(57)【要約】【課題】基板の面内において磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきを抑えることを可能とした成膜装置、および、成膜方法を提供する。【解決手段】成膜装置は、一軸磁気異方性を発現することが可能な磁性材料を含むターゲット３１と、ターゲット３１と対向する領域に所定のピッチで並ぶ複数の磁石２１を含み、ターゲット３１と複数の磁石２１との間に位置する基板Ｓに平行な水平磁場ＨＭを基板Ｓとターゲット３１との間に形成する第１磁気回路２０と、基板Ｓに対する第１磁気回路２０の位置を、第１方向Ｄ１に沿って、第１位置と第１位置から所定のピッチ以下だけ離れた第２位置との間で変える第１位置変更部１８と、を備える。各磁石２１は、第１方向Ｄ１に沿って所定のピッチで並ぶ。【選択図】図３
2019073756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸磁気異方性を発現することが可能な磁性材料を含むターゲットと、
前記ターゲットと対向する領域に所定のピッチで並ぶ複数の磁石を含み、前記ターゲットと前記複数の磁石との間に位置する基板に平行な水平磁場を前記基板と前記ターゲットとの間に形成する磁気回路と、
前記基板に対する前記磁気回路の位置を、変位方向に沿って、第１位置と前記第１位置から前記ピッチ以下だけ離れた第２位置との間で変える位置変更部と、を備え、
前記各磁石は、前記変位方向に沿って前記ピッチで並ぶ、
成膜装置。
【請求項２】
前記変位方向において、前記第１位置と前記第２位置との間の距離は、前記磁石の幅以下である
請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記磁気回路は、前記磁気回路が前記第１位置に位置するときと、前記磁気回路が前記第２位置に位置するときとの間において、前記変位方向において前記基板の全体に重なる前記水平磁場が形成されるように構成されている
請求項２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記変位方向において、前記複数の磁石が位置する領域の長さは、前記基板が位置する領域の長さ以上である
請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記位置変更部は、毎分３００ｍｍ以上の速度で前記基板に対する前記磁気回路の位置を前記変位方向に沿って変える
請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記磁性材料は、鉄、コバルト、ニッケル、タンタル、モリブデン、銅、および、ジルコニウムのうち少なくとも１つを含む軟磁性材料であり、
前記磁気回路は、前記水平磁場の磁束密度が０．４ｍＴ以上であるように構成されている
請求項１から５のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記ターゲットにおける被スパッタ面が露出するとともに、前記基板を収容する真空槽と、
前記真空槽内に前記ターゲットをスパッタするためのプラズマを生成するプラズマ生成部と、
前記位置変更部および前記プラズマ生成部の駆動を制御する制御部と、をさらに備え、
前記制御部は、前記位置変更部に前記基板に対する前記磁気回路の位置の変更を開始させた後に、前記プラズマ生成部に前記プラズマを生成させる
請求項１から６のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項８】
一軸磁気異方性を発現することが可能な磁性材料を含むターゲットをスパッタすることと、
前記ターゲットと対向する領域に所定のピッチで並ぶ複数の磁石が基板と前記ターゲットとの間に形成する前記基板と平行な水平磁場の位置を、前記ターゲットがスパッタされている間に、変位方向に沿って、第１位置と前記第１位置から前記ピッチ以下だけ離れた第２位置との間で変えることと、を含み、
前記水平磁場の位置を変えることでは、前記複数の磁石が前記変位方向に沿って前記ピッチで並んでいる
成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性膜を形成する成膜装置、および、成膜方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性材料を含む磁性膜を形成する成膜装置として、磁性材料を含むターゲットと、チャンバ内におけるターゲットと対向する位置にて基板を支持する支持部と、ターゲットに対して支持部とは反対側に位置するとともに磁気回路を含む電極部とを備える成膜装置が知られている。成膜装置では、チャンバ内にスパッタガスが供給されている状態で電極部に電圧が印加されることによって、ターゲットがスパッタされる。これにより、基板のうち、ターゲットと対向する面に磁性膜が形成される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２９８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、磁性膜には、磁性膜における特性の１つである一軸磁気異方性を有する磁性膜、すなわち磁性膜が広がる方向に平行な所定の方向として、磁化されやすい方向である磁化容易軸と、磁化されにくい方向である磁化困難軸とを有する軟磁性膜が知られている。軟磁性膜は、例えばインダクタなどの素子を形成するために用いられている。軟磁性膜では、軟磁性膜に占める素子を形成することが可能な領域の割合を高める上で、軟磁性膜が形成される基板の面内において、磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきを抑えることが求められている。
本発明は、基板の面内において磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきを抑えることを可能とした成膜装置、および、成膜方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための成膜装置は、一軸磁気異方性を発現することが可能な磁性材料を含むターゲットと、前記ターゲットと対向する領域に所定のピッチで並ぶ複数の磁石を含み、前記ターゲットと前記複数の磁石との間に位置する基板に平行な水平磁場を前記基板と前記ターゲットとの間に形成する磁気回路と、前記基板に対する前記磁気回路の位置を、変位方向に沿って、第１位置と前記第１位置から前記ピッチ以下だけ離れた第２位置との間で変える位置変更部と、を備える。前記各磁石は、前記変位方向に沿って前記ピッチで並ぶ。
【０００６】
