JP2000269568A - Manufacture of magnetoresistance effect device - Google Patents

Manufacture of magnetoresistance effect device

Info

Publication number
JP2000269568A
JP2000269568A JP11072116A JP7211699A JP2000269568A JP 2000269568 A JP2000269568 A JP 2000269568A JP 11072116 A JP11072116 A JP 11072116A JP 7211699 A JP7211699 A JP 7211699A JP 2000269568 A JP2000269568 A JP 2000269568A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
vacuum chamber
substrate
forming
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP11072116A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Shimizu
栄二 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP11072116A priority Critical patent/JP2000269568A/en
Publication of JP2000269568A publication Critical patent/JP2000269568A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for obtaining a magnetoresistance effect device, exhibiting regard characteristics by forming a reguired magnetic layer and a deposited layer, such as nonmagnetic layer or the like using a single vacuum chamber or a plurality of vacuum chambers. SOLUTION: In a method for manufacturing a magnetoresistance effect device, a sputtering device, which is formed by coupling a plurality of vacuum chambers 10 and 12, is used. A substrate is transferred between the vacuum chambers 10 and 12 and reguired deposited layers such as magnetic films, nonmagnetic films are formed in sequence on the substrate in the vacuum chambers for manufacturing a magnetoresistance effect device. In this case, after deposition in one vacuum chamber 10, the substrate is vacuum transferred to the next vacuum chamber 12. For forming a film in the vacuum chamber 12, after back sputtering is applied to the surface deposition film, a deposition is further formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ディスク装置の
磁気ヘッド等に使用する磁気抵抗効果素子の製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a magnetoresistive element used for a magnetic head or the like of a magnetic disk drive.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ディスク装置の磁気ヘッドに用いら
れる磁気抵抗効果素子はセラミックの基板上に磁性膜、
非磁性膜、導体膜といった成膜層を所定のパターンで積
層し、所要の磁気抵抗効果を奏するよう形成したもので
ある。これらの成膜層は、真空チャンバー内に各成膜層
を形成するためのターゲットを設置し、各々のターゲッ
トを順次使用してスパッタすることによって形成する。
スパッタによって多層に成膜層を形成する場合は、通
常、各成膜層を形成するごとに真空チャンバーを真空に
排気し、アルゴンガス等のスパッタ用の不活性ガスを導
入し所要のターゲットを用いてスパッタする操作を繰り
返し行うことによる。
2. Description of the Related Art A magnetoresistive effect element used for a magnetic head of a magnetic disk drive has a magnetic film on a ceramic substrate.
Film layers such as a non-magnetic film and a conductor film are laminated in a predetermined pattern to form a required magnetoresistance effect. These film formation layers are formed by setting a target for forming each film formation layer in a vacuum chamber and performing sputtering using each target in order.
When a multi-layered film is formed by sputtering, usually, the vacuum chamber is evacuated to vacuum each time each layer is formed, and an inert gas for sputtering such as argon gas is introduced and a required target is used. By repeatedly performing the sputtering operation.

