JP2622402B2 - 磁性膜形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁性膜形成装置に係り、特に基板面上に平行
磁界を印加するよう対向配置した棒磁石を有する磁性膜
形成装置に関する。

［従来の技術］ 最近、薄膜磁気ヘツドのコア材料等に磁性体を薄膜化
する要求が高まつている。この要求に対して、スパツタ
リングにより基板面上に磁性膜を形成する磁性膜形成装
置では、通常、基板面に平行磁界を印加しながらスパツ
タを行なう。このときの平行磁界は、永久磁石あるいは
励磁コイルを用いて得ることができるが、後者の励磁コ
イルによる場合は、装置が大型化するうえに電源が必要
であり、また磁界の平行性を高めようとすると比較的広
い範囲に磁場が広がるため、プラズマの分布に偏りを生
じて磁性膜が不均一となつてしまう。

これに対して特開昭61−288067号公報に記載の装置は
前者の永久磁石として棒磁石を用い、基板を保持する基
板ホルダに、対向配置した棒磁石を固定することによ
り、基板面近傍の局部に容易に平行磁界を印加すること
ができると共に、小型な磁性膜形成装置とすることがで
きる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したように従来の磁性膜形成装置では、平行磁界
を得るための棒磁石を基板ホルダに固定していたため、
磁性膜の所定の磁気特性を得るために基板を300℃程度
に加熱するとき、熱伝導によつて基板と共に棒磁石も加
熱され、また成膜中のスパツタ粒子の衝突によつても棒
磁石の温度を上昇させてしまう。このように棒磁石は、
成膜中に加えられる熱サイクルによつて磁気特性が低下
し、この熱劣化によつて磁性膜の磁気特性の低下および
ばらつきを生じさせてしまう。

本発明の目的は、上記従来技術における課題を解決
し、基板ホルダからの熱伝導をなくし、棒磁石の温度上
昇をより一層抑えることができる磁性膜形成装置を提供
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
成膜室と、この成膜室内に基板を保持する基板ホルダ
と、前記基板の面に平行磁界を印加するよう対向配置し
た棒磁石とを備えた磁性膜形成装置において、前記棒磁
石を、前記基板ホルダとは間隙を有し、かつ、独立して
前記成膜室に支持する棒磁石ホルダを設けたことを特徴
とする。

又、請求項３記載の発明は、請求項１記載の構成に加
えて、前記棒磁石ホルダに、前記棒磁石の温度上昇を防
ぐ冷却手段を設けたことを特徴とする。

さらに、請求項４記載の発明は、請求項１記載の構成
に加えて、前記棒磁石ホルダに、前記成膜室外から前記
基板に対してその厚み方向へ微調整可能に移動する機構
を設けたことを特徴とする。

［作用］ 本発明による磁性膜形成装置は上述の如き構成である
から、基板に加えられた熱が従来のように基板ホルダを
介して棒磁石に伝達されることを防いで、棒磁石の温度
上昇と熱サイクルを抑えることができ、その結果、棒磁
石の熱劣化を防いで磁気特性の優れた磁性膜を形成する
ことができる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面によつて説明する。

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る磁性膜
形成装置の縦断面図および横断面図である。この磁性膜
形成装置には、成膜室１と予備室２とがあり、両室間は
駆動装置13によつて開閉制御されるゲート弁６で仕切ら
れている。図示の例では３枚の基板４が用いられ、予備
室２内に配置した基板ホルダ３にこれら基板４を配置し
た後、搬送装置７に沿つて成膜室１内に送り込まれる。
なお、基板ホルダ３の構成の詳細は後述する第４図
（Ａ），（Ｂ）およびその説明で述べる。成膜室１内に
は、所定間隔をもつて棒磁石５を対向配置した棒磁石ホ
ルダ16があるが、ベローズ15を介して成膜室１外へ導出
した棒磁石ホルダ16に連結した棒磁石駆動装置９によ
り、棒磁石ホルダ16を第１図の位置よりも上方へ移動さ
せておくことによつて、基板ホルダ３を支障なく成膜室
１内に搬入することができる。棒磁石駆動装置９は支持
台10によつて適当な所に保持されており、成膜室１内の
真空を保持して棒磁石ホルダ16を駆動することができ
る。

次いで第２図の如く基板ホルダ３が成膜室１内に搬入
されて所定の位置に達すると、棒磁石駆動装置９が作動
して、棒磁石ホルダ16に取付けられた棒磁石５が基板４
とほぼ同じ高さになるようにされる。このときの詳細に
ついては第３図（Ａ），（Ｂ）、第４図（Ａ），（Ｂ）
および第５図を用いて後述するが、この位置関係によつ
て基板４の面に平行な磁界が棒磁石Ｓによつて与えられ
る。この状態で、ターゲツト電極12に保持されたターゲ
ツト11に高周波電源14を接続して放電を引き起こし、タ
ーゲツト11をスパツタして基板４の面上に磁性膜を形成
する。この成膜中、基板４はヒータ18によつて一定温度
に保たれている。

第３図（Ａ），（Ｂ）は棒磁石ホルダ16を示す背面図
および側面図である。棒磁石ホルダ16には４本の棒磁石
５が棒磁石ケース5aによつて取り付けられている。この
棒磁石ホルダ16の棒磁石５の背面には一連の冷却管17が
付設してあり、この冷却管17の両端は棒磁石ホルダ16の
棒磁石駆動装置９との連結部を介して成膜室１外へ導出
されて冷却媒体が供給されている。棒磁石５は第３図
（Ｂ）から分かるように基板側に突出して基板面に平行
磁界を印加できるようになつている。

これに対して基板ホルダ３は第４図（Ａ）の平面図お
よび第４図（Ｂ）の側面図に示すように、基板４を保持
させる段又は傾斜を周縁に有する開口部3aと、棒磁石５
および棒磁石ケース5aに対応する位置にこれらより大き
く形成した切欠き3bを有している。従つて、切欠ホルダ
３の上方から棒磁石ホルダ16を下げてくると、対向配置
された１対の棒磁石５間に基板４もしくは凹部3aが位置
すると共に、中心側の２つの棒磁石５が第４図（Ｂ）の
切欠き3b内に間隙を介して嵌入され、第５図に示す状態
となる。

このようにして棒磁石５は、基板４の面に平行磁界を
印加することができるような位置関係になる。しかも、
このとき棒磁石５と基板ホルダ３間には間隙があるの
で、第３図の棒磁石ホルダ16の空間部を介して第１図の
ヒータ18で基板ホルダ３を加熱しても棒磁石５を同様に
加熱することはない。逆に冷却管17で代表する冷却手段
で棒磁石ホルダ16を冷却しても、これによつて基板ホル
ダ３まで影響を与えることがない。棒磁石５は、ヒータ
18の輻射熱やスパツタ粒子の衝突によつて熱を受ける
が、従来のように基板ホルダ３へ棒磁石５を取り付けて
いた場合に比べれば、ほとんど問題がない。しかも、冷
却管17を使用するなら、これらによる棒磁石５の温度上
昇も抑制することができる。従つて、従来のような棒磁
石５の熱劣化はなく、基板４の面に常に一定の磁界を加
えることができ、良好な磁気特性をもつ磁性膜が得られ
る。

上述のようにして磁性膜を得た後、第１図に示す棒磁
石駆動装置９によつて棒磁石ホルダ16を上方に移動さ
せ、基板ホルダ３を搬送装置７によつて予備室２へ戻
し、予備室２内から基板４を取り出して作業を終える。
この説明から分かるように棒磁石ホルダ16を成膜室１内
に構成し、これを上下動させる構造とすることによつ
て、従来、基板ホルダ３毎に棒磁石を固定していた方式
に比べて、基板ホルダからの熱伝導を防止して棒磁石の
熱劣化を防止することができ、これにより、各基板に常
に一定の磁界を与えることができ、安定した磁気特性を
もつ磁性膜が得られる。

