TWI776802B - 磁性膜成膜裝置及磁性膜成膜方法 - Google Patents

磁性膜成膜裝置及磁性膜成膜方法 Download PDF

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Abstract

成膜裝置具備：靶材(31)，包含磁性材料；搬送部(14)，支持基板(S)使基板(S)位於配置區域(R)，其中配置區域(R)是面對靶材(31)的區域；以及第一磁場形成部(20)，相對於配置區域(R)位於靶材(31)的相反側，對配置區域(R)形成平行於搖動方向(Ds)的水平磁場(HM)在靶材(31)所在側，並在搖動方向(Ds)的至少配置區域(R)的一端與另一端之間沿著搖動方向(Ds)使水平磁場(HM)搖動，其中搖動方向(Ds)是沿著基板(S)的一個方向。

Description

磁性膜成膜裝置及磁性膜成膜方法
本發明是關於一種形成包含磁性材料的磁性膜的成膜裝置以及形成磁性膜的成膜方法。
做為形成包含磁性材料的磁性膜的成膜裝置，已知一種成膜裝置具備：包含磁性材料的靶材；支持部，在腔內面對靶材的位置支持基板；以及電極部，相對於靶材位於支持部的相反側並包含磁電路。在成膜裝置中，藉由在腔內供給濺鍍氣體的狀態下施加電壓於電極部，來濺鍍靶材。藉此，基板中形成磁性膜於面對靶材的面(例如參照專利文獻1)。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開平11-329837號公報
然而，在磁性膜中，已知一種磁性膜，具有磁力異向性為磁性膜的特性之一，在這樣的磁性膜需求具有更高的磁力異向性。因此，需要一種成膜裝置，可提高在磁性膜的磁力異向性。
本發明的目的在於提供一種可提高在磁性膜的磁力異向性的成膜裝置及成膜方法。
本發明的一態樣為成膜裝置。成膜裝置具備：靶材，包含磁性材料；支持部，支持基板使前述基板位於配置區域，其中該配置區域是面對前述靶材的區域；以及磁場形成部，相對於前述配置區域位於前述靶材的相反側，對前述配置區域形成平行於搖動方向的水平磁場在前述靶材所在側，並在前述搖動方向的至少前述配置區域的一端與前述配置區域的另一端之 間沿著前述搖動方向使前述水平磁場搖動，其中前述搖動方向是沿著前述基板的一個方向。
本發明的其他態樣是成膜方法。成膜方法具備：濺鍍包含磁性材料的靶材；以及在濺鍍前述靶材間，對基板形成平行於搖動方向的水平磁場在前述靶材所在側，以在前述搖動方向的至少前述基板的一端與前述基板的另一端之間搖動，其中前述基板面對前述靶材，前述搖動方向是沿著前述基板的一個方向。
根據上述結構或上述方法，在基板的面內，具有特定強度的水平磁場沿著搖動方向掃描。因此，對基板形成磁性膜時，在基板的面內，在水平磁場的強度的分散被抑制，形成在磁性膜的各部分時的水平磁場的強度的分散被抑制。結果，在磁性膜的磁力異向性提高。
在上述成膜裝置中，前述磁場形成部是第一磁場形成部，更具備：第二磁場形成部，相對於前述靶材位於前述支持部的相反側，沿著前述搖動方向在前述搖動方向的前述靶材的一端與前述靶材的另一端之間搖動，對前述靶材形成磁場在前述支持部所在側，其中前述第一磁場形成部使前述第二磁場形成部所形成的前述磁場的搖動與前述第一磁場形成部所形成的前述水平磁場的搖動同步為較佳。
根據上述結構，因為第一磁場形成部所形成的水平磁場的搖動與第二磁場形成部所形成的磁場的搖動同步，所以以第一磁場形成部所造成的水平磁場的位置與以第二磁場形成部所形成的電漿密度高的區域的位置，對基板規則地變化。因此，向著基板飛散的濺鍍粒子的密度與施加在濺鍍粒子中靶位置的水平磁場的強度的關係，被第一及第二磁場形成部的同步搖動保持在特定狀態。結果，形成磁性膜時的水平磁場的強度的分散難以在基板面內產生。
在上述成膜裝置中，前述第一磁場形成部具備形成前述水平磁場的第一磁電路，前述第二磁場形成部具備形成前述磁場的第二磁電路，前述第一磁場形成部使前述第一磁電路搖動成夾在前述靶材與前述配置區域並面對前述第一磁電路與前述第二磁電路為較佳。
根據上述結構，以第二磁場形成部所形成的電漿密度高的區域與以第一磁場形成部所造成的水平磁場被形成的區域是靶材與基板在相面對方向重疊。因此，在搖動方向中，從靶材放出的濺鍍粒子的密度高的位置，以第一磁場形成部所造成的水平磁場被施加於基板。故形成於基板的磁性膜的許多部分是在以第一磁場形成部所造成的水平磁場被施加的狀態下被形成。結果，形成磁性膜時的在水平磁場的強度的分散難以在基板面內產生。
在上述成膜裝置中，在前述靶材沿著前述搖動方向的寬度為靶材寬度，前述配置區域沿著前述搖動方向的寬度為配置寬度，前述配置寬度比前述靶材寬度更小，且在前述搖動方向，前述配置區域的兩端位於比前述靶材的端更內側。在沿著前述搖動方向的一維座標，前述第一磁電路所移動的範圍也可以包含被夾在前述靶材的前端的前述一端的位置與前述靶材的前述另一端的位置的範圍。