【0003】また、成膜層を多層に形成する場合のよう
に多くのターゲットを使用しなければならないといった
場合には複数の真空チャンバーを連結したスパッタ装置
を使用するが、このようなスパッタ装置を用いて成膜層
を積層して形成する場合には、一つの真空チャンバーで
スパッタした後、真空チャンバーを連結する搬送室と他
の真空チャンバーを真空に排気し、搬送室を経由して基
板を真空搬送した後、他の真空チャンバーでスパッタす
る。
When a large number of targets must be used as in the case of forming a multilayer film, a sputtering apparatus in which a plurality of vacuum chambers are connected is used. In the case of forming a stacked film layer by using, after sputtering in one vacuum chamber, the transfer chamber connecting the vacuum chamber and the other vacuum chamber are evacuated to vacuum, and the substrate is transferred through the transfer chamber. After vacuum transfer, sputtering is performed in another vacuum chamber.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、磁気抵抗効
果素子ではGMR素子のように従来の磁気抵抗効果素子
よりも多層に成膜層を形成する製品が使用されるように
なってきたことから、スパッタによって成膜層を形成し
て得られる磁気抵抗効果素子の特性が問題になってき
た。すなわち、磁気抵抗効果素子は上述したスパッタ操
作によって所要の磁性膜、非磁性膜、導体膜を積層して
形成するのであるが、従来のようにターゲットをスパッ
タする操作ごとに真空に排気して次のターゲットをスパ
ッタする方法、あるいは真空チャンバー間で基板を真空
搬送した後、次の真空チャンバーでスパッタする方法で
は所要の特性の製品が得られないという問題である。
By the way, in the magnetoresistive effect element, a product in which a film forming layer is formed in a multilayer structure more than a conventional magnetoresistive effect element such as a GMR element has been used. The characteristics of a magnetoresistive element obtained by forming a film layer by sputtering have become a problem. That is, the magnetoresistive effect element is formed by laminating the required magnetic film, non-magnetic film, and conductor film by the above-mentioned sputtering operation. The method of sputtering a target or the method of sputtering a substrate in a vacuum chamber after vacuum-transferring a substrate between vacuum chambers cannot provide a product having required characteristics.

【0005】このような磁気抵抗効果素子の特性上の問
題はスパッタによって形成される成膜層の特性、すなわ
ち成膜層の形成方法によるものと考えられる。本発明は
このようなスパッタによって磁気抵抗効果膜を形成する
ことにより磁気抵抗効果素子を製造する方法における問
題点を解消すべくなされたものであり、単一の真空チャ
ンバーあるいは複数の真空チャンバーを用いて所要の磁
性層および非磁性層等の成膜層を形成して所要の特性を
有する磁気抵抗効果素子を得ることを可能にする磁気抵
抗効果素子の製造方法を提供することを目的としてい
る。
It is considered that such a problem in the characteristics of the magnetoresistive element is caused by the characteristics of the film formed by sputtering, that is, the method of forming the film. The present invention has been made to solve the problems in a method of manufacturing a magnetoresistive element by forming a magnetoresistive film by such sputtering, and uses a single vacuum chamber or a plurality of vacuum chambers. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetoresistive element capable of forming a film formation layer such as a required magnetic layer and a non-magnetic layer to obtain a magnetoresistive element having required characteristics.

【0006】[0006]

【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、次の構成を備える。すなわち、真空チャンバ
ー内に磁性膜および非磁性膜等の所要の成膜層を形成す
るためのターゲットを複数設置したスパッタ装置を使用
し、基板上に磁性膜及び非磁性膜等の成膜層を順次成膜
して積層することにより磁気抵抗効果素子を製造する方
法において、前記ターゲットを切り替えて成膜する際
に、ターゲットの切替え時を含め真空チャンバー内でス
パッタガスを常時フローさせて成膜する。これによっ
て、成膜層の表面の汚染を防止し良好な特性を有する磁
気抵抗効果素子を得ることが可能になる。
The present invention has the following configuration to achieve the above object. That is, using a sputtering apparatus in which a plurality of targets for forming required film layers such as a magnetic film and a non-magnetic film in a vacuum chamber are used, and forming a film layer such as a magnetic film and a non-magnetic film on a substrate. In a method of manufacturing a magnetoresistive element by sequentially forming and stacking films, when forming a film by switching the target, the film is formed by constantly flowing a sputtering gas in a vacuum chamber including when the target is changed. . This makes it possible to prevent contamination of the surface of the film formation layer and to obtain a magnetoresistive element having good characteristics.

