多层膜溅射设备及多层膜形成方法技术

提供一种溅射设备和一种使用该溅射设备的多层膜形成方法，所述溅射设备通过有效地使用靶以高生产率和较少的螺旋形状形成多层膜。多层膜溅射设备的实施方式包括：能转动的阴极单元（３０），所述阴极单元（３０）具有相对于转动中心被配置于同一圆周上的阴极（７ａ和７ｂ）并且具有用于向各阴极供给电力的电力供给机构；传感器（１４），其用于检测阴极的位置；以及转动机构，其用于使阴极单元（３０）转动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于连续地形成多层膜的多层膜溅射设备，以及一种利用该多层膜溅射设备的多层膜形成方法。
技术介绍
目前的硬盘中的垂直记录介质使用组成中含有诸如CoCrPt-SiA或者 CoCrPt-TiO2等氧化物的记录层。将来，期望垂直记录介质具有诸如作为高Ku材料(High-Ku material)的Fe/Pt或Co/P等多层膜结构。然而，在确保一周以上的维护周期的条件下，要求阴极单元具有若干个层，以实现多层膜结构。专利文献1中公开了用于形成这种多层膜的溅射设备的结构示例，图5A至图5C 以及图6示出该结构示例。下面简单说明该结构。图5A是溅射室101的与基板输送方向垂直的方向上的截面结构的示意图。如图 5A所示，转动阴极单元103被可转动地支撑于溅射室101的两个侧壁中的每一个侧壁。保持两片基板122的承载件单元102的两侧发生放电，由此，层叠膜同时形成于两片基板122 的两侧。如图5B所示，各基板122均经由例如三个支撑爪121由承载件102保持，然后承载件102被已知的输送机构输送到相应的处理室。图5C是从基板122侧观察时转动阴极单元103的平面图。如图5C所示，转动阴极单元103设置有CoB靶132、Pd靶133以及用于加热基板122的灯加热器(热处理机构)134，靶132、靶133以及灯加热器134相对于转动中心被配置在同一圆周上。隔板131 位于靶132、靶133以及灯加热器134两两之间，以防止相互干涉以及防止彼此污染。图6是图5C的A-A’截面图，用于说明转运阴极单元103的详细结构和详细机制。在图6所示的传统的溅射设备中，用于靶132、靶133以及基板122的至少一个表面处理机构(图6中的灯加热器134)围绕转动阴极单元103的转轴130安装。保持一个以上基板122的基板保持件(承载件10 以面对靶132、靶133以及灯加热器134的方式配置，由此，转轴130或基板保持件被构造成转动。在靶132和133的背面侧圆筒状外框140 的台阶部，配置具有中心磁体141、周边磁体142以及磁轭143的磁体单元。磁体单元的中心轴145以可转动的方式由轴承146支撑。此外，齿轮144被安装于磁轭143的底面，并且齿轮144与位于圆筒构件116的前端部的齿轮119接合，其中，圆筒构件116被配置在圆筒状外框140与转轴130之间。结果，马达117的转动经由齿轮118和147使圆筒状外框140 转动，(或者马达117使靶132和133以及磁体单元围绕转轴130转动)，进一步经由齿轮 119和144使磁体单元转动。圆筒构件116经由轴承148被固定于转轴130和圆筒状外框 140。根据图6的溅射设备，在使磁体单元转动的状态下执行溅射。然而，通过使中心磁体141的中心从中心轴145的中心移位，溅射设备被构造成防止在靶132的中心和靶133的中心形成非腐蚀区域(non-erosion region)。如图10和图IlA至图IlD所示，专利文献2公开了现有技术中的多层膜形成设备的另一结构示例。下面给将简单说明该设备。在图10所示的多层膜形成设备中，设置有第一靶IOOla的第一阴极1001和设置有第二靶1002a的第二阴极1002被围绕中心轴配置。图IlA至图IlD示出图10的多层膜形成设备中的多个靶的配置和形状。基板1003由支撑构件1004以基板1003面对第一阴极1001和第二阴极1002的方式支撑。在图10和图IlA至图IlD所示多层膜形成设备中， 当将多层膜形成于基板1003时，在使第一阴极1001和第二阴极1002围绕中心轴转动的状态下，将具有第一靶IOOla的靶材的膜和具有第二靶1002a的靶材的膜以螺旋的形式形成于基板1003。