在搖動方向，第一磁電路所移動的範圍的兩端進行第一磁電路的移動速度的相當地減速及加速。因此，在第一磁電路以固定速度移動時所形成的磁性膜與第一磁電路減速或加速時所形成的磁性膜，因為每單位距離施加至基板的水平磁場的強度不同，所以磁性膜的特性有不同的狀況。
在此點，根據上述結構，因為第一磁電路在搖動方向移動至超過配置區域的兩端的位置，所以起因於在基板中第一磁電路的減速或加速，每單位距離所施加的水平磁場的強度與其他部分不同的部分難以被形成。因此，磁性膜被形成時，在基板的面內水平磁場的強度更難以產生分散，結果，在磁性膜的磁力異向性容易變得更高。
在上述成膜裝置中，前述第一磁場形成部所包含的永久磁石是由一對永久磁石所構成；前述各永久磁石具有：柱形狀，沿著與前述搖動方向交叉的方向延伸；在前述各永久磁石，面對前述配置區域的端為前端；在一個前述永久磁石的前端的磁極與另一個前述永久磁石的前端的磁極彼此不同為較佳。
根據上述結構，因為第一磁場形成部所包含的永久磁石是由一對永久磁石所構成，所以一對永久磁石間所形成的水平磁場掃描整個基 板。因此，相較於具有複數對永久磁石的磁場形成部掃描基板的結構，在各對的永久磁石所形成的磁場之間的磁場方向的差異或磁場強度的分布被抑制，所以形成磁性膜時在基板的面內更難以產生磁場強度的分散。結果，磁性膜的磁力異向性變得更高。
10‧‧‧成膜裝置
11‧‧‧裝載閉鎖腔
12‧‧‧成膜腔
13‧‧‧閘閥
14‧‧‧搬送部
15、16‧‧‧排氣部
20‧‧‧第一磁場形成部
21‧‧‧第一磁電路
21a、41a‧‧‧第一磁石
21b、41b‧‧‧第二磁石
21c、41c‧‧‧軛
22‧‧‧第一搖動部
30‧‧‧陰極
31‧‧‧靶材
32‧‧‧背板
40‧‧‧第二磁場形成部
41‧‧‧第二磁電路
42‧‧‧第二搖動部
51‧‧‧電源
52‧‧‧氣體供給部
Dh‧‧‧高度方向
Ds‧‧‧搖動方向
HM‧‧‧水平磁場
L1‧‧‧第一寬度
L2‧‧‧第二寬度
M‧‧‧磁場
R‧‧‧配置區域
S‧‧‧基板
T‧‧‧托架
Wr‧‧‧配置寬度
Ws‧‧‧基板寬度
Wt‧‧‧靶材寬度
第一圖從上面視角狀態與基板一起表示具體化本發明的成膜裝置的一實施形態的成膜裝置的方塊圖。
第二圖從上面視角狀態與基板一起表示成膜腔的方塊圖。
第三圖是用來說明第一磁電路的搖動與第二磁電路的搖動的方塊圖。
第四圖表示在磁性膜的磁化曲線的圖。
第五圖表示在第一磁電路所形成的水平磁場的磁通量密度與在磁性膜的面內均勻性的關係的圖。
第六圖表示面對基板的背面的平面視角的基板與第一磁電路的平面圖。
第七圖表示在第一磁電路的第一寬度與在磁性膜的磁力異向性的關係的圖。
第八圖表示具體化在本發明的成膜方法的一實施形態的處理順序的流程圖。
參照第一圖到第八圖來說明成膜裝置及成膜方法的一實施形態。以下，依序說明成膜裝置的結構、成膜腔的結構以及成膜方法。
〔成膜裝置的結構〕
參照第一圖來說明成膜裝置的結構。
如第一圖所示，成膜裝置10具備：裝載閉鎖腔11，沿著一方向(連接方向)並列；以及成膜腔12。閘閥13位在裝載閉鎖腔11與成膜腔12之間，藉由打開閘閥13，裝載閉鎖腔11與成膜腔12之間被連通，藉由關閉閘閥13，裝載閉鎖腔11與成膜腔12之間被遮斷。
成膜裝置10的處理對象為基板S，基板S在安裝於支持基 板S的托架T的狀態下被搬入成膜裝置10內。基板S的成材料為例如玻璃或樹脂等，托架T的形成材料為例如金屬等。
成膜裝置10具備搬送部14，搬送部14從裝載閉鎖腔11到成膜腔12沿著連接方向延伸，在裝載閉鎖腔11內及成膜腔12內，沿著連接方向搬送被安裝於托架T狀態下的基板S。搬送部14可在成膜腔12內的特定位置支持基板S，搬送部14是支持部的一例。搬送部14在基板S中成為處理對象的面相對於水平方向為幾乎垂直的狀態下，換言之，基板S是在立起的狀態下搬送。
裝載閉鎖腔11具備排氣部15，排氣部15將裝載閉鎖腔11內部減壓至特定壓力。裝載閉鎖腔11從成膜裝置10的外部搬入處理前的基板S，從成膜裝置10的內部搬出處理後的基板S。
成膜腔12具備排氣部16、第一磁場形成部20以及陰極30。排氣部16與裝載閉鎖腔11的排氣部15一樣，將成膜腔12的內部減壓至特定壓力。搬送部14在成膜腔12的內部配置基板S於面對陰極30的位置。成膜腔12對於配置在搬送部14的基板S，施加形成磁性膜的處理(成膜處理)。
像這樣的成膜裝置10從成膜裝置10的外部經由裝載閉鎖腔11將處理前的基板S搬入製成膜裝置10的內部，搬送部14從裝載閉鎖腔11向成膜腔12搬送基板S。然後，在成膜腔12進行對基板S的成膜處理，搬送部14從成膜腔12向裝載閉鎖腔11搬送處理後的基板S。成膜裝置10經由裝載閉鎖腔11將處理後的基板S搬出至成膜裝置10的外部。
又，成膜裝置10若具備至少成膜腔12為佳，也可以不具備裝載閉鎖腔11。又，成膜裝置10除了裝載閉鎖腔11與成膜腔12以外，也可以具備在成膜腔12之前對基板S進行特定處理的腔或在成膜腔12之後對基板S進行特定處理的腔。
〔成膜腔的結構〕