【0007】また、複数の真空チャンバーを連結したス
パッタ装置を使用し、真空チャンバー間で基板を搬送す
ると共に、真空チャンバー内で基板上に所要の磁性膜及
び非磁性膜等の成膜層を順次成膜して積層することによ
り磁気抵抗効果素子を製造する方法において、一の真空
チャンバー内で成膜した後、次の真空チャンバーに基板
を真空搬送して当該真空チャンバー内で成膜する際に、
表面の成膜層に逆スパッタを施した後、さらに成膜す
る。成膜層が形成された基板を真空搬送した後、さらに
成膜層を積層する際に、あらかじめ逆スパッタを施すこ
とによって、成膜層の表面を清浄面とすることができ
る。清浄面に成膜層をさらに積層することによって良好
な特性の磁気抵抗効果素子を得ることができる。
[0007] Further, a substrate is transported between the vacuum chambers by using a sputtering apparatus in which a plurality of vacuum chambers are connected, and required film layers such as a magnetic film and a non-magnetic film are sequentially formed on the substrate in the vacuum chamber. In a method of manufacturing a magnetoresistive element by depositing and laminating, when a film is formed in one vacuum chamber, and when the substrate is vacuum-transferred to the next vacuum chamber to form a film in the vacuum chamber, ,
After reverse sputtering is performed on the surface layer, another layer is formed. After vacuum transport of the substrate on which the film formation layer is formed, when the film formation layer is further laminated, reverse sputtering is performed in advance, so that the surface of the film formation layer can be made a clean surface. By further laminating a film formation layer on a clean surface, a magnetoresistive element having good characteristics can be obtained.

【0008】また、複数の真空チャンバーを連結したス
パッタ装置を使用し、真空チャンバー間で基板を搬送す
ると共に、真空チャンバー内で基板上に所要の磁性膜及
び非磁性膜等の成膜層を順次成膜して積層することによ
り磁気抵抗効果素子を製造する方法において、真空チャ
ンバー間で基板を搬送する際に、不活性ガス雰囲気中で
基板を搬送した後、当該真空チャンバーで成膜すること
を特徴とする。真空チャンバー間で基板を搬送する際
に、不活性ガス雰囲気中で搬送することによって基板に
形成された成膜層の表面が汚染されず、さらに成膜する
際にあらかじめ逆スパッタを施さずに良好な特性の磁気
抵抗効果素子を得ることができる。複数の真空チャンバ
ーを連結したスパッタ装置の場合も、真空チャンバー内
に、磁性膜および非磁性膜等の所要の成膜層を形成する
ためのターゲットが複数設置されている場合に、ターゲ
ットの切替え時を含め真空チャンバー内でスパッタガス
を常時フローさせて成膜することが成膜層の表面を汚染
させず、良好な特性を有する磁気抵抗効果素子を得る上
で有効である。
In addition, a substrate is transported between the vacuum chambers by using a sputtering apparatus in which a plurality of vacuum chambers are connected, and required layers such as a magnetic film and a non-magnetic film are sequentially formed on the substrate in the vacuum chamber. In a method of manufacturing a magnetoresistive element by forming a film and stacking, when transferring a substrate between vacuum chambers, it is necessary to transfer the substrate in an inert gas atmosphere and then form a film in the vacuum chamber. Features. When transporting a substrate between vacuum chambers, the surface of the film-forming layer formed on the substrate is not contaminated by transporting the substrate in an inert gas atmosphere, and it is favorable without performing reverse sputtering in advance when forming a film. It is possible to obtain a magnetoresistive effect element having various characteristics. Even in the case of a sputtering apparatus in which a plurality of vacuum chambers are connected, when a plurality of targets for forming a required film formation layer such as a magnetic film and a non-magnetic film are provided in the vacuum chamber, the switching of the targets is performed. It is effective to form a film by constantly flowing a sputtering gas in a vacuum chamber including the above, in order to obtain a magnetoresistive element having good characteristics without contaminating the surface of the film formed layer.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、図面とともに詳細に説明する。本実施形態では
図1に示す第1の真空チャンバー10および第2の真空
チャンバー12とこれら2つの真空チャンバー10、1
2を連結する搬送室14とから成るスパッタ装置を用い
て基板に成膜することにより磁気抵抗効果素子を形成す
る。本実施形態で形成する磁気抵抗効果素子はいわゆる
GMR素子であり、磁気抵抗効果膜の構成は以下のとお
りである。 Ta/NiFe/CoFeB/Cu/CoFeB/PdPtMn/Ta
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the present embodiment, the first vacuum chamber 10 and the second vacuum chamber 12 shown in FIG.
A magnetoresistive element is formed by forming a film on the substrate by using a sputtering apparatus including a transfer chamber 14 connecting the two. The magnetoresistance effect element formed in this embodiment is a so-called GMR element, and the configuration of the magnetoresistance effect film is as follows. Ta / NiFe / CoFeB / Cu / CoFeB / PdPtMn / Ta