现有技术文献专利文献日本特开2003-141719号公报美国专利第6328856号然而，由于可使用的靶小并且靶的寿命短，所以图5和图6所示的传统的溅射设备具有短维护周期的问题。此外，由于在磁体单元自转的状态下，靶和磁体单元被构造成围绕转轴公转，所以，传统的溅射设备具有靶的最大利用面积受限制的问题。具体地，由于磁体单元自转，可用作靶的区域与磁体单元转动的圆形区域对应。此外，在传统的溅射设备中，例如当形成Pd/(Co/Pd) X9/Pd的膜时，350W的DC电力施加到Pd靶以将厚度为IOnm的Pd膜沉积于基板。然后，400W的DC电力施加到Co/Pd 靶，以沉积Co (厚度0.3nm)和Pd (厚度1. Onm)的层叠膜，并连续进行9个周期，从而形成人工格子膜(lattice film)。此后，停止向Co/Pd靶供电，以仅沉积厚度1. Onm的Pd膜。 因此，由于需要至少三个步骤并且在这些步骤之间必须停止放电，所以存在占用很长处理时间的问题。图10和图IlA至图IlD的多层膜形成设备在形成多层膜方面是有效的。然而，由于通过使第一阴极1001和第二阴极1002在同时开始成膜和同时结束成膜的状态下转动来进行在基板1003上成膜，所以，形成于基板1003的多层膜成为螺旋状的膜。参考图IlA说明该现象。例如，当图IlA所示的阴极顺时针转动以形成作为第一层的 Co膜时，Co靶(第一靶1001a)面对基板的区域在成膜开始时和成膜结束时之间不同。结果，Co膜的厚度在成膜开始时薄，而在成膜结束时与成膜开始时相比变厚。当在如此形成的Co膜上形成作为第二层膜的Pt膜时，同样地，Pt靶面对基板的区域在成膜开始时和成膜结束时之间不同。结果，Pt膜的厚度在成膜开始时薄，而在成膜结束时与成膜开始时相比变厚。图12A是利用图10和图IlA至图IlD所示的多层膜形成设备形成多层膜的过程的示意图，结果形成了螺旋状的多层膜。即，在使阴极顺时针转动0至0.5转(从0度至 180度)期间形成Co膜，在使阴极顺时针转动0. 5至1转(从180度至360度)期间形成 Pt膜，在使阴极顺时针转动1至1. 5转(从360度至540度)期间形成Co膜。结果，当观察形成于由图12B的虚线的矩形所包围的区域中的多层膜时，多层膜的部分是如图12A所示的螺旋状的膜。形成这种螺旋状的膜的推定理由是，除了上述理由之外，当使Co靶区域(第一靶 1001a)和Pt靶区域(第二靶区域1002a)如图IlA所示转动时，通过检测各靶区域的准确位置，可认为，多层膜不会形成于基板。此外，认为，在形成Co膜的步骤和形成Pt膜的步骤之间停止放电。总之，图10和图IlA至图IlD所示的多层膜形成设备在基板上仅形成螺旋状的多层膜。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种解决上述问题的溅射设备以及提供一种使用该溅射设备的多层膜形成方法，其中，该溅射设备有效地使用靶，具有优异的生产性，并且形成具有较少螺旋形状的多层膜。为了实现上述目的，本专利技术提供一种多层膜溅射设备，其具有能转动的阴极单元，其具有相对于转动中心被配置于同一圆周上的η个阴极，其中，η为2以上的整数，以及具有用于向各阴极供给电力的电力供给机构；传感器，其用于检测所述阴极的位置；以及转动机构，其用于使所述阴极单元转动。本专利技术提供一种多层膜的形成方法，其包括以下步骤提供一种溅射设备，其包括能转动的阴极单元，其具有相对于转动中心被配置于同一圆周上的η个阴极，其中，η为 2以上的整数，以及具有用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多层膜溅射设备，其包括：能转动的阴极单元，其具有相对于转动中心被配置于同一圆周上的ｎ个阴极，其中，ｎ为２以上的整数，以及具有用于向各阴极供给电力的电力供给机构；传感器，其用于检测所述阴极的位置；以及转动机构，其用于使所述阴极单元转动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：芝本雅弘，
申请(专利权)人：佳能安内华股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP