JPH01312065A - 磁性膜形成装置 - 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、薄膜磁気ヘッドのコア材料等に磁性体を薄膜化す
る要求が高まっている。この要求に対して、スパッタリ
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ッタ
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ってしまう。

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’Ｃ程
度に加熱するとき、熱伝導によって基板と共に棒磁石も
加熱され、また成膜中のスパッタ粒子の衝突によっても
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って磁気特性が低
下し、この熱劣化によっ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、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のできる磁性膜形成装置を提
供するにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するために、基板面に平行磁界
を印加する棒磁石を、基板ホルダとは間隙を有すると共
に独立して支持した棒磁石ホルダに取付けたことを特徴
とする。又、他の発明は、当該棒磁石ホルダに冷却手段
を設けたことを特徴とする。さらに他の発明は、当該棒
磁石ホルダを基板の厚み方向に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って説明する。

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によっ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に沿って成膜室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、所定間隔をもって棒磁石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って、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によっ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、この位置関係によって基板４の面に平行な磁
界が棒磁石５によって与えられる。この状態で、ターゲ
ット電極１２に保持されたターゲット１１に高周波電源
１４を接続して放電を引き起こし、ターゲット１１をス
パッタして基板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によっ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によっ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っている。

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（Ｅ）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。従って、基板ホ
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３
ａ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、これによって基板
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の輻射熱やスパッタ粒子の衝突によって熱を受
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、はとんど問題がない。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。従って、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によって棒磁石ホルダ１６を上方に移動させ
、基板ホルダ３を搬送装置７によって予備室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って、
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や搬入袋Ｗ
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ｌ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。

従って、基板ホルダ３は図示しないヒータ等によって効
率良く加熱でき、一方、棒磁石ホルダ１６は支持部材１
６ａによっ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
持して成膜室１外へ導出された後、螺合部１６ｂで成る
移動機構を有する点で相違する。従って基板ホルダ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
って棒磁石ホルダ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異
なる支持構造としたため、基板ホルダから棒磁石への熱
の影響を抑制すると共に、それぞれ望ましい温度に保持
することができるので、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・・・・・・ターゲット、１２・・
・・・・ターゲット電極、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 (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、真空の成膜室内に、基板を保持する基板ホルダと、
   上記基板の面に平行磁界を印加するよう対向配置した棒
   磁石とを有する磁性膜形成装置において、上記棒磁石を
   上記基板ホルダとは間隙を有し、かつ、独立して支持す
   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１において、上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１記載のものにおいて、上記棒磁石ホルダに
   上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１記載のものにおいて、上記棒磁石ホルダに
   、上記成膜室外から上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。