【0010】磁気抵抗効果素子は上記の磁気抵抗効果膜
を所定のパターンで順次積層して成膜することによって
形成する。磁気抵抗効果膜を所定のパターンで成膜して
磁気抵抗効果素子を形成する方法は従来と同様であり、
以下では、磁気抵抗効果膜の形成方法について説明す
る。上記成膜層は5種類の材料を使用するから真空チャ
ンバー内には5種類のターゲットを用意する。ターゲッ
トの配置は適宜選択できるが、本実施形態では第1の真
空チャンバー10に1つのターゲット16a を設置し、
第2の真空チャンバー12に4つのターゲット16b、
16c、16d、16eを設置した。第1の真空チャン
バー10に設置したターゲットはTaで、第2の真空チ
ャンバー12に設置したターゲットはNiFe、CoFeB 、C
u、PdPtMnである。
The magnetoresistance effect element is formed by sequentially laminating the above magnetoresistance effect films in a predetermined pattern. A method for forming a magnetoresistive element by forming a magnetoresistive effect film in a predetermined pattern is the same as a conventional method,
Hereinafter, a method of forming the magnetoresistive film will be described. Since five kinds of materials are used for the film formation layer, five kinds of targets are prepared in the vacuum chamber. The arrangement of the targets can be appropriately selected. In the present embodiment, one target 16a is installed in the first vacuum chamber 10, and
Four targets 16b in the second vacuum chamber 12,
16c, 16d and 16e were installed. The target installed in the first vacuum chamber 10 was Ta, and the targets installed in the second vacuum chamber 12 were NiFe, CoFeB, C
u, PdPtMn.

【0011】図2に本装置を用いて磁気抵抗効果素子を
形成する成膜工程のフロー図を示す。ステップ100は
真空チャンバー10および真空チャンバー12内に所要
のターゲットを設置した状態で、成膜層を形成する基板
を真空チャンバー10の内部にセットする工程である。
真空チャンバー10内に基板をセットした後、真空チャ
ンバー10を真空に排気する(ステップ102)。同時
に搬送室14および第2の真空チャンバー12も真空に
排気しておく。
FIG. 2 shows a flow chart of a film forming process for forming a magnetoresistive element using the present apparatus. Step 100 is a step of setting a substrate on which a film formation layer is to be formed in the vacuum chamber 10 in a state where required targets are set in the vacuum chamber 10 and the vacuum chamber 12.
After setting the substrate in the vacuum chamber 10, the vacuum chamber 10 is evacuated to a vacuum (step 102). At the same time, the transfer chamber 14 and the second vacuum chamber 12 are evacuated to a vacuum.

【0012】次に、スパッタガスとしてアルゴンガスを
真空チャンバー10に導入する(ステップ104)。こ
の状態で第1の真空チャンバー10内でTaをターゲッ
トとしてスパッタし、基板表面にTa膜を形成する(ス
テップ106)。第1の真空チャンバー10内で成膜し
た後、搬送室14を経由して第2の真空チャンバー12
に基板を搬送する。第1の真空チャンバー10から第2
の真空チャンバー12まで基板は真空中を搬送される
(ステップ108)。
Next, an argon gas is introduced into the vacuum chamber 10 as a sputtering gas (step 104). In this state, sputtering is performed using Ta as a target in the first vacuum chamber 10 to form a Ta film on the substrate surface (step 106). After forming a film in the first vacuum chamber 10, the second vacuum chamber 12 is transferred via the transfer chamber 14.
To transfer the substrate. From the first vacuum chamber 10 to the second
The substrate is transferred in a vacuum to the vacuum chamber 12 (step 108).