參照第二~七圖來說明成膜腔的結構。
如第二圖所示，成膜腔12具備：靶材31、搬送部14以及第一磁場形成部20。靶材31包含磁性材料，搬送部14支持基板S使基板S位於面對 靶材314的區域(配置區域R)。
換句話說，搬送部14支持基板S成面對靶材31。搬送部13是在相對於基板S的面對靶材的面的法線方向與在相對於靶材31的面對基板S的面的法線方向為幾乎平行狀態下，支持基板S。
第一磁場形成部20相對於配置區域R位於靶材31的相反側。第一磁場形成部20對配置區域R形成平行於沿著基板S的一個方向(搖動方向Ds)的水平磁場HM在靶材31所在側。換句話說，第一磁場形成部20在基板S中面對靶材31的面上形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM。
第一磁場形成部20在搖動方向Ds的至少配置區域R的一端與另一端之間沿著搖動方向Ds使水平磁場HM搖動。換句話說，第一磁場形成部20相對於基板S位於靶材31的相反側，在搖動方向Ds的至少基板S的一端與另一端之間沿著搖動方向Ds使水平磁場HM搖動。
根據這樣的成膜腔12，在基板S的面內具有特定強度的水平磁場HM沿著搖動方向Ds被掃描。因此，對基板S形成磁性膜時，在基板S的面內，固定在水平磁場HM的強度的分散被抑制，在磁性膜的各部分被形成時的水平磁場HM的強度的分散被抑制。結果，在磁性膜的磁力異向性提高。
第一磁場形成部20具備第一磁電路21及第一搖動部22，第一磁電路21形成水平磁場HM，第一搖動部22沿著搖動方向Ds使第一磁電路21搖動。
第一磁電路21包含兩個永久磁石(第一磁石21a與第二磁石21b)，換句話說，第一磁電路21包含的永久磁石是由一對永久磁石所構成。與搖動方向Ds交叉的方向為高度方向Dh，各永久磁石具有沿著高度方向Dh延伸的柱形狀，在各永久磁石，面對配置區域R的端為前端。一個永久磁石(第一磁石21a)的前端的磁極與另一個永久磁石(第二磁石21b)的前端的磁極為彼此不同磁極。
因為第一磁電路21包含一對永久磁石，所以一對永久磁石間所形成的水平磁場HM掃描整個基板S。因此，相較於具有複數對永久 磁石的磁電路掃描基板S的結構，各對永久磁石所成的磁場間的磁場方向的差異或磁場強度的分布被抑制，所以磁性膜被形成時，在基板S的面內更難以產生磁場強度的分散。結果，磁性膜的磁力異向性容易變得更高。
再者，因為在第一磁石21a的前端的磁極與在第二磁石21b的前端的磁極彼此不同也可以，所以第一磁石21a的前端為N極，第二磁石21b的前端為S極也可以，第一磁石21a的前端為S極，第二磁石21b的前端為N極也可以。
第一磁電路21更具備軛21c。第一磁石21a與第二磁石21b被固定於軛21c成沿著搖動方向Ds並列。
又，在第一磁電路形成垂直於搖動方向Ds的方向的水平磁場的結構，為了施加水平磁場於整個基板S，在高度方向Dh，第一磁石與第二磁石之間的距離需要在基板S的一端與另一端之間的距離大致相等。換句話說，在高度方向Dh，第一磁石與第二磁石之間的距離被限制在隅基板S的大小相同程度。
在這點，在藉由第一磁石21a與第二磁石21b來形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM的第一磁電路21，第一磁石21a與第二磁石21b之間的距離不受基板S的大小限制。因此，也可以成為第一磁石21a與第二磁石21b之間的距離變得更小的結構，此外，在基板S的面內，施加於基板S的水平磁場HM的強度也難以產生分散。
在第一磁電路21，在搖動方向Ds的寬度為第一寬度L1。第一寬度L1是在第一磁石21a的面對第二磁石21b的面的相反側的面與在第二磁石21b的面對第一磁石21a的面的相反側的面之間的距離。
在第一磁電路21的磁通量密度在基板S的面對靶材31的面上，較佳為1G以上，更佳為10G以上。藉由磁通量密度為1G以上，相較於不施加磁場的狀態下所形成的磁性膜，施加水平磁場HM的狀態下所形成的磁性膜的磁力異向性更高，藉由磁通量密度為10G以上，磁性膜的磁力異向性提高的確實性提高。
第一搖動部22具備：動力部，產生用來使第一磁電路21搖動的動力；傳達部，將動力傳達至第一磁電路21；以及控制部，控制動 力部的驅動。控制部將用來控制動力部的驅動的控制訊號輸出至動力部，動力部對應控制訊號被驅動。傳達部包含例如沿著搖動方向Ds延伸的螺軸與嚙合於螺軸且固定於第一磁電路21的螺帽，動力部為例如使螺軸旋轉的馬達。馬達在第一方向與相反於第一方向的第二方向使螺軸旋轉。
在第一搖動部22藉由馬達使螺軸在第一方向旋轉，第一磁電路21沿著搖動方向Ds移動，藉由馬達使螺軸在第二方向旋轉，第一磁電路21沿著搖動方向Ds，在與螺軸於第一方向旋轉時相反的方向移動。
陰極30具備靶材31與背板32。靶材31如上述包含磁性材料，詞性材料為例如NiFe、CoFe以及CoFeB等。在靶材31，形成材料幾乎是詞性材料為較佳，例如75質量%以上為詞性材料者為較佳。
在靶材31中，藉由濺鍍面對基板S的面，形成包含磁性材料的磁性膜於基板S。磁性膜在磁性膜的結晶方向具有容易磁化的結晶方向(磁化容易軸)。磁性膜相較於施加沿著另一方向的磁場時，施加平行於磁化容易軸的磁場時，磁化更容易。磁性膜具有負的飽和磁化與正的飽和磁化，為了使磁性膜的磁化從負的飽和磁化反轉為正的飽和磁化，需要的磁場差越小，磁力異向性越高。
背板32被固定在靶材31中的面對配置區域R的面的相反側的面。背板32的形成材料為金屬。
成膜腔12更具備第二磁場形成部40。第二磁場形成部40相對於靶材31位於搬送部14的相反側。第二磁場形成部40對靶材31形成磁場M於搬送部14所在側。換句話說，第二磁場形成部40形成磁場M於靶材31中，固定於背板32的面的相反側的面，即面對基板S的面上。第二磁場形成部40在搖動方向Ds的靶材31的一端與另一端之間沿著搖動方向Ds使磁場M搖動。
第二磁場形成部40具備第二磁電路41及第二搖動部42，第二磁電路41形成磁場M，第二搖動部42沿著搖動方向Ds使第二磁電路41搖動。
第二磁電路41具備：兩個永久磁石(第一磁石41a及第二磁石41b)；以及軛41c，固定有兩個永久磁石。第一磁石41a具有沿著高度 方向Dh延伸的柱狀，第二磁石41b具有沿著高度方向Dh延伸的環狀，包圍第一磁石41a。在各第一磁石41a及第二磁石41b，面對背板32的端為前端，在第一磁石41a的前端的磁極及在第二磁石41b的前端的磁極彼此不同。
在第二磁電路41，在搖動方向Ds的寬度為第二寬度L2。第二寬度L2是在第二磁石41b的面對第一磁石41a的面的相反側的面中，在搖動方向Ds彼此面對的兩部分之間的距離。又，上述第一磁電路21的第一寬度L1為例如與第二寬度L2相等。
第二磁電路41的磁通量密度在靶材31面對配置區域R的面為例如100G以上為較佳。
第二搖動部42與第一搖動部22一樣，具備：動力部，產生用來使第二磁電路41搖動的動力；傳達部，將動力傳達至第二磁電路41；以及控制部，控制動力部的驅動。控制部將用來控制動力部的驅動的控制訊號輸出至動力部，動力部對應控制訊號被驅動。傳達部包含例如沿著搖動方向Ds延伸的螺軸與嚙合於螺軸且固定於第一磁電路21的螺帽，動力部為例如使螺軸旋轉的馬達。馬達在第一方向與相反於第一方向的第二方向使螺軸旋轉。
在第二搖動部42藉由馬達使螺軸在第一方向旋轉，第二磁電路41沿著搖動方向Ds移動，藉由馬達使螺軸在第二方向旋轉，第二磁電路41沿著搖動方向Ds，在與螺軸於第一方向旋轉時相反的方向移動。
成膜腔12更具備電源51與氣體供給部52。電源51連接於背板32，當靶材31倍濺鍍時，電源51經由背板32施加電壓於靶材31。氣體供給部52為例如供給稀有氣體等濺鍍氣體於成膜腔12的內部。
在第三圖概略表示有第一磁電路21的搖動與第二磁電路41的搖動。又，在第三圖，因圖示方便，僅表示第一磁場形成部20、第二磁場形成部40以及靶材31。
如第三圖所示，第一磁場形成部20使第二磁場形成部40所形成的磁場的搖動與第一磁場形成部20所形成的水平磁場HM的搖動同步。也就是說，第二磁電路41沿著搖動方向Ds從靶材31的一端向著另一 端移動一次時，第一磁電路21也沿著搖動方向Ds從配置區域R的一端向著另一端，換句話說從基板S的一端向著另一端移動一次。
因為第一磁場形成部20所形成的水平磁場HM的搖動與第二磁場形成部40所形成的磁場的搖動同步，所以以第一磁場形成部20造成水平磁場HM的位置與以第二磁場形成部40所形成的電漿密度高區域的位置，對基板S規則地變化。故向著基板S飛散的濺鍍粒子的密度與施加在濺鍍粒子中靶的位置的水平磁場HM的強度的關係，被磁場形成部20、40的同步搖動保持在特定狀態。結果，形成磁性膜時的水平磁場HM的強度的分散難以在基板S的面內產生。
而且第一磁場形成部20使第一磁電路21搖動成夾著靶材31與配置區域R且第一磁電路21面對第二磁電路41。
以第二磁場形成部40所形成的電漿密度高區域與以第一磁場形成部20造成水平磁場HM被形成的區域在靶材31與基板S面對的方向重疊。因此，搖動方向Ds中，在從靶材31放出的濺鍍粒子的密度為高的位置，以第一磁場形成部20造成水平磁場HM被施加於基板S。故，形成於基板S的磁性膜的許多部分，是在以第一磁場形成部20造成水平磁場HM被施加的狀態下被形成。結果，形成磁性膜時的水平磁場HM的強度的分散，在基板S的面內更難以產生。
又，在搖動方向Ds的整個第一磁電路21搖動成面對在搖動方向Ds的整個第二磁電路41為較佳。但是，即使在搖動方向Ds的第一磁電路21的一部分，搖動成面對在搖動方向Ds的第二磁電路41的一部分的情況下，磁性膜中，在第一磁電路21與第二磁電路41面對狀態下所形成的部分，可獲得至少上述效果。
在靶材31，沿著搖動方向Ds的寬度為靶材寬度Wt，在配置區域R，沿著搖動方向Ds的寬度為配置寬度Wr。配置寬度Wr比靶材寬度Wt更小，且在搖動方向Ds，配置區域R的兩端比靶材31的端位於更內側。
也就是說，在基板S，沿著搖動方向Ds的寬度為基板寬度Ws，基板寬度Ws等於配置寬度Wr。因此，基板寬度Ws比比靶材寬度 Wt更小，且在搖動方向Ds，基板S的兩端比靶材31的端位於更內側。
然後，在沿著搖動方向Ds的一維座標，第一磁電路21移動的範圍是被夾在靶材31的一端的位置與靶材31的另一端的位置的範圍。換句話說，在沿著搖動方向Ds的一維座標，第一磁電路21所在範圍比被夾在配置區域R的一端的位置與配置區域R的另一端的位置的範圍更大。
在此，在搖動方向Ds，在第一磁電路21移動的範圍兩端，進行第一磁電路21的移動速度的相當地減速及加速。因此，在第一磁電路21以固定速度移動時所形成的磁性膜與第一磁電路21減速或加速時所形成的磁性膜，因為每單位距離施加至基板的水平磁場HM的強度不同，所以磁性膜的特性有不同的狀況。
因為第一磁電路21在搖動方向Ds移動至超過配置區域R的兩端的位置，所以起因於在基板S中，第一磁電路21的減速或加速，在搖動方向Ds的每單位距離所施加的水平磁場HM的強度與其他部分不同的部分難以被形成。因此，磁性膜被形成時，在基板S的面內水平磁場HM的強度更難以產生分散，結果，在磁性膜的磁力異向性容易變得更高。
第一搖動部22及第二搖動部42若為具備上述螺軸、螺帽以馬達的結構，則第一搖動部22及第二搖動部42若為以下的結構也可以。在第一搖動部22，在螺軸的沿著搖動方向Ds的寬度也可以是在第一磁電路21朝向方向的第一磁電路21的前端，在靶材31與基板S面對的方向，可以與位於第一磁電路21朝向的前面的靶材31的端重疊的大小。因此，在螺軸的沿著搖動方向Ds的寬度在靶材寬度Wt以上為較佳，比靶材寬度Wt更大為更佳。
又，在第二搖動部42也一樣，在螺軸的沿著搖動方向Ds的寬度也可以是在第二磁電路41朝向方向的第二磁電路41的前端，在靶材31與基板S面對的方向，可以與位於第二磁電路41朝向的前面的靶材31的端重疊的大小。因此，在螺軸的沿著搖動方向Ds的寬度在靶材寬度Wt以上為較佳，比靶材寬度Wt更大為更佳。
然後，在第一搖動部22的馬達旋轉速度與在第二搖動部42 的馬達旋轉速度大致相等為較佳。換句話說，第一搖動部22的螺軸旋轉速度與在第二搖動部42的螺軸旋轉速度大致相等為較佳。藉此，在搖動方向Ds的第一磁電路21的移動速度與在搖動方向Ds的第二磁電路41的移動速度大致相等。
又，在第一搖動部22的馬達旋轉方向與在第二搖動部42的馬達旋轉方向為彼此相同方向。
在第一磁電路21，搖動開始前的位置為第一初期位置，在第二磁電路41，搖動開始前的位置為第二初期位置。在靶材31與基板S面對的方向，第一初期位置與第二初期位置重疊為較佳。
在第一磁場形成部20與第二磁場形成部40為例如第一搖動部22的控制部對第二搖動部42的控制部，輸出控制訊號，該控制訊號是用來控制第二搖動部42的控制部對馬達輸出的控制訊號的時序。然後，第一搖動部22的控制部與第二搖動部42的控制部藉由在同時序輸出控制訊號至動力部，第一磁電路21與第二磁電路41在靶材31與基板S面對的方向，在彼此面對的狀態下搖動。
第四圖表示在磁性膜的磁化曲線。在第四圖，以第一磁電路21造成的磁場被施加的狀態下所形成的磁性膜為實施例，以第一磁電路21造成的磁場未被施加的狀態下所形成的磁性膜為比較例。在第四圖中，對實施例施加平行於磁化容易軸的方向的磁場時的磁化曲線以實線表示，對比較例施加平行於磁化容易軸的方向的磁場時的磁化曲線以虛線表示。
如第四圖所示，施加於磁性膜的磁場強度變化時，在實施例的磁性膜，磁性膜的磁化從負的飽和磁化急遽改變為正的飽和磁化，另一方面，在比較例的磁性膜，磁性膜的磁化從負的飽和磁化平穩地改變為正的飽和磁化。換句話說，在實施例的磁性膜，為了從負的飽和磁化反轉成正的飽和磁化所需要的磁場差相對小，在比較例的磁性膜，為了從負的飽和磁化反轉成正的飽和磁化所需要的磁場差相對大。
如此，根據成膜裝置10，可形成為了從負的飽和磁化反轉成正的飽和磁化所需要的磁場差相對小的磁性膜，換句話說，可形成磁力異向性高的磁性膜。
在此，如上述，在磁性膜的磁力異向性高的情況下，在第一磁電路21的磁通量密度的強度較佳為1G以上，磁通量密度越大，在磁性膜的磁力異向性越高。
另一方面，第一磁電路21與第二磁電路41在靶材31與基板S面對的方向，搖動成夾著靶材31與基板S來面對。藉此，第一磁電路21所形成的水平磁場HM與第二磁電路41所形成的磁場M也搖動成夾著靶材31與基板S來面對。
因此，當在第一磁電路21所形成的水平磁場HM的磁通量密度變大，水平磁場HM干涉第二磁電路41所形成的磁場M，影響靶材31中，形成於面對基板S的面周圍的電漿的狀態。
第五圖表示在基板S中，在面對靶材31的面的在第一磁電路21的磁通量密度與形成在基板S的磁性膜厚度的面內的均勻性的關係。又，第五圖表示在第二磁電路41的磁通量密度為200G時的磁性膜厚度的面內均勻性。又，在磁性膜厚度的面內均勻性是在磁性膜的複數處測量厚度，將在厚度的最大值Max與最小值Min帶入以下式(1)來算出。(面內均勻性)=(Max-Min)/(Max+Min)×100(%)…式(1)
