하나의 기판을 수용하기 위해 전술한 유형의 장치를 코팅 체임버 내에 포함하고 있다. 양호한 실시예에 있어서, 상기 코팅 시스템은 체임버 내에 자기성, 바람직하게는 연자기성 물질로 이루어진 타깃(target)을 가지는 적어도 하나의 스퍼터링 소스를 포함한다.

적어도 하나의 자기층을 포함하는 본 발명에 따른 기판은 청구항 제 20 항의 개시내용에 따른 특징을 갖는다. 이러한 점에서 본 발명에 따른 기판은 양호한 실시예에서 각각 전술한, 양호하게는 상이한 방향의 자기 이방성을 가지는 적어도 2개의 자기층들을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 청구항 제 22 항의 사항에 따른 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 처리방법을 이용하여 자기 이방성을 특히 정확하게 등방향성으로 넓은 표면이 되게 자기 기판층들 내에서 생성할 뿐 아니라, 추가적으로 상기 이방성의 방향을 최대 간단하게 변경할 수 있으며, 그럼으로써 2개 및 그 이상의 자기 층들을 가지는 기판들에는, 코팅 공정동안 기판의 위치를 변경하지 않고도, 각각 상이한 방향으로 등방향 이방성이 생성될 수 있게 된다.

90°만큼 변위되는 등방향 이방성을 가지는 상기 기판에 따른 요구는, 예컨대 이른바 하드디스크용 박층헤드(thin-layer head), 자동차 분야의 센서장치 및 이른바 MRAMs(자기 RAM, 예컨대 1999년 발행본 Magnetic Storage Industry Sourcebook의 후베르트 브뤼클(Hubert Brukl)의 논문 "비휘발성 메모리" 참조)에서 이용되는 것과 같은 자기 센서의 제조시에 제공된다. 또한 전술한 요구는, "spin valve"-원리(Magnetic Storage의 B. Ocker, W. Maass 등의 공동 논문 "고밀도용 스핀밸브" 참조)에 따라 구성된 다층식 층 시스템의 제조 시에도 이루어진다.

본 발명의 추가의 사용례는 예컨대 자기층들 혹은 자기 물질들의 자기 특성이 측정되는 자기 측정기술이다. 이러한 측정 시에, 많은 경우에 있어서, 상이한 방향의 균일한 등방향 자계를, 측정될 프로브에 인가할 필요가 있다.

그러므로 앞서 전술한 연관성에서 본 발명에 따라 실현되는 처리방법은, 본 발명에 따른 사용에 있어서, 지정된 평면 내에 넓은 표면이 되게 지정된 자계 분포가 바람직하며, 이때 특히 보다 큰 표면 영역에 걸쳐 균일한 등방향 자계 분포가 바람직하며, 동시에 이를 위해 그 이전에 전술한 위치결정 평면 대신에 전술한 평면이 정의되는 그러한 모든 사용목적에 적합하다.

본 발명은 이하에서 실시례 및 첨부도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 기판의 본 발명에 따른 제조방법을 실현하기 위한 본 발명에 따른 장치의 최소 구성에 대한 개략도이고;

도 2는 도 1에 따른 장치의 개략적 평면도이며;

도 3은 선택적으로 방향이 전환 가능한 넓은 표면의 등방향 자계 및 그로 인한 등방향 이방성을 생성하기 위한 본 발명에 따른 장치의 양호한 실시예에 대한, 도 2의 도식과 유사한 평면도이고;

도 4는 상이하게 권선 코일(wound coil)의 전류 공급이 동일한 상태로, 도 3에 따른 장치에서의 코일의 전기 배선(electrical wiring)의 개략도이며;

도 5는 도 4에 따라 실현한 상태로 선택적으로 작동될 코일 세트를 구비한 코일 시스템의 횡단면도이고;

도 6은 도 4와 도 5에 따라 실현한 상태로 실현된 이방성의 방향 전환을 위한 코일에 대한 권선비의 전개도에 대한 횡단면도이며;

도 7은 실현된 이방성의 방향전환을 위한 코일에 대한 전류 전환장치를 구비한 도 3에 따라 실현된 장치의 개략도이고;

도 8은 연자기성으로 코팅된 원형 디스크모양 기판에서, 절반의 기판에 도시되는, 본 발명에 따라 실현된 자기 이방성의 개략도이며;

도 9는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 양호한 실시예에 관한 단면도이고;

도 10은 도 9에 따른 장치에 사용된 양호한 형태의 자속 가이드편(flux guide piece)의 횡단면도이다.