第６図は本発明の他の実施例による磁性膜形成装置を
示す縦断面図である。この実施例では予備室２や搬入装
置７や棒磁石駆動装置９がなく、固定された基板ホルダ
３へ基板４を配置する毎に成膜室１の真空を解除する
が、先の実施例との主な相違点は、基板ホルダ３および
棒磁石ホルダ16の支持構造にある。つまり基板ホルダ３
は熱抵抗の大きな支持部材19で成膜室容器へ支持してい
るのに対して、棒磁石ホルダ16は銅等の熱伝導性の良い
支持部材16aで支持している。

従つて、基板ホルダ３は図示しないヒータ等によつて
効率良く加熱でき、一方、棒磁石ホルダ16は支持部材16
aによつて熱を放出して温度上昇を抑えることができ
る。勿論、先の実施例と同じく基板ホルダ３と棒磁石ホ
ルダ16との間には間隙が形成されているので、基板ホル
ダ３から棒磁石ホルダ16への熱の伝達は大幅に抑制さ
れ、先の実施例と同様の効果が得られる。

第７図は本発明の更に異なる実施例による磁性膜形成
装置を示している。この実施例において基板ホルダ３と
棒磁石ホルダ16との間に間隙が存在する点で第６図に示
す実施例と同様であるが、棒磁石ホルダ16は気密を保し
て成膜室１外へ導出された螺合部16bで成る移動機構を
有する点で相違する。従つて基板ホルダ３から棒磁石ホ
ルダ16への熱伝導を抑制でき、また螺合部16bの近傍に
設けたつまみ20を回転させることによつて棒磁石ホルダ
16の高さを微調整できる。この棒磁石ホルダ16の微調整
は、基板４の厚さが異なる場合や、成膜すべき面の下地
膜の厚さによる違いがある場合でも、常に成膜面に平行
な最適磁界が印加できるように、基板との位置関係を良
好に保持させることになる。このようにして基板４の厚
みなどの違いによる条件差はなくなり、常に良好な磁気
特性をもつ磁性膜が得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、棒磁石ホルダと基板ホ
ルダ間に間隙を形成し、棒磁石ホルダを基板ホルダとは
別個に設けたので、基板ホルダからの熱伝導をなくすこ
とができ、これにより、棒磁石を基板ホルダに支持する
従来の構造に比較して棒磁石の温度上昇をより一層抑え
ることができる。又、棒磁石ホルダを基板ホルダとは別
個に設けたので、棒磁石ホルダの支持部を熱伝導性の良
い部材で構成し、又は、棒磁石ホルダに冷却手段を設け
る等、温度上昇の抑制に有効な手段を講じることが可能
になる。そして、これらの結果、棒磁石の熱劣化を防い
で、磁気特性の優れた磁性膜を形成する磁性膜形成装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例に係る磁性膜形
成装置の縦断面図および横断面図、第３図（Ａ），
（Ｂ）は第２図の棒磁石ホルダの背面図および平面図、
第４図（Ａ），（Ｂ）は第１図の基板ホルダの平面図お
よび側面図、第５図は第２図の要部拡大図、第６図およ
び第７図はそれぞれ異なる本発明の他の実施例による磁
性膜形成装置の縦断面図である。 １……成膜室、３……基板ホルダ、４……基板、５……
棒磁石、９……棒磁石駆動装置、11……ターゲツト、12
……ターゲツト電極、16……棒磁石ホルダ、16a……支
持部材、16b……螺合部、18……ヒータ、19……支持部
材。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成膜室と、この成膜室内に基板を保持する
   基板ホルダと、前記基板の面に平行磁界を印加するよう
   対向配置した棒磁石とを備えた磁性膜形成装置におい
   て、前記棒磁石を、前記基板ホルダとは間隙を有し、か
   つ、独立して前記成膜室に支持する棒磁石ホルダを設け
   たことを特徴とする磁性膜形成装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記棒磁石ホルダの支
   持部は、熱伝導性の良い支持部材で構成されていること
   を特徴とする磁性膜形成装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の磁性膜形成装置において、
   前記棒磁石ホルダに、前記棒磁石の温度上昇を防ぐ冷却
   手段を設けたことを特徴とする磁性膜形成装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の磁性膜形成装置において、
   前記棒磁石ホルダに、前記成膜室外から前記基板に対し
   てその厚み方向へ微調整可能に移動する機構を設けたこ
   とを特徴とする磁性膜形成装置。