JPH10326718A - 平行磁界印加機構 - Google Patents
平行磁界印加機構Info
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- JPH10326718A JPH10326718A JP13379397A JP13379397A JPH10326718A JP H10326718 A JPH10326718 A JP H10326718A JP 13379397 A JP13379397 A JP 13379397A JP 13379397 A JP13379397 A JP 13379397A JP H10326718 A JPH10326718 A JP H10326718A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化された、基板面内の磁界の向きを精度
よく平行に揃えられる平行磁界印加手段の提供。 【解決手段】 基板１０の磁性薄膜形成面に沿って平行
な磁界を発生する磁石１１を基板端部に配設した平行磁
界印加機構。この磁界印加機構において、基板１０は磁
性材料源の真上又は真下に該磁性材料源の面に平行に配
置され、磁石１１の基板端部に面する側に強磁性材料か
らなるポールピース１２が設けられ、該ポールピース
が、磁界方向に垂直な長さ方向において、その中心部の
厚さ（Ａ）が他の部分の厚さ（Ｂ）より薄くなるような
形状を有している。前記ポールピースを設ける代わり
に、前記磁石自体の形状を前記ポールピースの場合と同
様にして用いてもよい。
よく平行に揃えられる平行磁界印加手段の提供。 【解決手段】 基板１０の磁性薄膜形成面に沿って平行
な磁界を発生する磁石１１を基板端部に配設した平行磁
界印加機構。この磁界印加機構において、基板１０は磁
性材料源の真上又は真下に該磁性材料源の面に平行に配
置され、磁石１１の基板端部に面する側に強磁性材料か
らなるポールピース１２が設けられ、該ポールピース
が、磁界方向に垂直な長さ方向において、その中心部の
厚さ（Ａ）が他の部分の厚さ（Ｂ）より薄くなるような
形状を有している。前記ポールピースを設ける代わり
に、前記磁石自体の形状を前記ポールピースの場合と同
様にして用いてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁性薄膜を形成す
る際の平行磁界印加機構に関する。
る際の平行磁界印加機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、磁気記録の分野において、高密度
記録化が進んでおり、その再生用として磁気抵抗効果を
利用した磁気ヘッド（以下、磁気抵抗ヘッドという）が
採用されるようになってきた。
記録化が進んでおり、その再生用として磁気抵抗効果を
利用した磁気ヘッド（以下、磁気抵抗ヘッドという）が
採用されるようになってきた。
【０００３】この磁気抵抗ヘッド用磁性薄膜の形成方法
としては、スパッタリング法や真空蒸着法等の真空成膜
法が用いられている。例えば、スパッタリング装置は、
特開昭６２−１０９３０９号公報に記載されているよう
に、基板面及びその近傍に強磁性体板を配置し、基板面
内に一様な磁界を通すことにより、膜厚分布を均一にし
て、磁化容易軸の向きのばらつきの小さな磁性薄膜を形
成しようとしている。即ち、かかる磁気抵抗ヘッド用磁
性薄膜を形成するための装置は、前記公報の第１図に示
すように、スパッタ室が強磁性体ターゲット１、マグネ
トロン磁石２、マグネトロン磁石の漏洩磁界や印加した
外部磁界によりターゲット面上でプラズマ状態を乱さな
いこと及び基板３面に一様に磁界が印加できることを目
的とした強磁性体板４、並びに上記基板面に一様な磁界
を印加するためのヘルムホルツコイル５より構成されて
いる。また、電子材料、１９９４年１１月号、第５８頁
の図５にも、かかるヘルムホルツコイルを用いて均一磁
界印加を可能とする磁界印加機構を備えた磁性薄膜スパ
ッタ装置が記載されている。
としては、スパッタリング法や真空蒸着法等の真空成膜
法が用いられている。例えば、スパッタリング装置は、
特開昭６２−１０９３０９号公報に記載されているよう
に、基板面及びその近傍に強磁性体板を配置し、基板面
内に一様な磁界を通すことにより、膜厚分布を均一にし
て、磁化容易軸の向きのばらつきの小さな磁性薄膜を形
成しようとしている。即ち、かかる磁気抵抗ヘッド用磁
性薄膜を形成するための装置は、前記公報の第１図に示
すように、スパッタ室が強磁性体ターゲット１、マグネ
トロン磁石２、マグネトロン磁石の漏洩磁界や印加した
外部磁界によりターゲット面上でプラズマ状態を乱さな
いこと及び基板３面に一様に磁界が印加できることを目