도 1은 최소 구성으로 얇은 층들을 자기화하기 위한 본 발명에 따른 장치를 도시한 개략적 측면도이다. 상기 장치는 평면도로 도 2에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 장치는 기판 홀더(1)를 포함한다. 상기 기판 홀더에는, -파선으로 도시된 바와 같이- 휘어져 있지만, 양호한 실시예에서는 특히 평평한 기판(3)이 고정된다. 어느 경우이든, 상기 기판 홀더(1)는 언제나 성형된 기판(3)에 대한 위치결정 평면을 한정한다. 이때 상기 홀더(1)는, 사용 시에, 도 1에서 개략적으로 도시한 코팅 소스(7), 양호하게는 스퍼터링 소스, 특히 마그네트론 스퍼터링 소스를 구비한 진공 코팅 체임버(5)의 한 부분이다.

기판 홀더(1)에 의해 한정되는 위치결정 평면(E) 아래에는 본 발명에 따른 자석 장치(8)가 제공되어 있다. 이 자석 장치는, 특히 도 2에서 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 자석 장치 자신의 코일에 할당되는 전기 접속부(electric connections)를 포함하는 적어도 3개의 전자석(9)을 포함한다.

도 2에 따라서는 각각의 전자석(9a ~ 9c)은 (Da ~ Dc)에 대응하는 자기 쌍극자를 한정하며, 상기 자기 쌍극자 각각은 다시금 자기 쌍극자 축(Aa ~ Ac)을 한정한다. 도 1로부터 즉시 알 수 있듯이, 상기 전자석(9)은 강제적인 것은 아니지만 자신의 쌍극자 축(A)과 함께 하나의 평면에 위치할 필요가 있다. 그러나 이러한 점이 훨씬 선호된다. 만약 도 1에서 도시한 바와 같이 하나의 평면에 위치해 있지 않다면, 평면(E)에까지의 상이한 간격들의 영향은 각각의 전자석(9)에서 생성된 자계에 의해 완전히 보상될 수 있다.

그러나 도 2에서 알 수 있듯이, 제공된 전자석(9)의 쌍극자 축(A)은 위치결정 평면(E)에 대한 평면도에서 폐쇄된 표면(F)의 경계를 결정한다.

도 1에 따른 최소구성으로부터 출발하여, 보다 양호하게는

·3개 이상의 전자석이 제공되며, 그 수가 n일 때, 쌍극자 축(A_1-n)은, 도 2에 따른 개략도에서 n-각형, 바람직하게는 등변등각의 n-각형을 형성한다.

·또한 전자석은 각각 코일에 의해 형성되며, 상기 코일은 함께 도 2에 따른 표면(F)을 둘러싸는 자석코어, 이때 양호하게는 환상코어 상에 권선된다.

비록 도 1과 도 2는, 기판의 하나 혹은 그 이상의 자기층에서, 원하는 이방성-분포, 특히 등방향 이방성-분포를 실현하는 것과 연관되어 설명되었긴 하지만, 즉각적으로, 특히 전문가라면, 상기 이방성-분포를 실현하는 조건이, 평면(E) 내에서 대응하는 자계 분포, 특히 균일한 등방향 자석분포를 달성하는 것임을 알 수 있다. 그러므로 이제부터는 상기 이방성 분포와 다음에서 기술하는 장치는, -이미 전술한 바와 같이- 대응하여 넓은 표면이 되게 방향과 관련하여 간단한 유형 및 방식으로 조정 가능한 E에 대응하는 하나의 평면 내에서 균일한 등방향 자계 분포를 원하는 곳이면 어디에서든지 사용될 수 있다.