如第五圖所示，在第一磁電路21的磁通量密度超過200G時，相較於在第一磁電路21的磁通量密度在200G以下時，在磁性膜厚度的面內均勻性大幅降低。換句話說，在第一磁電路21的磁通量密度超過在第二磁電路41的磁通量密度時，在磁性膜厚度的面內均勻性大幅降低。
如此，在第一磁電路21的磁通量密度密度超過在第二磁電路41的磁通量密度時，水平磁場HM對磁場M干涉的程度影響面對基板S的面的周圍所形成的電漿狀態，且使在磁性膜厚度的面內均勻性降低的程度變大。
因此，在水平磁場HM的磁通量密度的強度為1G以上且在第二磁電路41的磁通量密度以下為較佳。藉由在第一磁電路21的磁通量密度被包含在此範圍內，抑制磁性膜的磁力異向性提高且磁性膜厚度的面內均勻降低。
如第六圖所示，在基板S中，在面對第一磁電路21的面所 面對的平面視角，第一磁電路21沿著搖動方向Ds具有第一寬度L1，在高度方向Dh，具有與基板S大致相同的長度。在第一磁電路21的第一寬度L1為大至對於基板S中面對靶材31的面，形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM的程度為較佳，且第一磁電路21形成的磁場的強度為小至在基板S的面內不被固定的程度為較佳。
第七圖表示第一磁電路21的第一寬度L1與磁力異向性的關係的圖。又，在第七圖，磁性膜的磁化是將為了從負的飽和磁化反轉為正的飽和磁化所需要的磁場差做為磁力異向性來表示。又，第七圖表示基板寬度Ws為120mm時的第一寬度L1與磁力異向性的關係
如第七圖所示，第一寬度L1為50mm以上，且120mm以下時，在磁性膜的磁力異向性為更佳的值，且第一寬度L1在50mm以上120mm以下的範圍，在磁性膜的磁力異向性具有極小值。
若第一寬度L1為50mm以上，基板S與第一磁電路21從面對的方向來看，在基板S，第一磁電路21所形成的水平磁場HM所佔面積變得大至磁性膜的磁力異向性提高的確實性提高的程度。若第一寬度L1為120mm以下，在水平磁場HM所形成的磁場強度的分布，在基板S的面內難以被固定。
又，第一寬度L1比50mm小或第一寬度L1比120mm大，形成磁性膜時對基板S施加磁場，相較於不對基板S施加磁場的結構，磁性膜的磁力異向性可以相當地提高。
〔成膜方法〕
參照第八圖來說明成膜方法。
成膜方法具備：濺鍍包含磁性材料的靶材。又，成膜方法具備：在濺鍍靶材31間，對基板S形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM於靶材31所在側，以沿著面對靶材31的基板S的搖動方向Ds的至少基板S的一端與另一端之間搖動。
也就是說，如第八圖所示，在成膜方法，首先，開始第一磁場形成部20的第一磁電路21與第二磁場形成部40的第二磁電路41的搖動(步驟S11)，將基板S與托架T一起搬送到成膜腔12的面對靶材31的 位置為止(步驟S12)。此時，在沿著搖動方向Ds的一維座標，第一磁電路21移動的範圍是夾在靶材31的一端的位置與靶材31的另一端的位置的範圍。藉此，第一磁電路21形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM於基板S的面對靶材31的面上。
然後，開始靶材31的濺鍍(步驟S13)。此時，氣體供給部52供給濺鍍氣體至成膜腔12內，接下來，電源51經由背板32施加電壓至靶材31。藉此，在成膜腔12內產生電漿，藉由電漿中的正離子被引入靶材31，來濺鍍靶材31。靶材31在形成具有特定厚度(例如1μm左右的厚度)的磁性膜之間被濺鍍至基板S的面對靶材31的面。
當具有特定厚度的磁性膜被形成於基板S時，靶材31的濺鍍結束(步驟S14)。然後，形成磁性膜於特定片數的基板S為止(步驟S15：NO)，反覆從步驟S12至步驟S14的處理，當對特定片數的基板S形成磁性膜時(步驟S：YES)，結束第一磁電路21與第二磁電路41的搖動(步驟S16)。
如以上說明，根據成膜裝置及成膜方法的一實施形態，可獲得以下列舉的效果。
(1)在基板S的面內，具有特定強度的水平磁場HM沿著搖動方向Ds被掃描。因此，對基板S形成磁性膜時，在基板S的面內，固定在水平磁場HM的強度的分散被抑制，在磁性膜的各部分被形成時的水平磁場HM的強度的分散被抑制。結果，在磁性膜的磁力異向性提高。
(2)因為第一磁場形成部20所形成的水平磁場HM的搖動與第二磁場形成部40所形成的磁場的搖動同步，所以以第一磁場形成部20造成水平磁場HM的位置與以第二磁場形成部40所形成的電漿密度高區域的位置，對基板S規則地變化。故向著基板S飛散的濺鍍粒子的密度與施加在濺鍍粒子中靶的位置的水平磁場HM的強度的關係，被磁場形成部20、40的同步搖動保持在特定狀態。結果，形成磁性膜時的水平磁場HM的強度的分散難以在基板S的面內產生。