的とした強磁性体板４、並びに上記基板面に一様な磁界
を印加するためのヘルムホルツコイル５より構成されて
いる。また、電子材料、１９９４年１１月号、第５８頁
の図５にも、かかるヘルムホルツコイルを用いて均一磁
界印加を可能とする磁界印加機構を備えた磁性薄膜スパ
ッタ装置が記載されている。
【０００４】また、真空蒸着装置においては、例えば、
特開平５−３３９７１１号公報に記載されているよう
に、基板に近接して磁石を配置し、この磁石によって基
板の蒸着面に対して常に一定の方向を向いた磁界を蒸着
面に沿って発生させるために、該基板を取り付ける支持
板に、基板の中心を通る径方向の直線に関して対称な位
置でかつ該基板に近接して２つの棒状の磁石を取り付け
るようにした磁界印加機構が知られている。
特開平５−３３９７１１号公報に記載されているよう
に、基板に近接して磁石を配置し、この磁石によって基
板の蒸着面に対して常に一定の方向を向いた磁界を蒸着
面に沿って発生させるために、該基板を取り付ける支持
板に、基板の中心を通る径方向の直線に関して対称な位
置でかつ該基板に近接して２つの棒状の磁石を取り付け
るようにした磁界印加機構が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、磁気ヘッドの生
産性を上げるために基板の大型化が進み、それに伴い膜
厚の均一性ばかりでなく、形成される磁性薄膜の磁化容
易軸の向きが基板面内のどの位置でも同じ方向を向くよ
うにすることが求められている。
産性を上げるために基板の大型化が進み、それに伴い膜
厚の均一性ばかりでなく、形成される磁性薄膜の磁化容
易軸の向きが基板面内のどの位置でも同じ方向を向くよ
うにすることが求められている。
【０００６】しかし、前記スパッタリング装置では、基
板の大型化に伴って磁界を印加する磁界発生部であるヘ
ルムホルツコイルの寸法が大きくなり、そのためにスパ
ッタ室が大きくなって、コストが増加するという問題が
ある。
板の大型化に伴って磁界を印加する磁界発生部であるヘ
ルムホルツコイルの寸法が大きくなり、そのためにスパ
ッタ室が大きくなって、コストが増加するという問題が
ある。
【０００７】また、前記真空蒸着装置のように、基板の
中心を通る径方向の直線に対して対称な位置でかつ該基
板に近接して２つの棒状の磁石を取り付けただけでは、
基板面内に一様に方向のそろった平行磁界が得られず、
形成される磁性薄膜の磁化容易軸の向きのばらつきを十
分に小さくすることはできないという問題がある。
中心を通る径方向の直線に対して対称な位置でかつ該基
板に近接して２つの棒状の磁石を取り付けただけでは、
基板面内に一様に方向のそろった平行磁界が得られず、
形成される磁性薄膜の磁化容易軸の向きのばらつきを十
分に小さくすることはできないという問題がある。
【０００８】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解消し、小型化された、基板面内の磁界の向きを精度よ
く平行に揃えられる磁界印加手段としての磁性薄膜形成
用平行磁界印加機構を提供することにある。
解消し、小型化された、基板面内の磁界の向きを精度よ
く平行に揃えられる磁界印加手段としての磁性薄膜形成
用平行磁界印加機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の平行磁界印加機
構は、基板の磁性薄膜形成面に沿って平行な磁界を発生
する磁石を該基板端部に配設した平行磁界印加機構であ
って、該基板を磁性材料源の真上又は真下に該磁性材料
源の面に平行に配置し、該磁石の基板端部に面する側に
強磁性材料からなるポールピースを設け、該ポールピー
スを、磁界方向に垂直な長さ方向において、その中心部
の厚さが他の部分の厚さより薄くなるように形成してあ
る。
構は、基板の磁性薄膜形成面に沿って平行な磁界を発生
する磁石を該基板端部に配設した平行磁界印加機構であ
って、該基板を磁性材料源の真上又は真下に該磁性材料
源の面に平行に配置し、該磁石の基板端部に面する側に
強磁性材料からなるポールピースを設け、該ポールピー
スを、磁界方向に垂直な長さ方向において、その中心部
の厚さが他の部分の厚さより薄くなるように形成してあ
る。
【００１０】また、前記平行磁界印加機構において、ポ
ールピースを設ける代わりに、該磁石自体を、磁界方向
に垂直な長さ方向において、その中心部の厚さが他の部
分の厚さより薄くなるように形成してもよい。
ールピースを設ける代わりに、該磁石自体を、磁界方向
に垂直な長さ方向において、その中心部の厚さが他の部
分の厚さより薄くなるように形成してもよい。
【００１１】前記磁石は永久磁石又は電磁石であり、前
記基板と前記磁界との相対的な位置関係が磁性薄膜形成
中に変化しないようになっていることが望ましい。さら
に、前記基板は、磁性薄膜形成中、該磁石又はポールピ
ースの高さの半分の位置の平面内に配置されていること
が望ましい。
記基板と前記磁界との相対的な位置関係が磁性薄膜形成
中に変化しないようになっていることが望ましい。さら
に、前記基板は、磁性薄膜形成中、該磁石又はポールピ
ースの高さの半分の位置の平面内に配置されていること
が望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明するが、これは単なる説明のためのもの
で本発明を何ら限定するものではない。
を参照して説明するが、これは単なる説明のためのもの
で本発明を何ら限定するものではない。
【００１３】２つの棒状の磁石を、基板の中心を通る径
方向の直線に対して対称な位置でかつ該基板に近接し
て、磁石の基板端部に面する側の極性が異なるようにし
て配置しただけでは、基板の成膜面における磁界分布は
図１に示す如く磁力線の平行性が悪い。この場合に、平
行性の良い磁界を発生するためには、磁石１の長さ
（Ｌ）が基板２の直径（Ｄ）よりかなり大きく、例えば
Ｌ／Ｄを２倍以上とすることが必要である。図１中、θ
は円周上の位置を表す角度を示す。この図１の円形基板
の円周上のスキュー角の分布状態を図２に示す。図２か
ら明らかなように、基板円周上でのスキュー角は広い範
囲で変化し、最大値も大きな値をとり、円形基板の成膜
面上の磁力線の平行性が位置によって非常に悪くなって
いることがわかる。
方向の直線に対して対称な位置でかつ該基板に近接し
て、磁石の基板端部に面する側の極性が異なるようにし
て配置しただけでは、基板の成膜面における磁界分布は
図１に示す如く磁力線の平行性が悪い。この場合に、平
行性の良い磁界を発生するためには、磁石１の長さ
（Ｌ）が基板２の直径（Ｄ）よりかなり大きく、例えば
Ｌ／Ｄを２倍以上とすることが必要である。図１中、θ
は円周上の位置を表す角度を示す。この図１の円形基板
の円周上のスキュー角の分布状態を図２に示す。図２か
ら明らかなように、基板円周上でのスキュー角は広い範
囲で変化し、最大値も大きな値をとり、円形基板の成膜
面上の磁力線の平行性が位置によって非常に悪くなって
いることがわかる。
【００１４】これに対し、本発明の平行磁界印加機構
は、図３に示すように、磁性材料を基板１０に堆積する
際の基板の磁性薄膜形成面に沿って平行な磁界を発生す
るための磁石１１を、基板の両端部に、基板の中心部を
通る径方向の直線に対して対称的な位置でかつ該基板に
近接して配設するようにし、該基板を磁性材料源（図示
せず）の真上又は真下に該磁性材料源の面に平行に配置
し、該磁石の基板端部に面する側に強磁性材料からなる
ポールピース１２を設け、該ポールピースを、磁界方向
に垂直な長さ方向において、その中心部の厚さ（Ａ）が
他の部分の厚さ（Ｂ）より薄くなるように形成してあ
る。かくして、図４に示す如く、円形基板の成膜面にお
ける磁力線の平行性は極めて良好である。図４中、θは
円周上の位置を表す角度を示す。この図４の円形基板
（直径Ｄ）の円周上のスキュー角の分布状態を示す図５
から明らかなように、磁界角度分布は±１．００°の範
囲内にあり、平行性が良好であることがわかる。
は、図３に示すように、磁性材料を基板１０に堆積する
際の基板の磁性薄膜形成面に沿って平行な磁界を発生す
るための磁石１１を、基板の両端部に、基板の中心部を
通る径方向の直線に対して対称的な位置でかつ該基板に
近接して配設するようにし、該基板を磁性材料源（図示
せず）の真上又は真下に該磁性材料源の面に平行に配置
し、該磁石の基板端部に面する側に強磁性材料からなる
ポールピース１２を設け、該ポールピースを、磁界方向
に垂直な長さ方向において、その中心部の厚さ（Ａ）が
他の部分の厚さ（Ｂ）より薄くなるように形成してあ
る。かくして、図４に示す如く、円形基板の成膜面にお
ける磁力線の平行性は極めて良好である。図４中、θは
円周上の位置を表す角度を示す。この図４の円形基板
（直径Ｄ）の円周上のスキュー角の分布状態を示す図５
から明らかなように、磁界角度分布は±１．００°の範
囲内にあり、平行性が良好であることがわかる。
【００１５】上記磁性材料源としては、真空成膜法で用
いられる種々の材料からなるターゲット又は蒸発源を使
用することができる。
いられる種々の材料からなるターゲット又は蒸発源を使
用することができる。
【００１６】ポールピースは、前記したように、磁界方
向に垂直な長さ方向において、その中心部の厚さが他の
部分の厚さより薄くなるように形成されているが、この
形状は特に制限されるものではなく、平行な磁力線が形
成され得るようになる形状であればよい。例えば、ポー
ルピースは、その中心部の厚さが他の部分の厚さより薄
くなるように、その基板端部に面する側が階段状に又は
勾配をもって形成され、また、その基板端部に面する側
と反対側の面は対向する磁石の面と平行となるように形
成されればよい。
向に垂直な長さ方向において、その中心部の厚さが他の
部分の厚さより薄くなるように形成されているが、この
形状は特に制限されるものではなく、平行な磁力線が形
成され得るようになる形状であればよい。例えば、ポー
ルピースは、その中心部の厚さが他の部分の厚さより薄
くなるように、その基板端部に面する側が階段状に又は
勾配をもって形成され、また、その基板端部に面する側
と反対側の面は対向する磁石の面と平行となるように形
成されればよい。
【００１７】前記ポールピースを設ける代わりに、前記
磁石自体を、磁界方向に垂直な長さ方向において、その
中心部の厚さが他の部分の厚さより薄くなるように形成
してもよい。その場合の磁石の形状は前記ポールピース
の場合と同じである。
磁石自体を、磁界方向に垂直な長さ方向において、その
中心部の厚さが他の部分の厚さより薄くなるように形成
してもよい。その場合の磁石の形状は前記ポールピース
の場合と同じである。
【００１８】前記基板は、磁性薄膜形成中、該磁石又は
ポールピースの高さの半分の位置にあるようにｘｚ平面
内に配置されていることが望ましい。図６に、磁石又は
ポールピースの高さの半分の位置のｘｚ平面内に基板を
配置した場合（図中の基板Ｘ）及び磁石又はポールピー
スの高さ方向の端部の位置のｘｚ平面に基板を配置した
場合（図中の基板Ｙ）について、磁性薄膜形成面と磁力
線との位置関係を示す。図６に示された基板（Ｘ及び
Ｙ）についてのＺ／ＲとＡＴＡＮ Ｂｘ／Ｂｚとの関係
を示すグラフ（図７）から明らかなように、磁石又はポ
ールピースの高さの半分の位置のｘｚ平面内に基板を配
置すれば、所期の目的が達成される。
ポールピースの高さの半分の位置にあるようにｘｚ平面
内に配置されていることが望ましい。図６に、磁石又は
ポールピースの高さの半分の位置のｘｚ平面内に基板を
配置した場合（図中の基板Ｘ）及び磁石又はポールピー
スの高さ方向の端部の位置のｘｚ平面に基板を配置した
場合（図中の基板Ｙ）について、磁性薄膜形成面と磁力
線との位置関係を示す。図６に示された基板（Ｘ及び
Ｙ）についてのＺ／ＲとＡＴＡＮ Ｂｘ／Ｂｚとの関係
を示すグラフ（図７）から明らかなように、磁石又はポ
ールピースの高さの半分の位置のｘｚ平面内に基板を配
置すれば、所期の目的が達成される。
【００１９】本発明の上記平行磁界印加機構は、既知の
磁性薄膜形成装置、例えば、スパッタリング法や真空蒸
着法等の真空成膜法で用いる磁性薄膜形成装置に適用で
きる。
磁性薄膜形成装置、例えば、スパッタリング法や真空蒸
着法等の真空成膜法で用いる磁性薄膜形成装置に適用で
きる。
【００２０】
【発明の効果】本発明の平行磁界印加機構は、小型化さ
れた、基板面内の磁界の向きを精度よく平行に揃えられ
る磁界印加手段として有用である。
れた、基板面内の磁界の向きを精度よく平行に揃えられ
る磁界印加手段として有用である。
【図１】従来の磁界発生手段による基板上の磁力線の方
向を模式的に示す平面図。
向を模式的に示す平面図。
【図２】図１の円形基板の円周上のスキュー角の分布状
態を示すグラフ。
態を示すグラフ。
【図３】本発明の平行磁界印加機構の一実施態様を示す
斜視図。
斜視図。
【図４】本発明の平行磁界印加機構による基板上の磁力
線の方向を模式的に示す平面図。
線の方向を模式的に示す平面図。
【図５】図４の円形基板の円周上のスキュー角の分布状
態を示すグラフ。
態を示すグラフ。
【図６】基板の配置位置による薄膜形成面と磁力線との
関係を模式的に示す断面図。
関係を模式的に示す断面図。
【図７】図６に示された基板について、Ｚ／ＲとＡＴＡ
Ｎ Ｂｘ／Ｂｚとの関係を示すグラフ。
Ｎ Ｂｘ／Ｂｚとの関係を示すグラフ。
１ 磁石 ２ 基板 １０ 基板
１１ 磁石 １２ ポールピース Ａ ポール
ピースの中心部の厚さ Ｂ ポールピースの中心部以外の厚さ Ｄ 基板の直
径 Ｌ 磁石の長さ Ｘ 基板
Ｙ 基板
１１ 磁石 １２ ポールピース Ａ ポール
ピースの中心部の厚さ Ｂ ポールピースの中心部以外の厚さ Ｄ 基板の直
径 Ｌ 磁石の長さ Ｘ 基板
Ｙ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北浜 道 神奈川県茅ヶ崎市萩園2500番地 日本真空 技術株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 基板の磁性薄膜形成面に沿って平行な磁
界を発生する磁石を該基板端部に配設した平行磁界印加
機構であって、該基板は磁性材料源の真上又は真下に該
磁性材料源の面に平行に配置され、該磁石の基板端部に
面する側に強磁性材料からなるポールピースが設けら
れ、該ポールピースが、磁界方向に垂直な長さ方向にお
いて、その中心部の厚さが他の部分の厚さより薄く形成
されていることを特徴とする平行磁界印加機構。 - 【請求項２】 基板の磁性薄膜形成面に沿って平行な磁
界を発生する磁石を該基板端部に配設した平行磁界印加
機構であって、該基板は磁性材料源の真上又は真下に該
磁性材料源の面に平行に配置され、該磁石が、磁界方向
に垂直な長さ方向において、その中心部の厚さが他の部
分の厚さより薄く形成されていることを特徴とする平行
磁界印加機構。 - 【請求項３】 前記磁石が永久磁石若しくは電磁石であ
る請求項１又は２記載の平行磁界印加機構。 - 【請求項４】 前記基板と前記磁界との相対的な位置関
係が磁性薄膜形成中に変化しないようになっている請求
項１〜３のいずれかに記載の平行磁界印加機構。 - 【請求項５】 前記基板が、磁性薄膜形成中、前記磁石
又はポールピースの高さの半分の位置の平面内に配置さ
れている請求項１〜４のいずれかに記載の平行磁界印加
機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13379397A JPH10326718A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 平行磁界印加機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13379397A JPH10326718A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 平行磁界印加機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10326718A true JPH10326718A (ja) | 1998-12-08 |
Family
ID=15113159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13379397A Pending JPH10326718A (ja) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | 平行磁界印加機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10326718A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8377270B2 (en) | 2008-12-03 | 2013-02-19 | Canon Anelva Corporation | Plasma processing apparatus, magnetoresistive device manufacturing apparatus, magnetic thin film forming method, and film formation control program |
-
1997
- 1997-05-23 JP JP13379397A patent/JPH10326718A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8377270B2 (en) | 2008-12-03 | 2013-02-19 | Canon Anelva Corporation | Plasma processing apparatus, magnetoresistive device manufacturing apparatus, magnetic thin film forming method, and film formation control program |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date: 20040419 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060829 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061005 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061114 |
|
| A521 | Written amendment |
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