도 3은 도 2에 따른 개략도 내에서 본 발명에 따른 자석 장치(8a) 내지 이 자석 장치의 전자석(9)의 양호한 실시예를 도시하고 있다. 상기 실시예는 특히, 예를 들어 도 1에 따라 스퍼터링 처리된 자기 층에서 자기 이방성을 실현하기 위한 것이며, 이때 상기 자기 이방성은 최대한 포괄적으로 전체 기판 연장부에 걸쳐 등 방향인 자계라인을 가지며, 기껏해야 ±5° 바람직하게는 기껏해야 ±3° 더욱 바람직하게는 기껏해야 ±2°의 이상적인 평행도의 각도편차를 갖는다.

도 3에 도시된 자석 장치는 공통의 환상코어(11) 상에 권선된 코일에 의해 형성된 짝수의 자석(9)을 포함한다. (Z)는 자석 장치(본원에서는 환상코어)의 중심을 나타낸다. 상기 자석 장치는, 특히 원형 혹은 장방향 내지 정방형 기판과 같은 중앙 기판의 코팅 시에 도 1에서 (M)으로 도시된 기판(3)의 중심축 내에 위치한다.

만약 도 1에 따른 기판 홀더(1)에 하나 이상의 기판이 배치된다면, 기판들은 보다 양호하게는 상기 축(M)을 중심으로 그리고 도 3의 관점에서는 대응하여 축(Z)을 중심으로 그룹화 된다.

도 3에서 알 수 있듯이, 4분원 당 자석(9)의 코일은 번호 1 ~ 6의 연속 번호로 지정된다. 또한 도 3에는 양호하게 사용되는 쌍극자 방향이 기록되어 있다. 이로써 알 수 있듯이 전체적으로 짝수로 제공된 전자석(9)은 축(Z)을 포함하는 평면(E₂)에 의해 2개의 그룹으로 분리된다. 그리고 상기 평면(E₂)으로부터 도 3에서는 오직 축(A_S1)만을 볼 수 있다. 그룹 각각은, 즉 한편으론 4분원 1과 4를 포함하는 전자석(9)과, 다른 한편으론 4분원 2와 3을 포함하는 자석(9)은, 두 그룹에서 단일방향인 평면(E₂ 와 E)(도 1에 따름)에 대해 평행한 방향성분을 갖는 쌍극자를 생성한다.

그러나, 전술한 방향에 대해 수직인, 다시 말해 도 3에 따른 방향(AN₂)으로, 즉 평면(E₂)에 대해 수직인 쌍극자 방향성분은, 4분원 1과 4에 대한 한 그룹(G₄₁)에서, 4분원 2와 3을 가지는 그룹(G₃₂) 내 쌍극자의 대응하는 방향성분에 대해 반대의 방향을 갖는다. 또한 전술한 쌍극자의 매그니튜드는 상이한 값으로 설계되며, 이러한 점은 전자석(9)의 코일에 상이한 권선수를 제공하고/하거나 대응하여 할당된 상이한 전류를 이용하여 동일한 혹은 상이한 권선수의 전자석 코일을 제어함으로써 실현된다. 도 3에 도시된 실시예에서, 그룹들에 할당된 전자석 코일에서 자기 쌍극자의 매그니튜드는 평면(E₂) 내지 축(A_S1)과 관련하여 알 수 있듯이 반사대칭의 방식으로 선택된다.

다음의 도표에서 코일은 아래와 같이 번호 지정된다:

Q_x,y,

위의 기호에서 도 3에 따라 x는 4분원 번호이며 y는 코일수이다.

만약 4분원 내 최소의 코일자계 세기의 매그니튜드로 규격화된다면, 다음의 도표에서 - φ= 0°방향, 다시 말해 도 3에서 AN2의 방향의 이방성을 생성하기 위해 그리고 이와 관련하여, AN1에 따라 90°만큼 비틀려 회전된 이방성 방향에 대해 - 코일 당 생성될 자계 세기 매그니튜드 내지 쌍극자 세기가 조합된다.

보다 양호하게는, 각각 고려되는 전자석 코일의 극성 좌표로서 φ를 가지는 자기 쌍극자의 매그니튜드와 방향은 함수 cosφ에 대해 적어도 거의 비례하여 설계된다.

각각의 코일에서 상이한 자계세기 매그니튜드와 그로 인한 쌍극자 값은 - 전 술한 바와 같이 - 전술한 도표 내 조합된 가중인자(weight factor)에 대응하여 코일에 상이한 권선수를 제공함으로써 실현될 수 있고/있거나 상기 가중인자에 대응하는 전류를 코일에 공급함으로써 실현될 수 있다. 보다 양호하게는, 상이한 전류를 공급함으로써 동일한 권선수와 가중치를 가지는 코일이 선택되거나 혹은 동일한 전류가 공급되는 상이한 권선수를 가지는 코일이 선택된다. 그러나 혼합형태 또한 완전하게 가능하다.

4분원 번호 코일 수	이방성 방향 φ=0°인 경우,	이방성 방향 φ= 90°인 경우,
Q₁₁ = Q₂₁ = Q₃₁ = Q₄₁	1	7.56
Q₁₂ = Q₂₂ = Q₃₂ = Q₄₂	2.92	7.05
Q₁₃ = Q₂₃ = Q₃₃ = Q₄₃	4.65	6.05
Q₁₄ = Q₂₄ = Q₃₄ = Q₄₄	6.05	4.65
Q₁₅ = Q₂₅ = Q₃₅ = Q₄₅	7.05	2.92
Q₁₆ = Q₂₆ = Q₃₆ = Q₄₆	7.56	1

이제부터 즉각적으로, 전자석(9)의 코일에 공급되는 전류를 전환함으로써 도 3에 따른 평면(E₂)의 위치가 회전될 수 있음을 알 수 있다. 만약 예를 들어 전술한 cosφ함수에 대해 제로각도가 φ₂가 될 수 있도록, 쌍극자의 가중치가 대응하는 전류할당에 의해 이루어진다면, 코일(Q₂₅, Q₂₆) 및 코일(Q₄₆, Q₄₅)에 대응하는 쌍극자 극성 전환이 제공되며, 그 결과 등방향 자계 및 그로 인한 생성된 등방향 이방성의 방향은 φ₂만큼 요동된다. 코일을 제어하는 전류원을 전환함으로써 전술한 방향은 사전 선택한 몇몇 단계로, 혹은 코일에서 코일로 증분되는 식으로, 축(Z)과 관련하 여서 0°에서 360°까지 전기적으로 전환될 수 있다.

추가의 실시예는 도 4와 도 5에 도시되어 있다.

상기 실시예의 경우 예컨대 도 3에 따른 AN1에서 AN2로의 이방성 방향의 전환은, 도 3에 따른 동일한 코어(11) 상에 보다 양호하게는 코어축에 대해 동축이 되는 방식으로 각각 2개, 경우에 따라서는 - 전환 가능한 2가지 이상의 이방성 방향에 대해 - 2개 이상의 코일이 권선됨으로써, 실현된다. 이는 도 5에 개략적으로 도시되어 있다. 도 5에 따른 횡단면에는 환상코어(11), 그리고 코일세트(I)와 이에 대해 동축상에 있는 코일세트(II)가 도시되어 있다.

코일 및 코일의 배선에 대한 권선 수는 도 4로부터 제시되어 있다.

도 6은 상기 사항을 4분원 중 하나의 4분원에 대해 개략적으로 도시하고 있다. 전술한 도표에 제시된 가중인자 또한 도 6에 기입되어 있다.

순수 형태의 제 2 기본원리는 동일한 권선수를 가지는 코일에 있어서 전류가중치의 기본원리이다.

이러한 경우 도 7에 따라서는 코일은 전자 전류분배장치(20)를 통해 가중 전류값(weighted current value)을 공급받는다. 강조되어야 하는 점은, 상기 유닛(20)에서 전류전환을 실현하는데 대해 전문가라면 많은 가능성을 전개할 수 있다는 것이며, 그리고 도 7에서 도표에 유사하게 기입된 가중인자는 단지 설명하는 문자만을 갖는다는 것이다.

이러한 처리방법에서 오직 코일 전류만을 전환하면서 간단하게, 도 3에 따라, 하나의 이방성 방향, 예컨대 AN1의 생성에서부터 제 2 이방성 방향, 예컨대 AN2의 생성으로의 전환은, 제 2 코일세트 없이도 제공되어야 한다.

4분원 당 6개의 코일 대신에 분명하게, 설정 이방성 분포와 관련하여 실제 이방성 분포의 달성될 정밀도에 대한 요건에 따라 6개 이상 혹은 그 이하의 코일이 제공될 수 있다.

상기 도표에 따라 치수화되고 Θ= 450mm의 외부 지름을 가지는, 도 3 내에 도시된 장치를 이용하여, 퍼멀로이(permalloy)로 이루어진 층을 제조하는 동안 지름 Θ_s = 150 mm와 Θ_s = 200mm를 가지는 원형 디스크 모양 기판이 자기화되었다. 각각의 코일 내에 있어서 상이한 전류세기 및 전류방향을 가지는, 동일한 권선수의 코일들이 이용되었다.

전류세기는 대체로 상기 도표 내에 제시된 가중인자에 따라 실현되었다. 평면의 원형 디스크 모양 기판의 코팅된 표면에 이르는, 하나의 평면 내에 위치하는 쌍극자축들간 간격은 70 mm이었다. 상기 기판은 실리콘으로 구성되었다.

도 8은 위치의 함수로서 자계라인의 측정된 방향을 도시하고 있다. 그에 대응하여 Θ_s = 150 mm를 가지는 기판에 대해 설정 방향으로부터 이방성 방향의 최대 편차는 기껏해야 ±1°이다.

Θ_s = 200 mm 기판의 경우 최대 편차는 기껏해야 ±3°이다.

도 9는 본 발명에 따른 장치의 또 다른 양호한 실시예에 대한 단면도를 도시하고 있다. 이때 지금까지 기술한 방법들 중 한 가지 방법으로 코일들은 환상코일(11) 상에 권선되어 있다. 코일들(9) 사이에는 도 10에 따라 철로 이루어 진 자속 가이드편(12)이 설치되어 있다. 상기 자속 가이드편은 각각 중심(Z)으로 향해있는 자속 위치결정 노즈(flux locating nose)를 포함한다. 상기 자속 가이드편(12)을 제공함으로써, 그 밖에 전류는 동일하게 했을 시, 코일들(9)에 의해 보다 강한 자계가 달성되며, 더욱이 상기 자계는 마찬가지로 원하는 등방향 이방성 내지 등방향 이방성-분포를 포함한다.

제안된 기술에 의해, 기계적 장치 없이 하나의 기판에 상대하여 특히 등방향 자계를 회전시킬 수 있다. 기판에는, 실제적인 기판표면 영역을 따라, 등방향 자계영역이 달성되며, 이러한 점은 넓은 표면의 기판 혹은 원형 디스크 모양 내지 정방형 기판에서도 달성된다.

Claims

원판 모양 기판상에서 자기 층들의 자기화 방향을 배향하기 위한 장치로서,

적어도 하나의 기판을 위한 위치결정 평면(E)을 한정하는, 적어도 하나의 기판(3)을 위한 기판 홀더(1)를 포함하며;

상기 위치결정 평면(E)의 한쪽 면 상에 자석 장치를 포함하며, 상기 자석 장치는 적어도 3개의 전자석(9)을 포함하며, 상기 자석의 쌍극자 축(A)은 상기 위치결정 평면(E)에 대해 평행하게 위치하고, 상기 위치결정 평면에 대해 수직으로 보면, 밀폐된 표면(F)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 쌍극자 축(A)은, 상기 밀폐 표면(F)으로서 n-각형을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 전자석은 짝수 개의 전자석(9)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 자석 장치는 2개의 전자석 그룹을 포함하며, 이때 상기 전자석들은 하기와 같은 방향을 갖는 쌍극자를 생성하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치:

상기 쌍극자는 위치결정평면에 대해 평행하며, 제 1방향으로 향하고, 상기 두 개의 전자석 그룹에 있어서 단일 방향으로 향하는 제 1 성분을 갖고; 및