(3)以第二磁場形成部40所形成的電漿密度高區域與以第一磁場形成部20造成水平磁場HM被形成的區域在靶材31與基板S面對 的方向重疊。因此，搖動方向Ds中，在從靶材31放出的濺鍍粒子的密度為高的位置，以第一磁場形成部20造成水平磁場HM被施加於基板S。故，形成於基板S的磁性膜的許多部分，是在以第一磁場形成部20造成水平磁場HM被施加的狀態下被形成。結果，形成磁性膜時的水平磁場HM的強度的分散，在基板S的面內更難以產生。
(4)因為第一磁電路21在搖動方向Ds移動至超過配置區域R的兩端的位置，所以起因於在基板S中，第一磁電路21的減速或加速，在搖動方向Ds的每單位距離所施加的水平磁場HM的強度與其他部分不同的部分難以被形成。因此，磁性膜被形成時，在基板S的面內水平磁場HM的強度更難以產生分散，結果，在磁性膜的磁力異向性容易變得更高。
(5)因為第一磁電路21包含一對永久磁石，所以一對永久磁石間所形成的水平磁場HM掃描整個基板S。因此，相較於具有複數對永久磁石的磁電路掃描基板S的結構，各對永久磁石所成的磁場間的磁場方向的差異或磁場強度的分布被抑制，所以磁性膜被形成時，在基板S的面內更難以產生磁場強度的分散。結果，磁性膜的磁力異向性容易變得更高。
又，上述實施形態可以如以下適當變更來實施。
‧第一磁電路21也可以是與第二磁電路41相同的結構。也就是說，第一磁電路21也可以是具備以下的結構：第一磁石，具有沿著高度方向Dh延伸的柱形狀；第二磁石，具有包圍第一磁石的周圍的環狀；以及軛，固定第一磁石與第二磁石。即使是像這樣的結構，既然第一磁場形成部20形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM，且沿著搖動方向Ds搖動，就可以獲得與上述(1)同等的效果。
‧第一磁電路21也可以在搖動方向Ds從基板S的一端到另一端之間搖動。即使是像這樣的結構，既然第一磁電路21形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM，且沿著搖動方向Ds搖動，就可以獲得與上述(1)同等的效果。
‧基板S中，在搖動方向Ds的僅一端部，也可以位於比靶材31的端部更內側。即使是像這樣的結構，若為第一磁電路21超過位於 比靶材31的端部更內側的部分來搖動的結構，則在基板S的端部中，位於比靶材31的端部更內側的部分，可以獲得與上述(4)同等的效果。
‧第一磁電路21移動的範圍，在沿著搖動方向Ds的一維座標，也可以包含夾在靶材31的一端的位置與靶材31的另一端的位置的範圍。例如，第一磁電路21也可以相對於靶材31，在比靶材31的一端更外側的位置與比靶材31的另一端更外側的位置之間移動。即使是像這樣的結構，因為第一磁電路21在搖動方向Ds移動至超過配置區域R的兩端的位置為止，所以可以獲得與上述(4)同等的效果。
‧在搖動方向Ds，靶材寬度Wt也可是基板寬度Ws以下。即使是像這樣的結構，既然第一磁場形成部20形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM，且使水平磁場HM沿著搖動方向Ds搖動，就可以獲得與上述(1)同等的效果。
‧第一磁電路21的搖動也可以與第二磁電路41的搖動同步，第一磁電路21也可以在面對第二磁電路41的狀態下不搖動。換句話說，也可以是第一磁電路21搖動的週期與第二磁電路41搖動的週期不同，且第一磁電路21搖動的週期與第二磁電路41搖動的週期的比為固定值。
例如，在第一磁電路21沿著搖動方向Ds被掃描一次間，第二磁電路41也可以沿著搖動方向Ds被掃描兩次，在第一磁電路21沿著搖動方向Ds被掃描兩次間，第二磁電路41也可以沿著搖動方向Ds被掃描一次。也就是說，在第一磁電路21沿著搖動方向Ds被掃描m次間，第二磁電路41也可以沿著搖動方向Ds被掃描n次，n與m也可以是彼此不同的整數。
若為這樣的結構，因為第一磁電路21與第二磁電路41的搖動同步，所以可獲得與上述(2)同等的效果。
‧第一磁電路21的搖動也可以與第二磁電路41的搖動不同步，即使是像這樣的結構，既然第一磁場形成部20形成平行於搖動方向Ds的水平磁場HM，且沿著搖動方向Ds搖動，就可以獲得與上述(1)同等的效果。
‧第一搖動部22及第二搖動部42分別具備動力部及傳達部， 且第一搖動部22及第二搖動部42也可以是具備共通的一個控制部的結構。若為這樣的結構，控制部也可以對第一搖動部22的動力部及第二搖動部42的動力部輸出控制訊號，使兩個動力部的驅動同步。
‧第一搖動部22及第二搖動部42分別具備傳達部，且第一搖動部22及第二搖動部42也可以是具備共通的一個控制部的結構。若為這樣的結構，藉由動力部的驅動，可以使第一磁電路21的搖動與第二磁電路41的搖動同步。
‧第一搖動部22具備傳達部及動力部，第二搖動部42也可以是傳達部，且連接第一搖動部22的傳達部的結構。若為這樣的結構，藉由第一搖動部22的動力部驅動，可以使第一磁電路21的搖動與第二磁電路41的搖動同步。
第二磁場形成部40也可以不具備第二搖動部42，在這樣的結構，第二磁電路41也可以夠成為在靶材31中，遍及面對配置區域R的面的幾乎整體來形成磁場。或者是，第二磁場形成部40也可以具有：旋轉機構，相對於平行靶材31的法線方向的旋轉軸使第二磁電路41旋轉，來代替第二搖動部42。又或者是，成膜裝置10也可以不具備第二磁電路41。
‧第一寬度L1與第二寬度L2也可以是彼此不同大小，第一寬度L1也可以比第二寬度L2更小，也可以比第二寬度L2更大。
‧支持部不限於上述搬送部14，也可以是例如在面對靶材31的狀態下支持基板S的基板台。在這樣的結構，成膜裝置10也可以有別於支持部，另外具備：搬送部，從與成膜裝置10的支持部不同的位置，搬送基板S至支持部。
‧支持部也可以構成為在基板S的對於面對靶材31的面的法線方向與在靶材31的對於面對基板S的面的法線方向交會的狀態下，支持基板S。例如，支持部沿著水平方向支持基板S，靶材31在相對於水平方向具有特定傾斜的狀態下，也可以位於面對基板S。即使是這樣的結構，成膜裝置10若沿著搖動方向Ds在配置區域R的一端與另一端之間，具有使水平磁場HM搖動的第一磁場形成部20，則可獲得與上述(1)同等的效果。
14:搬送部
20:第一磁場形成部
21:第一磁電路
21a、41a:第一磁石
21b、41b:第二磁石
21c、41c:軛
22:第一搖動部
30:陰極
31:靶材
32:背板
40:第二磁場形成部
41:第二磁電路
42:第二搖動部
51:電源
52:氣體供給部
Dh:高度方向
Ds:搖動方向
HM:水平磁場
L1:第一寬度
L2:第二寬度
M:磁場
R:配置區域
S:基板
T:托架

Claims (6)

  1. 一種磁性膜成膜裝置，具備：靶材，包含磁性材料；支持部，支持基板使前述基板位於配置區域，其中該配置區域是面對前述靶材的區域；第一磁場形成部，相對於前述配置區域位於前述靶材的相反側，對前述配置區域形成平行於搖動方向的水平磁場在前述靶材所在側，並在前述搖動方向的至少前述配置區域的一端與前述配置區域的另一端之間沿著前述搖動方向使前述水平磁場搖動，其中前述搖動方向是沿著前述基板的一個方向；以及第二磁場形成部，相對於前述靶材位於前述支持部的相反側，沿著前述搖動方向在前述搖動方向的前述靶材的一端與前述靶材的另一端之間搖動，對前述靶材形成磁場在前述支持部所在側；前述第一磁場形成部所包含的永久磁石是由僅有一對永久磁石所構成；在前述各永久磁石，面對前述配置區域的端為前端；在一個前述永久磁石的前端的磁極與另一個前述永久磁石的前端的磁極彼此不同；前述第一磁場形成部在前述搖動方向的第一寬度等於前述第二磁場形成部在前述搖動方向的第二寬度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的磁性膜成膜裝置，其中前述第一磁場形成部使前述第二磁場形成部所形成的前述磁場的搖動與前述第一磁場形成部所形成的前述水平磁場的搖動同步。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的磁性膜成膜裝置，其中前述第一磁場形成部具備形成前述水平磁場的第一磁電路；前述第二磁場形成部具備形成前述磁場的第二磁電路；前述第一磁場形成部使前述第一磁電路搖動成夾在前述靶材與前述配置區域並面對前述第一磁電路與前述第二磁電路。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的磁性膜成膜裝置，其中在前述靶材沿著前述搖動方向的寬度為靶材寬度；前述配置區域沿著前述搖動方向的寬度為配置寬度，前述配置寬度比前 述靶材寬度更小，且在前述搖動方向，前述配置區域的兩端位於比前述靶材的端更內側；在沿著前述搖動方向的一維座標，前述第一磁電路所移動的範圍包含被夾在前述靶材的前端的前述一端的位置與前述靶材的前述另一端的位置的範圍。
  5. 如申請專利範圍第1~4項中任一項所述的磁性膜成膜裝置，其中前述各永久磁石具有：柱形狀，沿著與前述搖動方向交叉的方向延伸。
  6. 一種磁性膜成膜方法，具備下列步驟：濺鍍包含磁性材料的靶材；藉由第一磁場形成部，在面對前述靶材的基板上形成水平磁場，在濺鍍前述靶材間，對基板形成平行於搖動方向的前述水平磁場在前述靶材所在側，以在前述搖動方向的至少前述基板的一端與前述基板的另一端之間搖動，其中前述基板面對前述靶材，前述搖動方向是沿著前述基板的一個方向；以及藉由沿著前述搖動方向在前述搖動方向的前述靶材的一端與前述靶材的另一端之間搖動的第二磁場形成部，在面對前述基板的前述靶材上形成磁場；前述水平磁場由僅有一對永久磁石所構成，在該一對永久磁石，一個前述永久磁石的前端的磁極與另一個前述永久磁石的前端的磁極彼此不同；前述第一磁場形成部在前述搖動方向的第一寬度等於前述第二磁場形成部在前述搖動方向的第二寬度。
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