【0013】基板を第2の真空チャンバー12まで搬送
した後、各々のターゲットをスパッタして成膜する前
に、基板のTa成膜層に逆スパッタを施してTaの成膜
層の表面をわずかにエッチングする(ステップ11
0)。逆スパッタは第2の真空チャンバー12にアルゴ
ンガス等のスパッタガスを導入し、基板とターゲットと
に印加する電圧を成膜状態とは逆にして成膜層の表面を
わずかにエッチングする操作であり、これによって成膜
面の清浄面を露出させる。この逆スパッタ操作は所要の
特性を有する磁気抵抗効果膜を形成する上で必須の操作
である。
After transporting the substrate to the second vacuum chamber 12, before sputtering each target to form a film, reverse sputtering is performed on the Ta film layer on the substrate to slightly reduce the surface of the Ta film layer. (Step 11)
0). Reverse sputtering is an operation in which a sputtering gas such as an argon gas is introduced into the second vacuum chamber 12 and the voltage applied to the substrate and the target is reversed from the state of the film formation to slightly etch the surface of the film formation layer. This exposes the clean surface of the film formation surface. This reverse sputtering operation is an essential operation for forming a magnetoresistive film having required characteristics.

【0014】逆スパッタを施した後、第2の真空チャン
バー12内で上述した各ターゲットを用いて順次スパッ
タし、Ta成膜層の上にNiFe/CoFeB/Cu/CoFeB/PdPtMnの
各成膜層を順次形成する(ステップ112)。本実施形
態ではこのスパッタ工程で、アルゴンガスをフローした
まま、すなわち異種の成膜層を形成する際に、成膜した
ごとに真空に排気することをせず、ガスホールドしたま
ま行うことを特徴とする。複数の成膜層を積層して磁気
抵抗効果膜を形成する場合、このようにガスホールドし
た状態でスパッタすることは所要の磁気抵抗効果を得る
上で有効である。
After performing reverse sputtering, sputtering is sequentially performed in the second vacuum chamber 12 using each of the above-mentioned targets. Are sequentially formed (step 112). In the present embodiment, in this sputtering step, argon gas is flowed, that is, when a different kind of film formation layer is formed, the gas is not exhausted to a vacuum each time a film is formed, but is held while the gas is held. And When a magnetoresistance effect film is formed by laminating a plurality of film formation layers, it is effective to perform sputtering in such a gas-hold state in order to obtain a required magnetoresistance effect.

【0015】第2の真空チャンバー12で所要の成膜層
を形成した後、基板を再度第1の真空チャンバー10に
搬送して最上層のTaの成膜層を形成する。第2の真空
チャンバー12から第1の真空チャンバー10へ搬送す
る場合も、上述したと同様に真空搬送によって搬送す
る。そのため、第2の真空チャンバー12、搬送室1
4、第1の真空チャンバー10を真空排気し、搬送室1
4を経由して基板を第1の真空チャンバー10まで搬送
する(ステップ114)。
After a required film formation layer is formed in the second vacuum chamber 12, the substrate is transported to the first vacuum chamber 10 again to form the uppermost Ta film formation layer. Also in the case of transferring from the second vacuum chamber 12 to the first vacuum chamber 10, the transfer is performed by vacuum transfer as described above. Therefore, the second vacuum chamber 12, the transfer chamber 1
4. The first vacuum chamber 10 is evacuated and the transfer chamber 1 is evacuated.
The substrate is conveyed to the first vacuum chamber 10 via Step 4 (Step 114).

【0016】第1の真空チャンバー10に基板を搬送し
た後、再度、第1の真空チャンバー10内にスパッタガ
スを導入して逆スパッタを施し(ステップ116)、基
板の表面の成膜層をわずかにエッチングして成膜層の表
面を清浄表面とした後、Taのターゲットを用いてスパ
ッタを施しTa成膜層を形成する(ステップ118)。
こうして、所要の成膜層から成る磁気抵抗効果膜が形成
される。磁気抵抗効果素子は上記各成膜層を所定パター
ンにエッチングし、所要の電極等を形成して得られる。
真空チャンバー10から基板を取り出した後(ステップ
120)、所要の加工を施して磁気ディスク装置に用い
られる磁気ヘッドが形成される。
After transporting the substrate to the first vacuum chamber 10, a sputtering gas is again introduced into the first vacuum chamber 10 to perform reverse sputtering (step 116) to reduce the thickness of the film formed on the surface of the substrate. Then, the surface of the film formation layer is cleaned to form a clean surface, and then sputtering is performed using a Ta target to form a Ta film formation layer (step 118).
In this manner, a magnetoresistive effect film including a required film formation layer is formed. The magnetoresistive element is obtained by etching each of the above-mentioned film formation layers into a predetermined pattern and forming necessary electrodes and the like.
After the substrate is taken out of the vacuum chamber 10 (step 120), necessary processing is performed to form a magnetic head used in a magnetic disk drive.