상기 쌍극자는 위치 결정 평면에 대해 평행하며, 제 1방향에 대해 수직인 방향을 가지는 제 2 성분을 가지며, 이때, 하나의 그룹의 상기 제 2 성분은 다른 하나의 그룹의 제 2 성분에 대해 반대의 방향을 가짐.
제1항에 있어서, 상기 전자석(9)은 상기 표면(F)을 둘러싸는 공통의 자석코어(11) 상에 권선된 코일들에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 전자석(9)은 부분적으로 상이한 권선수를 가지는 코일들에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 전자석은 이러한 전자석들에 1 Hz ≤ f ≤ 100 Hz의 주파수(f)로, DC-전류, AC 전류 및 DC-전류+AC 전류 중 하나 이상을 공급하는 전류원과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 전자석의 적어도 한 부분은, 상이한 DC-값이 인가되거나 진폭, 위상 또는 진폭과 위상이 상이한 AC 전류가 인가되는 전류를 상기 전자석에 공급하는 전류원에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 전자석은 전류원 시스템에 연결되어 있으며, 상기 전류원 시스템에서, 전자석들에 대한 출력전류의 분포는 2개 이상의 상이한 분포 상태(distribution state)로 스위칭될 수 있는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 전자석은 하나의 공통의 환상 코어 상에 짝수개의 권선된 코일들을 포함하며, 코어의 축(Z)을 포함하는 대칭평면은 상기 코일을 2개의 그룹으로 분리하며, 여기서 두 그룹에 있어 코일들의 쌍극자의 방향성분들은 상기 대칭평면에 대해 평행한 방향으로 단일방향화 되며, 상기 쌍극자는, φ이 상기 환상코어의 축(Z)에 대해서 각각의 코일의 극위치 각도(polar position angle)라고 할 때, cosφ에 대해 비례하는 세기를 갖는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제10항에 있어서, 상기 대칭평면의 각도위치는 코일을 관류하는 전류의 분포를 스위칭함으로써, 소정의 각도위치로 0°~ 360°의 각도범위 내에서 임의로 선택가능한 단계별로 상기 축(Z) 주위로 요동가능한 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
원판 모양 기판상에서 자기 층들의 자기화 방향을 배향하는 장치로서,

적어도 하나의 기판을 위한 위치결정 평면(E)을 한정하는, 적어도 하나의 기판(3)을 위한 기판 홀더(1)를 포함하며;

상기 위치결정 평면(E)의 한쪽 면 상에 두 개 이상의 자석 장치들을 포함하고, 상기 각각의 자석 장치는 적어도 3개의 전자석(9)을 포함하며, 상기 자석의 쌍극자 축(A)은 상기 위치결정 평면(E)에 대해 평행하게 위치하고, 상기 위치결정 평면에 대해 수직으로 보면, 밀폐된 표면(F)을 형성하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제12항에 있어서, 상기 위치결정 평면에 수직인 축에 대해서, 상기 자석 장치들은 동축상에 배치되어 있으며, 상기 축에 대해서, 축에 수직인 평면 내에서 볼 때, 상호 간에 π/2의 각도만큼 회전되는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제12항에 있어서, 상기 두 자석 장치의 코일들은 동일한 코어에 권선되어 있는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제11항에 있어서, 적어도 하나의 기판을 수용하기 위한 기판 홀더(1)가 형성되어 있으며, 자석 장치 또는 자석 장치들은 상기 기판 홀더에 의해 중심축에 대해 대칭이 되는 방식으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 기판 홀더(1)는 300mm의 최대 지름을 가지는 적어도 하나의 원판 모양 기판을 수용할 수 있도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항에 있어서, 상기 자석 장치는, 상기 기판 홀더의 위치결정 평면(E) 내에 이 평면을 따라서 평행 방향에 대해 최대 ±5° 각도 편차를 갖는 자계라인(field lines)을 가지는 등방향 자계를 생성하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
코팅 체임버(5)를 포함하는 진공 코팅 시스템에 있어서, 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 자기화 방향 배향장치가 코팅될 하나 이상의 기판(3)을 수용하기 위해 상기 체임버(5) 내에 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 코팅 시스템.
제18항에 있어서, 상기 체임버(5) 내에 자성 물질로 구성된 타겟을 가지는 적어도 하나의 스퍼터링 소스(7)가 제공되어 있는 것을 특징으로 하는 진공 코팅 시스템.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 자기화 방향 배향장치에 있어서, 상기 기판은 하나 이상의 자기층을 포함하고, 100 mm 이상의 직경을 갖는 원형이고, 상기 자기층은 상기 층의 표면 영역에 걸쳐서 볼 때, 최대 ±5°의 각도편차를 가지는 등방향 자기 이방성 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제 20항에 있어서, 상기 기판은 각각 상이한 방향의 이방성을 가지는 적어도 2개의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 자기화 방향 배향장치에 있어서, 상기 장치의 전자석 장치에 의해서 생성되는 자계에 의해서 기판 상에 연자기성 물질로 구성되고 층 내부에는 자기이방성 분포가 형성된 하나 이상의 층을 갖는 기판이 제조되는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제22항에 있어서, 상기 자기이방성 분포는 전자석들을 관류하는 전류를 조정하거나 지정된 권선수를 가지는 전자석 코일을 활성화시킴으로써 또는 전자석들을 관류하는 전류를 조정하고 지정된 권선수를 가지는 전자석 코일을 활성화시킴으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가 상기 위치결정평면 대신에 원하는 평면을 세팅함으로써 원하는 평면에 등방향 자계를 생성하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
삭제
제 5항에 있어서, 상기 자기 코어는 환상 코어(toroidal core)인 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제 13항에 있어서, 상기 자석 장치들은 서로 동일한 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제 14항에 있어서, 상기 코어는 환상 코어(toroidal core)인 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제 12항에 있어서, 상기 기판 홀더(1)는 하나 이상의 환상 기판을 수용하도록 되어 있고, 상기 자석 장치들은 기판 홀더 주위의 중심축에 대해 대칭으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제 12항에 있어서, 상기 기판 홀더(1)는 300mm의 최대 지름을 가지는 하나 이상의 환상 기판을 수용하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제12항에 있어서, 상기 자석 장치는 기판 홀더의 위치결정평면(E) 내에 이러한 평면을 따라서 평행 방향에 대해 최대 ±5°각도 편차를 갖는 자계 라인을 가지는 등방향 자계를 생성하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 자기화 방향 배향장치의 동작방법으로서, 100 mm 이상의 직경을 갖는 원형 기판 상에 하나 이상의 자기층을 형성시키는 단계를 포함하고, 상기 자기층은 상기 층의 표면 영역에 걸쳐서 볼 때, 최대 ±5°의 각도편차를 가지는 등방향 자기 이방성 방향을 갖는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치의 동작 방법.
제 32항에 있어서, 상기 기판은 각각 상이한 방향의 전술한 이방성을 가지는 적어도 2개의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기화 방향 배향장치의 동작방법.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 자기화 방향 배향장치를 이용하여 전자석 장치의 자계를 생성하는 단계;

기판을 상기 자계에 노출시켜 연자기성 물질로 구성되고 층 내부에는 자기이방성 분포가 형성된 하나 이상의 층을 갖는 기판을 제조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
제34항에 있어서, 상기 자기이방성 분포는 전자석들을 관류하는 전류를 조정하거나 지정된 권선수를 가지는 전자석 코일을 활성화시킴으로써 또는 전자석들을 관류하는 전류를 조정하고 지정된 권선수를 가지는 전자석 코일을 활성화시킴으로써 조정되는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
제34항에 있어서, 상기 자석 장치를 이용하여 기판 홀더의 위치결정 평면(E) 내에 이러한 평면을 따라서 평행 방향에 대해 최대 ±5° 각도 편차를 갖는 자계 라인을 가지는 등방향 자계를 생성하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.
제36항에 있어서, 상기 기판 상에 서로 다른 방향으로의 이방성을 갖는 두 개 이상의 층들을 형성하는 것을 특징으로 하는 기판의 제조방법.