上記課題を解決するための成膜方法は、一軸磁気異方性を発現することが可能な磁性材料を含むターゲットをスパッタすることと、前記ターゲットと対向する領域に所定のピッチで並ぶ複数の磁石が基板と前記ターゲットとの間に形成する前記基板と平行な水平磁場の位置を、前記ターゲットがスパッタされている間に、変位方向に沿って、第１位置と前記第１位置から前記ピッチ以下だけ離れた第２位置との間で変えることと、を含む。前記水平磁場の位置を変えることでは、前記複数の磁石が前記変位方向に沿って前記ピッチで並んでいる。
【０００７】
基板に水平磁場を印加する磁気回路が、基板のほぼ全体に水平磁場を印加することが可能であっても、基板と磁気回路とが対向する方向において、基板のなかで、磁気回路が有する磁石と重なる部位には、水平磁場はほとんど印加されず、かつ、基板の広がる平面に対してほぼ垂直な磁場が印加される。そして、基板のなかで、磁気回路が有する磁石と重なる部分では、水平磁場がほとんど印加されないために、一軸磁気異方性の低い磁性膜が形成され、これにより、基板のなかで、水平磁場が印加された部位に形成された磁性膜との間で、一軸磁気異方性にばらつきが生じる。この点で、上記構成によれば、基板と磁気回路とが対向する方向において、基板のなかで磁石と重なる部位が固定されることが抑えられる。言い換えれば、磁気回路が形成する磁場の状態が、磁気回路の変位方向において固定されることが抑えられる。それゆえに、基板のなかで、垂直磁場が印加される部位が固定されることが抑えられ、結果として、基板の面内において磁性膜の一軸磁気異方性にばらつきが生じることが抑えられる。
【０００８】
上記成膜装置において、前記変位方向において、前記第１位置と前記第２位置との間の距離は、前記磁石の幅以下であることが好ましい。
【０００９】
上記構成によれば、変位方向に沿って磁気回路を動かす距離が磁石の幅以下で済むため、基板に対して磁気回路を動かすために必要な機構の小型化を実現することができる。
【００１０】
上記成膜装置において、前記磁気回路は、前記磁気回路が前記第１位置に位置するときと、前記磁気回路が前記第２位置に位置するときとの間において、前記変位方向において前記基板の全体に重なる前記水平磁場が形成されるように構成されていることが好ましい。
【００１１】
上記構成によれば、基板に対する磁気回路の変位量が、磁石の幅以下という小さい範囲であっても、第１位置であれ、第２位置であれ、基板の全体に重なる水平磁場が形成されるため、結果として、基板の面内での磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきが変位方向の全体において抑えられる。
【００１２】
上記成膜装置において、前記変位方向において、前記複数の磁石が位置する領域の長さは、前記基板が位置する領域の長さ以上であることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、変位方向において、基板の全体に重なる水平磁場がより確実に形成されやすくなり、結果として、基板の面内において磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきがより抑えられる。
【００１４】
上記成膜装置において、前記位置変更部は、毎分３００ｍｍ以上の速度で前記基板に対する前記磁気回路の位置を前記変位方向に沿って変えることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、基板の各部位に印加される磁場の状態が固定されることがより確実に抑えられるため、基板の面内において磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきがより抑えられる。
【００１６】
上記成膜装置において、前記磁性材料は、鉄、コバルト、ニッケル、タンタル、モリブデン、銅、および、ジルコニウムのうち少なくとも１つを含む軟磁性材料であり、前記磁気回路は、前記水平磁場の磁束密度が０．４ｍＴ以上であるように構成されてもよい。
【００１７】
上記構成によれば、磁性材料が軟磁性材料であり、かつ、基板に印加される水平磁場における磁束密度が０．４ｍＴ以上であるため、軟磁性膜において一軸磁気異方性が高められ、結果として、基板の面内において軟磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきが抑えられる。
【００１８】
上記成膜装置において、前記ターゲットにおける被スパッタ面が露出するとともに、前記基板を収容する真空槽と、前記真空槽内に前記ターゲットをスパッタするためのプラズマを生成するプラズマ生成部と、前記位置変更部および前記プラズマ生成部の駆動を制御する制御部と、をさらに備える。前記制御部は、前記位置変更部に前記基板に対する前記磁気回路の位置の変更を開始させた後に、前記プラズマ生成部に前記プラズマを生成させることが好ましい。
【００１９】
上記構成によれば、位置変更部による磁気回路の位置の変更が開始された後にターゲットがスパッタされるため、磁性膜の形成が開始されたときから、基板における磁場の状態が固定されることが抑えられる。それゆえに、ターゲットのスパッタが開始された後に磁気回路の位置の変更が開始されるよりも、基板の面内において磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきがより抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】成膜装置の一実施形態における成膜装置を上面視した状態を基板とともに示すブロック図。
【図２】成膜チャンバを上面視した状態を基板とともに示すブロック図。
【図３】成膜チャンバを上面視した状態を基板とともに示すブロック図。
【図４】第１磁気回路が有する磁石の構造を示す平面図。
【図５】磁石から延びる磁力線を模式的に示す模式図。
【図６】第１磁気回路が位置する第１位置と第２位置とを説明するための図。
【図７】磁場を印加しない状態で成膜した軟磁性膜の磁化曲線を示すグラフ。
【図８】磁束密度が０．３ｍＴである磁場を印加した状態で成膜した軟磁性膜の磁化曲線を示すグラフ。
【図９】磁束密度が０．４ｍＴである磁場を印加した状態で成膜した軟磁性膜の磁化曲線を示すグラフ。
【図１０】磁束密度が１０ｍＴである磁場を印加した状態で成膜した軟磁性膜の磁化曲線を示すグラフ。
【図１１】試験例における第１磁気回路の平面構造を示す平面図。
【図１２】第１磁気回路における位置と磁束密度との関係を示すグラフ。
【図１３】第１磁気回路における位置と磁束密度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１から図１３を参照して、成膜装置および成膜方法を具体化した一実施形態を説明する。以下では、成膜装置の構成、成膜チャンバの構成、および、試験例を順に説明する。
【００２２】
［スパッタ装置の構成］
図１を参照して、成膜装置の構成を説明する。
図１が示すように、成膜装置１０は、１つの方向である第１方向Ｄ１に沿って並ぶロードロックチャンバ１１と、成膜チャンバ１２とを備えている。ロードロックチャンバ１１と成膜チャンバ１２との間には、ゲートバルブ１３が位置し、ゲートバルブ１３が開くことによって、ロードロックチャンバ１１と成膜チャンバ１２との間が連通され、ゲートバルブ１３が閉じることによって、ロードロックチャンバ１１と成膜チャンバ１２との間での通気が遮断される。
【００２３】
成膜装置１０の処理対象は基板Ｓであり、基板Ｓは、基板Ｓを支持するトレイＴに取り付けられた状態で、成膜装置１０内に搬入される。基板Ｓの形成材料は、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、ガラス、および、各種の合成樹脂などであり、トレイＴの形成材料は、例えば金属などである。
【００２４】
成膜装置１０は、搬送部１４を備え、搬送部１４は、ロードロックチャンバ１１から成膜チャンバ１２までにわたって第１方向Ｄ１に沿って延び、ロードロックチャンバ１１内、および、成膜チャンバ１２内において、トレイＴに取り付けられた状態の基板Ｓを第１方向Ｄ１に沿って搬送する。搬送部１４は、成膜チャンバ１２内における所定の位置において基板Ｓを支持することが可能であり、搬送部１４は支持部の一例である。搬送部１４は、基板Ｓのうち、処理対象となる面が水平方向に対してほぼ直交する状態で、言い換えれば、基板Ｓを起立させた状態で搬送する。
【００２５】
ロードロックチャンバ１１は排気部１５を備え、排気部１５は、ロードロックチャンバ１１の内部を所定の圧力にまで減圧する。ロードロックチャンバ１１は、成膜装置１０の外部から成膜前の基板Ｓを搬入し、成膜後の基板Ｓを成膜装置１０の内部から搬出する。
【００２６】
成膜チャンバ１２は、排気部１６、冷却部１７、第１位置変更部１８、第１磁気回路２０、および、カソード３０を備えている。成膜チャンバ１２は真空槽の一例であり、成膜チャンバ１２では、カソード３０が含むターゲットの被スパッタ面が露出し、成膜チャンバ１２は基板Ｓを収容する。
【００２７】
排気部１６は、ロードロックチャンバ１１の排気部１５と同様、成膜チャンバ１２の内部を所定の圧力にまで減圧する。冷却部１７は、基板Ｓに対する磁性膜の形成が行われているときに、基板Ｓを冷却する。
【００２８】
第１磁気回路２０は、基板Ｓに対する磁性膜の形成が行われているときに、基板Ｓにおける処理対象となる面に、基板Ｓに平行な、言い換えれば第１方向Ｄ１と平行な水平磁場を形成する。第１位置変更部１８は、第１方向Ｄ１において第１磁気回路２０の位置を第１位置と第２位置との間で変える。搬送部１４は、成膜チャンバ１２の内部において、カソード３０と対向する位置に、基板Ｓを配置する。成膜チャンバ１２は、搬送部１４の配置する基板Ｓに対して、磁性膜を形成する処理である成膜処理を施す。
【００２９】
成膜装置１０は、成膜装置１０の駆動を制御する制御部１０Ｃを備えている。制御部１０Ｃは、カソード３０を含むプラズマ生成部、および、第１位置変更部１８などの各部に電気的に接続され、各部の駆動を制御している。プラズマ生成部は、ターゲットをスパッタするためのプラズマを生成する。制御部１０Ｃは、プラズマ生成部を構成する各部の駆動を開始させるための開始信号、および、駆動を停止させるための停止信号を生成する。制御部１０Ｃは、プラズマ生成部を構成する各部の駆動を開始させるタイミング、および、各部の駆動を停止させるタイミングに、各部に対して信号を出力する。
【００３０】
また、制御部１０Ｃは、第１位置変更部１８に第１磁気回路２０の位置の変更を開始させるための開始信号、および、位置の変更を停止させるための停止信号を生成する。制御部１０Ｃは、第１位置変更部１８に第１磁気回路２０の位置の変更を開始させるタイミング、および、位置の変更を停止させるタイミングに、第１位置変更部１８に対して各信号を出力する。
【００３１】
これにより制御部１０Ｃは、第１位置変更部１８に基板Ｓに対する第１磁気回路２０の位置の変更を開始させた後に、プラズマ生成部にプラズマを生成させる。このように、第１位置変更部１８による第１磁気回路２０の位置の変更が開始された後にターゲットがスパッタされるため、磁性膜の形成が開始されたときから、基板Ｓにおける磁場の状態が固定されることが抑えられる。それゆえに、ターゲットのスパッタが開始された後に第１磁気回路２０の位置の変更が開始されるよりも、磁性膜の面内における一軸磁気異方性のばらつきがより抑えられる。
【００３２】
なお、制御部１０Ｃは、上述したゲートバルブ１３および搬送部１４の各々にも電気的に接続されている。制御部１０Ｃは、ゲートバルブ１３を開くための開信号、および、ゲートバルブ１３を閉じるための閉信号を生成する。制御部１０Ｃは、ゲートバルブ１３を開くタイミング、および、ゲートバルブ１３を閉じるタイミングに、各信号をゲートバルブ１３に対して出力する。
【００３３】
また、制御部１０Ｃは、搬送部１４にトレイＴの搬送を開始させるための開始信号、および、搬送を停止させるための停止信号を生成する。制御部１０Ｃは、搬送部１４にトレイＴの搬送を開始させるタイミング、および、搬送を停止させるタイミングに、搬送部１４に各信号を出力する。
【００３４】
こうした成膜装置１０では、まず、成膜前の基板Ｓを支持するトレイＴを、成膜装置１０の外部からロードロックチャンバ１１を介して成膜装置１０の内部に搬入する。そして、制御部１０Ｃが、ロードロックチャンバ１１から成膜チャンバ１２に向けたトレイＴの搬送と、成膜チャンバ１２内でのトレイＴの支持を搬送部１４に行わせる。
【００３５】
次いで、制御部１０Ｃは、第１位置変更部１８に第１磁気回路２０の位置の変更を開始させた後に、プラズマ生成部にプラズマを生成させることで、磁性膜の形成を開始させる。制御部１０Ｃは、所定の時間が経過した後に、プラズマ生成部によるプラズマの生成と、第１位置変更部１８による第１磁気回路２０の位置の変更とを停止させる。
【００３６】
制御部１０Ｃは、成膜チャンバ１２からロードロックチャンバ１１に向けて成膜後の基板Ｓを支持するトレイＴを搬送部１４に搬送させる。その後、ロードロックチャンバ１１を介して成膜後の基板Ｓを成膜装置１０の外部に搬出する。
【００３７】
なお、成膜前の基板Ｓを支持するトレイＴを成膜装置１０に搬入すること、および、成膜後の基板Ｓを支持するトレイＴを成膜装置１０から搬出することは、成膜装置１０が備えるロボットによって行われてもよいし、成膜装置１０を使用する使用者によって行われてもよい。
【００３８】
また、成膜装置１０は、少なくとも成膜チャンバ１２を備えていればよく、ロードロックチャンバ１１を備えていなくてもよい。また、成膜装置１０は、ロードロックチャンバ１１と成膜チャンバ１２とに加えて、成膜チャンバ１２よりも前に基板Ｓに対して所定の処理を行うチャンバや、成膜チャンバ１２よりも後に基板Ｓに対して所定の処理を行うチャンバを備えていてもよい。
【００３９】
［成膜チャンバの構成］
図２から図６を参照して、成膜チャンバ１２の構成をより詳しく説明する。
図２が示すように、成膜チャンバ１２は、冷却部１７とカソード３０とが対向する対向方向において、冷却部１７および第１磁気回路２０の位置を変える第２位置変更部１９を備えている。第２位置変更部１９は、対向方向において、冷却部１７および第１磁気回路２０の位置を第３位置と第４位置との間で変える。第３位置は、冷却部１７がトレイＴに接することが可能な位置であり、第４位置は、冷却部１７がトレイＴから離れた位置である。
【００４０】
第２位置変更部１９は、成膜チャンバ１２内において、トレイＴの位置が固定された後であって、基板Ｓに対する成膜処理が開始される前に、第４位置に位置する冷却部１７および第１磁気回路２０を第４位置から第３位置に移動させる。また、第２位置変更部１９は、搬送部１４が、成膜後の基板Ｓを支持するトレイＴを成膜チャンバ１２からロードロックチャンバ１１に移動させる間、および、成膜前の基板Ｓを支持するトレイＴをロードロックチャンバ１１から成膜チャンバ１２に移動させる間は、冷却部１７および第１磁気回路２０を第４位置に位置させる。
【００４１】
このように、第２位置変更部１９が第３位置に冷却部１７を位置させることによって、基板Ｓを冷却する効率を高めることができる。また、第２位置変更部１９が、冷却部１７および第１磁気回路２０を第４位置に配置することで、搬送部１４によるトレイＴの搬送に冷却部１７および第１磁気回路２０が干渉することが抑えられる。
【００４２】
図３は、成膜チャンバ１２が備える第１磁気回路２０の構成、および、カソード３０の構成をより詳しく示したブロック図である。なお、図３では、図示の便宜上、冷却部１７および第２位置変更部１９の図示が省略されている。
【００４３】
図３が示すように、成膜チャンバ１２は、ターゲット３１、搬送部１４、第１磁気回路２０、および、第１位置変更部１８を備えている。ターゲット３１は、一軸磁気異方性を発現することが可能な磁性材料を含んでいる。搬送部１４は、ターゲット３１と対向する領域である配置領域Ｒに基板Ｓが位置するように基板Ｓを支持する。
【００４４】
言い換えれば、搬送部１４は、基板Ｓをターゲット３１と第１磁気回路２０との間に位置させ、基板Ｓをターゲット３１と対向するように支持する。搬送部１４は、基板Ｓにおけるターゲット３１と対向する面に対する法線の方向と、ターゲット３１における基板Ｓと対向する面に対する法線の方向とがほぼ平行である状態で、基板Ｓを成膜チャンバ１２内における所定の位置に固定する。基板Ｓは、変位方向の一例である第１方向Ｄ１と、第１方向Ｄ１と直交する第２方向に沿って広がる板状を有している。
【００４５】
第１磁気回路２０は、複数の磁石２１と、複数の磁石２１が固定されるヨーク２２とを備えている。複数の磁石２１は、ターゲット３１と対向する領域に所定のピッチで並んでいる。第１磁気回路２０は、ターゲット３１と複数の磁石２１との間に位置する基板Ｓに平行な水平磁場ＨＭを基板Ｓとターゲット３１との間に形成する。
【００４６】
また、第１磁気回路２０は、配置領域Ｒに対してターゲット３１とは反対側に位置している。複数の磁石２１において、第２方向Ｄ２に沿う長さが基板Ｓの長さ以上である。第１磁気回路２０は、こうした複数の磁石２１によって、第１方向Ｄ１に平行な水平磁場ＨＭを配置領域Ｒに対してターゲット３１が位置する側に形成する。言い換えれば、第１磁気回路２０は、基板Ｓのうち、第１磁気回路２０とは反対側の面であって、ターゲット３１と対向する面上に水平磁場ＨＭを形成する。
【００４７】
各磁石２１は永久磁石であり、例えばフェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、および、ネオジム磁石などである。各磁石２１において、ヨーク２２に接する端部とは反対側の端部が先端である。複数の磁石２１では、先端における磁極が異なる磁石２１が交互に並んでいる。例えば、第１方向Ｄ１における一方の端に位置する磁石２１から順に、先端の磁極がＮ極である磁石２１とＳ極である磁石２１とが交互に並んでいる。
【００４８】
第１磁気回路２０が備える磁石２１の数は、３以上であることが好ましい。第１磁気回路２０は、配置領域Ｒに対してターゲット３１が位置する側における水平磁場ＨＭの磁束密度が０．４ｍＴ以上であるように構成されている。言い換えれば、基板Ｓのうち、第１磁気回路２０とは反対側の面であって、ターゲット３１と対向する面上における水平磁場ＨＭの磁束密度が０．４ＭＴ以上である。第１磁気回路２０における水平磁場ＨＭの磁束密度は、例えば、第１方向Ｄ１に沿う各磁石２１の位置、第１方向Ｄ１および第２方向の各々に沿う各磁石２１の大きさ、各磁石２１の形状、および、各磁石２１が有する磁力の大きさなどによって決まる。
【００４９】
第１位置変更部１８は、基板Ｓに対する第１磁気回路２０の位置を、第１方向Ｄ１に沿って、第１位置と、第１位置からピッチ以下だけ離れた第２位置との間で変える。第１磁気回路２０は、第１磁気回路２０が第１位置に位置するときと、第１磁気回路２０が第２位置に位置するときとの間において、第１方向Ｄ１において基板Ｓの全体に重なる水平磁場ＨＭが形成されるように構成されている。
【００５０】
第１位置変更部１８は、第１磁気回路２０の位置を第１位置と第２位置との間で変える機構を含む。第１位置変更部１８は、第１磁気回路２０を第１方向Ｄ１に沿って揺らす揺動機構を含んでいる。こうした揺動機構は、例えば、第１磁気回路２０のヨーク２２と、成膜チャンバ１２とに固定された支持部を備えている。支持部は、第１方向Ｄ１に沿って撓むことが可能な可撓性を有している。また、揺動機構は、成膜チャンバ１２における第１磁気回路２０の位置を固定し、かつ、第１磁気回路２０の位置の固定を解除することが可能な位置固定部を含む。位置固定部は、第１磁気回路２０の位置を固定することによって、支持部の撓みを停止させ、第１磁気回路２０の位置の固定を解除することによって、支持部の撓みを開始させる。
【００５１】
カソード３０は、ターゲット３１とバッキングプレート３２とを備えている。ターゲット３１は、上述したように一軸磁気異方性を発現することが可能な磁性材料を含む。ターゲット３１の形成材料は、鉄、コバルト、ニッケル、タンタル、モリブデン、銅、および、ジルコニウムを少なくとも１つ含んでいる軟磁性材料であることが好ましい。ターゲット３１において、形成材料のほとんどが磁性材料であることが好ましく、例えば７５質量％以上が磁性材料であることが好ましい。
【００５２】
ターゲット３１のうち、基板Ｓと対向する被スパッタ面がスパッタされることによって、磁性材料を含む磁性膜が基板Ｓに形成される。磁性膜は、磁性膜の結晶方向において、磁化しやすい結晶方向である磁化容易軸を有し、磁化容易軸以外の方向が磁化困難軸である。磁性膜は、磁化困難軸に沿う磁場が印加されたときと比べて、磁化容易軸と平行な磁場が印加されたときに磁化しやすい。磁性膜は、負の飽和磁化と正の飽和磁化とを有している。磁性膜の磁化を負の飽和磁化から正の飽和磁化に反転させたときの磁化曲線において、磁化容易軸における磁化曲線と、磁化困難軸における磁化曲線との乖離が大きいほど、磁性膜の一軸磁気異方性が高い。
【００５３】
上述したように、第１方向Ｄ１における第１磁気回路２０の位置に関わらず、基板Ｓの磁場形成面に形成された磁場における磁束密度が０．４ｍＴ以上である。しかも、ターゲット３１が含む磁性材料が軟磁性材料であり、基板Ｓには軟磁性膜が形成される。そのため、軟磁性膜において一軸磁気異方性がより高められ、結果として、基板Ｓの面内において、軟磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきが抑えられる。
【００５４】
バッキングプレート３２は、ターゲット３１のうち、配置領域Ｒと対向する面とは反対側の面に固定されている。バッキングプレート３２の形成材料は、金属である。
【００５５】
成膜チャンバ１２は、第２磁気回路４１と揺動部４２とをさらに備えている。第２磁気回路４１は、ターゲット３１に対して搬送部１４とは反対側に位置している。第２磁気回路４１は、ターゲット３１に対して搬送部１４の位置する側に磁場Ｍを形成する。言い換えれば、第２磁気回路４１は、ターゲット３１のうち、バッキングプレート３２に固定された面とは反対側の面であって、基板Ｓと対向する面上に磁場Ｍを形成する。
【００５６】
第２磁気回路４１は、２つの永久磁石である第１磁石４１ａおよび第２磁石４１ｂと、２つの永久磁石が固定されるヨーク４１ｃとを備えている。第１磁石４１ａは、第２方向Ｄ２に沿って延びる柱状を有し、第２磁石４１ｂは、第２方向Ｄ２に沿って延びる環状を有して、第１磁石４１ａを取り囲んでいる。第１磁石４１ａおよび第２磁石４１ｂの各々において、ヨーク４１ｃに固定された端が基端であり、基端とは反対側の端であって、バッキングプレート３２と対向する端が先端である。第１磁石４１ａの先端における磁極と、第２磁石４１ｂの先端における磁極とは、互いに異なっている。第２磁気回路４１における磁束密度は、ターゲット３１における配置領域Ｒと対向する面において、例えば１０ｍＴ以上であることが好ましい。
【００５７】
揺動部４２は、第１方向Ｄ１におけるターゲット３１の一端と他端との間で第１方向Ｄ１に沿って磁場Ｍを揺動させる。揺動部４２は、第２磁気回路４１を揺動させるための動力を発生する動力部と、動力を第２磁気回路４１まで伝達する伝達部と、動力部の駆動を制御する制御部とを備えている。
【００５８】
制御部は、動力部の駆動を制御するための制御信号を動力部に出力し、動力部は、制御信号に応じて駆動される。伝達部は、例えば、第１方向Ｄ１に沿って延びるねじ軸と、ねじ軸に噛み合い、かつ、第２磁気回路４１に固定されたナットとを含み、動力部は、例えばねじ軸を回転させるモータである。モータは、第１回転方向と第１回転方向とは逆の方向である第２回転方向とにねじ軸を回転させる。
【００５９】
揺動部４２では、モータがねじ軸を第１回転方向に回転させることによって、第２磁気回路４１が第１方向Ｄ１に沿って移動し、モータがねじ軸を第２回転方向に回転させることによって、第２磁気回路４１が、第１方向Ｄ１に沿って、ねじ軸が第１回転方向に回転するときとは逆向きに移動する。
【００６０】
成膜チャンバ１２は、電源５１とガス供給部５２とをさらに備えている。電源５１はバッキングプレート３２に接続され、電源５１がバッキングプレート３２を介してターゲット３１に電圧を印加することによって、ターゲット３１がスパッタされる。ガス供給部５２は、例えば、希ガスなどのスパッタガスを成膜チャンバ１２の内部に供給する。
【００６１】
成膜装置１０において、カソード３０、電源５１、および、ガス供給部５２がプラズマ生成部の一例を構成し、制御部１０Ｃは、電源５１およびガス供給部５２の各々に電気的に接続している。制御部１０Ｃは、電源５１にバッキングプレート３２への電圧の印加を開始させるための開始信号と、バッキングプレート３２への電圧の印加を停止させるための停止信号とを生成する。制御部１０Ｃは、電源５１にバッキングプレート３２への電圧の印加を開始させるタイミング、および、電圧の印加を停止させるタイミングに、電源５１に対して各信号を出力する。
【００６２】
制御部１０Ｃは、ガス供給部５２に所定の流量でのスパッタガスの供給を開始させるための開始信号と、スパッタガスの供給を停止させるための停止信号とを生成する。制御部１０Ｃは、ガス供給部５２にスパッタガスの供給を開始させるタイミング、および、スパッタガスの供給を停止させるタイミングに、ガス供給部５２に対して各信号を出力する。
【００６３】
成膜チャンバ１２内にプラズマが生成されるときには、排気部１６によって所定の圧力に減圧された成膜チャンバ１２内に、制御部１０Ｃが、ガス供給部５２にスパッタガスの供給を開始させる。次いで、制御部１０Ｃが、バッキングプレート３２への電圧の印加を電源５１に開始させることによって、ターゲット３１の周りにスパッタガスからプラズマが生成される。これにより、ターゲット３１がスパッタされる。
【００６４】
図４は、第１磁気回路２０のヨーク２２が広がる平面と対向する平面視における複数の磁石２１の平面構造を示している。図４では、図示の便宜上、第１磁気回路２０のうち、複数の磁石２１のみが示され、また、第１磁気回路２０と基板Ｓとの大きさを比較する便宜上、基板Ｓが二点鎖線で示されている。
【００６５】
図４が示すように、第１方向Ｄ１において、複数の磁石２１が位置する領域の長さは、基板Ｓの長さ以上であることが好ましい。複数の磁石２１において、第１方向Ｄ１における一方の端に位置する磁石２１が第１磁石２１ａであり、他方の端に位置する磁石２１が第２磁石２１ｂである。複数の磁石２１が位置する領域である磁石領域は、第１磁石２１ａと第２磁石２１ｂとによって区画されている。
【００６６】
磁石領域の第１方向Ｄ１における端は、第１磁石２１ａのうち、第２方向Ｄ２に沿って延びる縁であって、他の磁石２１とは隣り合わない縁と、第２磁石２１ｂのうち、第２方向Ｄ２に沿って延びる縁であって、他の磁石２１とは隣り合わない縁とによって構成されている。第１方向Ｄ１において、磁石領域の長さである幅Ｗは、基板Ｓの長さ以上であることが好ましく、本実施形態では、磁石領域の幅Ｗは、基板Ｓの長さよりも長い。
このように、第１方向Ｄ１において、磁石領域の幅Ｗが基板Ｓの長さ以上であれば、第１方向において、基板Ｓの全体に重なる水平磁場ＨＭが形成されやすくなり、結果として、磁性膜の面内における一軸磁気異方性のばらつきがより抑えられる。
【００６７】
また、上述したように、第２方向Ｄ２において、各磁石２１の長さＬが、基板Ｓの長さ以上であり、本実施形態では、各磁石２１の長さＬは、基板Ｓの長さに等しい。複数の磁石２１は、第１方向Ｄ１に沿って所定のピッチＰで並んでいる。言い換えれば、複数の磁石２１は、第１方向Ｄ１に沿って等間隔で並んでいる。
【００６８】
磁石領域の幅Ｗは、例えば３００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下である。各磁石２１の長さＬは、例えば３００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であり、第１方向Ｄ１に沿う各磁石２１の幅Ｗｍは、例えば５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。また、複数の磁石２１が並ぶピッチＰは、５０ｍｍ以上５００ｍｍ以下である。
【００６９】
図５は、各磁石２１から延びる磁力線ＭＦを模式的に示す図であり、図５では、図示の便宜上、１つの磁石２１から延びる複数の磁力線ＭＦの一部が示されている。
【００７０】
基板Ｓに磁性膜を形成するときに、磁石２１の直上に位置する部位では、この部位に印加される磁場の強度が０．４ｍＴ以上であっても、磁化困難軸の磁化曲線が、磁化容易軸の磁化曲線とほぼ同じである磁性膜、言い換えれば一軸磁気異方性を有しない磁性膜しか形成されない。一軸磁気異方性を有しない磁性膜が形成される一因として、以下の理由が挙げられる。
【００７１】
図５が示すように、基板Ｓの位置に対する第１磁気回路２０の位置を固定すると、基板Ｓのなかで各磁石２１の直上に位置する部位には、磁石２１から基板Ｓに向けてほぼ垂直に延びる磁力線ＭＦのみが到達する。そのため、基板Ｓのなかで各磁石２１の直上に位置する部位では、ターゲット３１が位置する側の面にほぼ垂直な磁場が印加され、水平磁場は印加されない。結果として、一軸磁気異方性の低い磁性膜が形成される。
【００７２】
図６は、第１位置変更部１８が配置する第１磁気回路２０の第１位置と第２位置との関係を説明するための図である。図６では、図示の便宜上、第１位置に位置する第１磁気回路２０と第２位置に位置する第１磁気回路２０とが、１つの方向において並ぶように図示されている。
【００７３】
図６が示すように、第１位置変更部１８は、まず、第１磁気回路２０を第１位置に位置させる。このとき、第１磁気回路２０における第１方向Ｄ１の中央と、基板Ｓにおける第１方向Ｄ１の中央とが、第１磁気回路２０と基板Ｓとが対向する方向において重なるように、第１位置変更部１８は、基板Ｓに対する第１磁気回路２０の位置を決める。
【００７４】
次いで、第１位置変更部１８は、第１磁気回路２０を第１方向Ｄ１に沿って揺らし始め、これにより、第１位置変更部１８は、第１磁気回路２０の位置を上述した第１位置から、第１方向Ｄ１において距離Ｄだけ離れた第２位置に変える。距離Ｄは、複数の磁石２１が配置されるピッチＰ以下であり、磁石２１の幅Ｗｍ以下であることが好ましい。これにより、第１磁気回路２０が形成する水平磁場ＨＭの位置も、第１方向Ｄ１に沿って第１位置から第２位置に変わる。
【００７５】
第１位置変更部１８は、第１磁気回路２０の位置を第１位置から第２位置に変えると、第１方向Ｄ１に沿って、第１磁気回路２０を第１位置から第２位置に変えたときとは逆向きに動かす。これにより、第１磁気回路２０は再び第１位置に配置され、かつ、第１位置を経て先に説明した第２位置とは異なる第２位置に配置される。第１方向Ｄ１における第１位置と第２位置との間の距離Ｄは、上述した距離Ｄと同様、複数の磁石２１が配置されるピッチＰ以下であり、磁石２１の幅Ｗｍ以下であることが好ましい。
【００７６】
なお、上述したように、第１磁気回路２０は、第１磁気回路２０が第１位置に位置するときと、第１磁気回路２０が第２位置に位置するときとの間において、第１方向Ｄ１において基板Ｓの全体に重なる水平磁場ＨＭが形成されるように構成されている。そのため、第１位置変更部１８が、第１磁気回路２０の位置を第１位置と第２位置との間で変える間にわたって、第１方向Ｄ１における基板Ｓの全体に重なる磁場が、基板Ｓには印加される。
【００７７】
このように、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２との両方において、基板Ｓの全体に重なる水平磁場ＨＭを第１磁気回路２０によって形成しつつ、基板Ｓと第１磁気回路２０とが対向する方向において、基板Ｓのなかで磁石２１と重なる部位が固定されることが抑えられる。言い換えれば、第１磁気回路２０が形成する磁場の状態が、基板Ｓの第１方向Ｄ１において固定されることが抑えられる。それゆえに、基板Ｓのなかで、垂直磁場が印加される部位が固定されることが抑えられ、結果として、基板Ｓに形成される磁性膜の面内において、一軸磁気異方性にばらつきが生じることが抑えられる。
【００７８】
また、第１位置と第２位置との間の距離Ｄが磁石２１の幅Ｗｍ以下であれば、第１方向に沿って第１磁気回路２０を動かす距離Ｄが磁石の幅以下で済む。そのため、基板Ｓに対して第１磁気回路２０を動かすために必要な機構の小型化を実現することができる。また、第１方向Ｄ１における長さが基板Ｓの長さよりも短い磁気回路を基板Ｓの一端から他端まで走査する構成と比べて、第１磁気回路２０を動かすために必要な機構が簡素で済む。
【００７９】
さらには、基板Ｓに対する第１磁気回路２０の変位量が、磁石２１の幅Ｗｍ以下という小さい範囲であっても、第１位置であれ、第２位置であれ、基板Ｓの全体に重なる水平磁場ＨＭが形成されるため、結果として、磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきが第１方向Ｄ１における基板Ｓの全体において抑えられる。
【００８０】
第１位置変更部１８は、毎分３００ｍｍ以上の速度で基板Ｓに対する第１磁気回路２０の位置を第１方向Ｄ１に沿って変えることが好ましい。第１磁気回路２０を揺らす速度が毎分３００ｍｍ以上であることによって、基板Ｓの各部位に印加される磁場の状態が固定されることがより確実に抑えられる。これにより、基板Ｓの面内において磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきがより抑えられる。
【００８１】
こうした成膜装置１０を用いた成膜方法は、一軸磁気異方性を発現することが可能な磁性材料を含むターゲット３１をスパッタすることを含む。また、成膜方法は、ターゲット３１と対向する領域に所定のピッチＰで並ぶ複数の磁石２１が基板Ｓとターゲット３１との間に形成する水平磁場ＨＭの位置を、ターゲットがスパッタされている間に、第１方向Ｄ１に沿って、第１位置と第１位置からピッチＰ以下だけ離れた第２位置との間で変えることと、を含む。また、水平磁場ＨＭの位置を変えることでは、複数の磁石２１が第１方向Ｄ１に沿って所定のピッチＰで並んでいる。
【００８２】
［試験例］
図７から図１３を参照して、試験例を説明する。
［水平磁場の磁束密度と一軸磁気異方性との関係］
図７から図１０を参照して、基板に印加される水平磁場の磁束密度と、磁性膜の一軸磁気異方性との関係を説明する。第１方向と第２方向とに沿って広がる矩形状を有するシリコン基板を試験用基板として準備した。また、試験用基板に対するターゲットが位置する側の面、すなわち磁場形成面に水平磁場を印加することが可能な磁気回路を準備し、軟磁性材料ターゲットを準備した。
【００８３】
まず、磁気回路を搭載しない成膜チャンバにて試験用基板に軟磁性膜を形成した。言い換えれば、磁場形成面に印加される水平磁場の磁束密度が０ｍＴである状態で、軟磁性膜を形成した。これにより、試験例１の軟磁性膜を得た。
【００８４】
磁場形成面における水平磁場の磁束密度を測定したところ、磁場形成面には、水平磁場の磁束密度が０．３ｍＴである第１部分、０．４ｍＴである第２部分、および、１０ｍＴである第３部分が含まれることが認められた。また、磁気回路を搭載した成膜チャンバにて試験用基板に軟磁性膜を形成し、これにより、試験例２から試験例４の軟磁性膜を得た。なお、試験用基板に形成された軟磁性膜のうち、軟磁性膜のなかで、磁場形成面の第１部分に形成された部分を試験例２の軟磁性膜とし、第２部分に形成された部分を試験例３の軟磁性膜とし、第３部分に形成された部分を試験例４の軟磁性膜とした。
【００８５】
試験例１から試験例４の軟磁性膜の各々について、磁化容易軸の磁化曲線、および、磁化困難軸の磁化曲線を測定したところ、図７から図１０に示す磁化曲線が得られた。
【００８６】
図７が示すように、試験例１では、軟磁性膜に印加される磁場の大きさが負の値から正の値に切り替わるときに、磁化困難軸での磁化曲線が、磁化容易軸での磁化曲線の一部に沿って延びることが認められた。すなわち、試験例１の軟磁性膜では、磁化容易軸と磁化困難軸との間において磁化のされやすさにおける差が小さく、一軸磁気異方性が低いことが認められた。
【００８７】
図８が示すように、試験例２では、試験例１と同様、軟磁性膜に印加される磁場の大きさが負の値から正の値に切り替わるときに、磁化困難軸での磁化曲線が、磁化容易軸での磁化曲線の一部に沿って延びることが認められた。ただし、試験例２の軟磁性膜によれば、試験例１の軟磁性膜に比べて、軟磁性膜の形成時に水平磁場が印加されている分だけ、磁化容易軸での磁化のされやすさと、磁化困難軸での磁化のされやすさとに差が生じていることは認められた。
【００８８】
図９が示すように、試験例３では、試験例１および試験例２とは異なり、磁化困難軸での磁化曲線は、磁場が０Ｏｅであり、かつ、磁化が０ｅｍｕである点の近傍にて磁化容易軸の磁化曲線と交差するのみであることが認められた。また、軟磁性膜に印加される磁場の大きさが−２０Ｏｅ以上２０Ｏｅ以下の範囲であるときには、磁化困難軸での磁化曲線の傾きは、磁化容易軸での磁化曲線の傾きよりも小さいことが認められた。すなわち、試験例３の軟磁性膜は、一軸磁気異方性が高いことが認められた。
【００８９】
図１０が示すように、試験例４では、試験例３と同様、磁化困難軸での磁化曲線は、磁場が０Ｏｅであり、かつ、磁化が０ｅｍｕである点の近傍にて磁化容易軸の磁化曲線と交差するのみであることが認められた。また、軟磁性膜に印加される磁場の大きさが−２０Ｏｅ以上２０Ｏｅ以下の範囲であるときには、磁化困難軸での磁化曲線の傾きは、磁化容易軸での磁化曲線の傾きよりも小さいことが認められた。すなわち、試験例４の軟磁性膜は、一軸磁気異方性が高いことが認められた。
【００９０】
このように、軟磁性膜が形成されるときに基板に印加される水平磁場の磁束密度が、０．４ｍＴ以上であることによって、一軸磁気異方性の高い軟磁性膜が得られることが認められた。なお、軟磁性膜が形成されるときに基板に印加される水平磁場の磁束密度が５０ｍＴであるとき、および、１００ｍＴであるときにも、試験例４と同等の一軸磁気異方性を有した軟磁性膜が得られることが認められた。
【００９１】
［第１磁気回路］
図１１から図１３を参照して、第１磁気回路の試験例を説明する。図１１では、第１磁気回路が備える磁石とヨークとの区別を容易にする便宜上、磁石にドットが付されている。本試験例では、以下に説明する構成を有した第１磁気回路を準備した。
【００９２】
すなわち、図１１が示すように、第１磁気回路６０は、４つの磁石６１と、各磁石６１が固定されるヨーク６２とを備えている。第１磁気回路６０において、磁石領域の幅Ｗ、すなわちヨーク６２の幅Ｗは５３０ｍｍであり、磁石領域の長さＬ、すなわちヨーク６２の長さＬは７００ｍｍである。
【００９３】
第１磁気回路６０において、第１方向Ｄ１に沿って複数の磁石６１が並ぶピッチＰは１７５ｍｍであり、第１方向Ｄ１における各磁石６１の幅Ｗｍは５ｍｍである。各磁石６１は、ネオジム磁石であり、第１方向Ｄ１の端に位置する磁石６１から順に、先端の磁極がＮ極である磁石と、先端の磁極がＳ極である磁石とが交互に並ぶように磁石６１が並んでいる。ヨーク６２の形成材料は鉄である。
【００９４】
こうした第１磁気回路の直上に５１１ｍｍ□のシリコン基板を配置し、シリコン基板に対する第１磁気回路が位置する側とは反対側の面である磁場形成面における水平磁場の磁束密度を測定した。磁束密度の測定結果は、図１２および図１３に示す通りであった。なお、以下に説明する図１２および図１３では、第１磁気回路６０において、第１方向Ｄ１における中央Ｃを基準となる位置である０ｍｍとした。
【００９５】
図１２が示すように、磁場形成面のなかで、第１磁気回路６０とシリコン基板とが対向する方向において、各磁石６１と重なる部位における水平磁場の磁束密度が最も大きく、１８０ｍＴであることが認められた。また、磁場形成面において、各磁石からの距離が大きい部位ほど水平磁場の磁束密度が低いことが認められた。より詳しくは、磁場形成面のなかで、第１方向Ｄ１において、２つの磁石６１の間における中央と重なる部位における水平磁場の磁束密度が最も小さいことが認められた。
【００９６】
ただし、図１３が示すように、磁場形成面において、磁束密度の最小値が０．４ｍＴであることが認められた。すなわち、磁場形成面の全体において、磁束密度は０．４ｍＴであることが認められた。
【００９７】
こうした第１磁気回路６０と、軟磁性材料ターゲットとが搭載された成膜チャンバを用いて、５１１ｍｍ□のシリコン基板に軟磁性膜を形成した。このとき、軟磁性材料ターゲットをスパッタするためのプラズマを生成する前に、第１位置変更部による第１磁気回路６０の位置の変更を開始し、かつ、軟磁性膜の形成を終了するまで、毎分３００ｍｍの速さで、第１方向Ｄ１に沿って第１磁気回路６０の位置を変更し続けた。
【００９８】
こうした得られた軟磁性膜において、複数の部位における磁気曲線を測定したところ、いずれの部位においても、上述した試験例３の磁気曲線、または、試験例４の磁気曲線と同等の磁気曲線が得られることが認められた。
【００９９】
以上説明したように、成膜装置および成膜方法の一実施形態によれば、以下に列挙する効果を得ることができる。
（１）基板Ｓと第１磁気回路２０とが対向する方向において、基板Ｓのなかで磁石２１と重なる部位が固定されることが抑えられる。言い換えれば、第１磁気回路２０が形成する水平磁場ＨＭの状態が、第１磁気回路２０の第１方向Ｄ１において固定されることが抑えられる。それゆえに、基板Ｓのなかで、垂直磁場が印加される部位が固定されることが抑えられ、結果として、基板Ｓの面内における磁性膜の一軸磁気異方性にばらつきが生じることが抑えられる。
【０１００】
（２）第１方向Ｄ１に沿って第１磁気回路２０を動かす距離Ｄが磁石の幅Ｗｍ以下であれば、第１方向Ｄ１に沿って第１磁気回路２０を動かす距離Ｄが磁石２１の幅Ｗｍ以下で済むため、基板Ｓに対して第１磁気回路２０を動かすために必要な機構の小型化を実現できる。
【０１０１】
（３）基板Ｓに対する第１磁気回路２０の変位量が、磁石２１の幅Ｗｍ以下という小さい範囲であっても、第１位置であれ、第２位置であれ、基板Ｓの全体に重なる水平磁場ＨＭが形成されるため、結果として、磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきが第１方向Ｄ１における基板Ｓの全体において抑えられる。
【０１０２】
（４）第１方向Ｄ１において、磁石領域の幅Ｗが基板Ｓの長さ以上であれば、第１方向において、基板Ｓの全体に重なる水平磁場ＨＭが形成されやすくなり、結果として、磁性膜の面内における一軸磁気異方性のばらつきがより抑えられる。
【０１０３】
（５）第１磁気回路２０を揺らす速度が毎分３００ｍｍ以上であることによって、基板Ｓの各部位に印加される水平磁場ＨＭの状態が固定されることがより確実に抑えられる。これにより、磁性膜の面内において一軸磁気異方性にばらつきが生じることがより抑えられる。
【０１０４】
（６）磁性材料が軟磁性材料であり、かつ、基板Ｓの磁場形成面に形成される磁場における磁束密度が０．４ｍＴ以上であるため、軟磁性膜の全体において一軸磁気異方性がより高められ、結果として、軟磁性膜の面内において、一軸磁気異方性のばらつきが抑えられる。
【０１０５】
（７）第１位置変更部１８による第１磁気回路２０の位置の変更が開始された後にターゲット３１がスパッタされるため、磁性膜の形成が開始されたときから、基板Ｓにおける磁場の状態が固定されることが抑えられる。それゆえに、ターゲット３１のスパッタが開始された後に第１磁気回路２０の位置の変更が開始されるよりも、磁性膜の面内における一軸磁気異方性のばらつきがより抑えられる。
【０１０６】
なお、上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
・制御部１０Ｃは、プラズマ生成部がプラズマを生成して以降に、第１位置変更部１８に第１磁気回路２０の位置の変更を開始させてもよい。こうした構成であっても、第１位置変更部１８が第１磁気回路２０の位置の変更を開始した後において基板Ｓに形成された磁性膜では、磁性膜の面内における一軸磁気異方性のばらつきが抑えられる。そのため、上述した（１）と同等の効果を得ることはできる。
【０１０７】
・ターゲット３１に含まれる磁性材料が軟磁性材料であるときに、配置領域Ｒに対してターゲット３１が位置する側における水平磁場ＨＭの磁束密度は、０ｍＴよりも大きければ、０．４ｍＴよりも小さくてもよい。こうした構成であっても、基板Ｓに水平磁場ＨＭが印加されることで少なからず磁性膜の一軸磁気異方性を高めることができ、かつ、基板Ｓにおける磁場の状態が固定されないため、磁性膜の面内において一軸磁気異方性のばらつきが抑えられる。
【０１０８】
・一軸磁気異方性を有する磁性材料は、例えば鉄、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｎｉ−Ｍｏ−Ｆｅ合金、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｍｏ−Ｆｅ合金、および、パーマロイなどでもよい。こうした軟磁性材料であれば、上述した成膜チャンバ１２によれば、磁性膜が形成されるときに基板Ｓに印加される磁場の状態が固定されないため、（１）と同等の効果を得ることはできる。
【０１０９】
・第１位置変更部１８が第１磁気回路２０の位置を変える速度は、毎分３００ｍｍ未満であってもよい。こうした構成であっても、第１位置変更部１８が第１磁気回路２０の位置を変更する以上は、基板Ｓにおける磁場の状態が固定されることが抑えられ、それゆえに、磁性膜の面内における一軸磁気異方性のばらつきを抑えることは可能である。
【０１１０】
・第１磁気回路２０が第１位置に位置するときと第２位置に位置するときとの間において、第１方向Ｄ１において基板Ｓの全体に重なる水平磁場を形成することが可能であれば、第１方向Ｄ１において、磁石領域の幅Ｗは、基板Ｓの長さよりも短くてもよい。
【０１１１】
・第１位置変更部は、第１方向Ｄ１での第１磁気回路２０の位置を変える構成ではなく、第１方向Ｄ１での基板Ｓの位置を変える構成でもよい。こうした構成であっても、第１方向Ｄ１において基板Ｓに対する第１磁気回路２０の位置を変えることは可能であり、ひいては、基板Ｓにおける磁場の状態が固定されることを抑えることも可能である。それゆえに、上述した（１）と同等の効果を得ることはできる。
【０１１２】
・第２方向Ｄ２における各磁石２１の長さは、第２方向Ｄ２における基板Ｓの長さよりも短くてもよい。こうした構成であっても、ターゲット３１がスパッタされている間に、第１磁気回路２０の位置が第１位置と第２位置との間で変わる構成であれば、基板Ｓのなかで、第２方向Ｄ２において各磁石２１と重なる部分では、磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきが抑えられる。結果として、基板Ｓの面内において磁性膜における一軸磁気異方性のばらつきが抑えられる。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…成膜装置、１０Ｃ…制御部、１１…ロードロックチャンバ、１２…成膜チャンバ、１３…ゲートバルブ、１４…搬送部、１５，１６…排気部、１７…冷却部、１８…第１位置変更部、１９…第２位置変更部、２０，６０…第１磁気回路、２１，６１…磁石、２１ａ，４１ａ…第１磁石、２１ｂ，４１ｂ…第２磁石、２２，４１ｃ，６２…ヨーク、３０…カソード、３１…ターゲット、３２…バッキングプレート、４１…第２磁気回路、４２…揺動部、５１…電源、５２…ガス供給部、ＨＭ…水平磁場、Ｍ…磁場、ＭＦ…磁力線、Ｒ…配置領域、Ｓ…基板、Ｔ…トレイ。
【図１】
2019073756.tif 000003
【図２】
2019073756.tif 000004
【図３】
2019073756.tif 000005
【図４】
2019073756.tif 000006
【図５】
2019073756.tif 000007
【図６】
2019073756.tif 000008
【図７】
2019073756.tif 000009
【図８】
2019073756.tif 000010
【図９】
2019073756.tif 000011
【図１０】
2019073756.tif 000012
【図１１】
2019073756.tif 000013
【図１２】
2019073756.tif 000014
【図１３】
2019073756.tif 000015