【0017】上記実施形態では第1の真空チャンバー1
0と第2の真空チャンバー12との間の基板の搬送を真
空搬送によって行ったが、真空チャンバー間で基板を搬
送する際に、アルゴンガス等の不活性ガスをフローさ
せ、不活性ガス雰囲気中で基板を搬送する方法も有効で
ある。このように、不活性ガス雰囲気中で基板を搬送す
る方法による場合は、真空チャンバーに搬送した後、あ
らかじめ逆スパッタを施すことなく成膜することにより
所要の特性を有する磁気抵抗効果素子を得ることが可能
である。
In the above embodiment, the first vacuum chamber 1
Although the transfer of the substrate between the zero vacuum chamber 12 and the second vacuum chamber 12 was performed by vacuum transfer, when transferring the substrate between the vacuum chambers, an inert gas such as an argon gas was allowed to flow, and the transfer was performed in an inert gas atmosphere. It is also effective to transfer the substrate by using. As described above, when the substrate is transferred in an inert gas atmosphere, the substrate is transferred to a vacuum chamber, and a film is formed without performing reverse sputtering in advance to obtain a magnetoresistive element having required characteristics. Is possible.

【0018】図3にこの場合の成膜工程のフロー図を示
す。不活性ガス雰囲気中で基板を搬送して成膜する方法
の場合は、第1の真空チャンバー10で成膜した後、第
2の真空チャンバー12に基板を搬送する際に、あらか
じめ真空排気した搬送室14および第2の真空チャンバ
ー12内にアルゴンガスを導入し、アルゴンガスをフロ
ーさせた状態で第1の真空チャンバー10から第2の真
空チャンバー12に基板を搬送するものである。
FIG. 3 shows a flowchart of the film forming process in this case. In the case of a method of forming a film by transporting a substrate in an inert gas atmosphere, after transporting the substrate to the second vacuum chamber 12 after forming the film in the first vacuum chamber 10, a transport that is evacuated in advance is used. An argon gas is introduced into the chamber 14 and the second vacuum chamber 12, and the substrate is transferred from the first vacuum chamber 10 to the second vacuum chamber 12 while the argon gas is flowing.

【0019】このように不活性ガス雰囲気の下で基板を
搬送した場合は、成膜層の表面に異物が付着して成膜層
の表面が汚染することが防止でき、成膜層に逆スパッタ
を施すことなく、次工程の成膜操作をなすことが可能で
ある。もちろん、第2の真空チャンバー12から第1の
真空チャンバー10に基板を搬送する場合も同様であ
る。なお、アルゴンガスフローのまま搬送した場合で
も、あらかじめ逆スパッタを施すことは何ら問題はな
い。また、基板を搬送する場合、アルゴンガスにかえて
他の不活性ガスを使用することも可能である。
When the substrate is transported in an inert gas atmosphere as described above, it is possible to prevent foreign matter from adhering to the surface of the film formation layer and contaminate the surface of the film formation layer. The film forming operation in the next step can be performed without performing the above. Of course, the same applies to the case where the substrate is transferred from the second vacuum chamber 12 to the first vacuum chamber 10. It should be noted that there is no problem in performing reverse sputtering in advance even when the wafer is transported with the argon gas flow. When the substrate is transferred, another inert gas can be used instead of the argon gas.

【0020】図4および図5は前述した成膜層を有する
磁気抵抗効果素子を上記実施形態の製法にしたがって成
膜層を形成する方法により形成して磁気的特性を測定し
た結果を示す。図中のA〜Dは測定サンプルである。こ
れらのサンプルは真空チャンバー12内で成膜層を積層
して形成する際にガスホールドして行ったか否か、真空
搬送した後、成膜する際に逆スパッタを事前に行ったか
否かで次のように分類される。なお、ガスホールドとは
異種の成膜層をスパッタによって形成する際に、成膜し
たごとに真空に排気せず、スパッタガスをフローさせた
まま順次成膜する方法である。 サンプル ガスホールド 逆スパッタ A 無 無 B 有 無 C 無 有 D 有 有
FIGS. 4 and 5 show the results of measuring the magnetic characteristics by forming the magnetoresistive element having the above-mentioned film-forming layer by the method of forming the film-forming layer according to the manufacturing method of the above embodiment. A to D in the figure are measurement samples. Depending on whether or not these samples were held by gas when depositing film formation layers in the vacuum chamber 12 and whether or not reverse sputtering was performed in advance when depositing films after vacuum transfer, Are classified as follows. Note that the gas hold is a method in which, when forming different kinds of film formation layers by sputtering, film formation is performed sequentially while the sputtering gas is flowing without exhausting to a vacuum each time the film is formed. Sample gas hold Reverse spatter A No No B Yes No C No Yes D Yes Yes

【0021】図4はA〜Dの各々のサンプルについて、
比抵抗ρのサンプルに磁気を印加した際の比抵抗の変化
(Δρ)を測定した結果である。サンプルAとDとを比
較すると比抵抗ρが約7μΩcm低下し、Δρが約0.
3μΩcm上昇している。磁気抵抗効果素子としては比
抵抗ρの値が小さく、Δρの値が大きいことが特性上好
ましい。この点で、サンプルCおよびDはサンプルAお
よびBと比較して明らかに優れた特性を示すことがわか
る。
FIG. 4 shows, for each of the samples A to D,
It is a result of measuring a change (Δρ) in specific resistance when magnetism is applied to a sample of specific resistance ρ. When the samples A and D are compared, the specific resistance ρ is reduced by about 7 μΩcm, and Δρ is set to about 0.
It has increased by 3 μΩcm. It is preferable in terms of characteristics that the magnetoresistive element has a small specific resistance ρ and a large Δρ. In this regard, it can be seen that Samples C and D exhibit significantly better properties than Samples A and B.

【0022】図5はサンプルA〜Dについて、容易軸方
向の保磁力(Hce)と容易軸に垂直方向の異方性磁界(Hk
h) を測定した結果である。これらHce およびHkh の値
は磁気抵抗効果素子の特性としてはいずれもより小さな
値であることが好ましい。測定結果は、サンプルA、B
に比較してサンプルCが優れ、サンプルCに比較してさ
らにサンプルDが優れていることがわかる。
FIG. 5 shows the coercive force (Hce) in the easy axis direction and the anisotropic magnetic field (Hk) in the direction perpendicular to the easy axis for the samples A to D.
h) is the measurement result. It is preferable that the values of Hce and Hkh are smaller values as characteristics of the magnetoresistive element. The measurement results are shown for samples A and B
It can be seen that Sample C is superior to Sample C, and Sample D is further superior to Sample C.

【0023】以上の測定結果から、磁気抵抗効果膜の製
造方法において逆スパッタとガスホールドは有効な作用
効果を奏することが明確に認められた。すなわち、GM
R素子等の磁気抵抗効果素子の製造方法において本発明
方法は所要の磁気抵抗効果を奏する素子の製造にきわめ
て有効な方法として利用できるものである。
From the above measurement results, it was clearly recognized that the reverse sputtering and the gas hold had an effective function and effect in the method of manufacturing the magnetoresistive film. That is, GM
The method of the present invention in a method of manufacturing a magnetoresistive element such as an R element can be used as a very effective method for manufacturing an element exhibiting a required magnetoresistive effect.

【0024】なお、上記実施形態では第1チャンバー1
0と第2チャンバー12とからなるスパッタ装置を例に
説明したが、ガスホールドおよび逆スパッタによる作用
は単一の真空チャンバーを有するスパッタ装置について
も同様に有効である。また、上記実施形態ではGMR素
子用として成膜する例を示したが成膜層の構成および積
層数はもちろん上記実施形態の膜組成のものに限るもの
ではない。また、複数の真空チャンバーを使用する場
合、各真空チャンバーに設置するターゲットの種類、数
も適宜選択することができる。
In the above embodiment, the first chamber 1
Although the description has been given of the example of the sputtering apparatus including the zero chamber and the second chamber 12, the operation by the gas hold and the reverse sputtering is similarly effective for the sputtering apparatus having a single vacuum chamber. Further, in the above embodiment, an example in which a film is formed for a GMR element has been described, but the configuration and the number of stacked layers are not limited to those having the film composition of the above embodiment. When a plurality of vacuum chambers are used, the type and number of targets to be installed in each vacuum chamber can be appropriately selected.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明に係る磁気抵抗効果素子の製造方
法によれば、上述したように、所要の特性を有する磁気
抵抗効果素子を得ることが可能である。また、本発明方
法は従来の装置をそのまま使用して成膜することが可能
であるという利点がある。
According to the method of manufacturing a magnetoresistive element according to the present invention, it is possible to obtain a magnetoresistive element having required characteristics as described above. Further, the method of the present invention has an advantage that a film can be formed using a conventional apparatus as it is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る磁気抵抗効果素子の製造に用いる
スパッタ装置の概略構成を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic configuration of a sputtering apparatus used for manufacturing a magnetoresistance effect element according to the present invention.

【図2】磁気抵抗効果素子を形成するための成膜工程を
示すフロー図である。
FIG. 2 is a flowchart showing a film forming process for forming a magnetoresistive element.

【図3】磁気抵抗効果素子を形成するための他の成膜工
程を示すフロー図である。
FIG. 3 is a flowchart showing another film forming process for forming a magnetoresistive element.

【図4】磁気抵抗効果素子の比抵抗の特性を測定した結
果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a result of measuring a characteristic of a specific resistance of the magnetoresistance effect element.

【図5】磁気抵抗効果素子の磁気的特性を測定した結果
を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a result of measuring magnetic characteristics of a magnetoresistive element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 第1の真空チャンバー 12 第2の真空チャンバー 14 搬送室 16a、16b、16c、16d、16e ターゲット 46 はんだめっき被膜 50 はんだボール DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st vacuum chamber 12 2nd vacuum chamber 14 Transfer chamber 16a, 16b, 16c, 16d, 16e Target 46 Solder plating film 50 Solder ball

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 真空チャンバー内に磁性膜および非磁性
膜等の所要の成膜層を形成するためのターゲットを複数
設置したスパッタ装置を使用し、基板上に磁性膜及び非
磁性膜等の成膜層を順次成膜して積層することにより磁
気抵抗効果素子を製造する方法において、 前記ターゲットを切り替えて成膜する際に、ターゲット
の切替え時を含め真空チャンバー内でスパッタガスを常
時フローさせて成膜することを特徴とする磁気抵抗効果
素子の製造方法。
1. A sputtering apparatus in which a plurality of targets for forming required film layers such as a magnetic film and a non-magnetic film are installed in a vacuum chamber, and a magnetic film and a non-magnetic film are formed on a substrate. In a method of manufacturing a magnetoresistive effect element by sequentially forming and stacking film layers, when a film is formed by switching the target, a sputtering gas is always flowed in a vacuum chamber including when the target is switched. A method of manufacturing a magnetoresistive element, comprising forming a film.
【請求項2】 複数の真空チャンバーを連結したスパッ
タ装置を使用し、真空チャンバー間で基板を搬送すると
共に、真空チャンバー内で基板上に所要の磁性膜及び非
磁性膜等の成膜層を順次成膜して積層することにより磁
気抵抗効果素子を製造する方法において、 一の真空チャンバー内で成膜した後、次の真空チャンバ
ーに基板を真空搬送して当該真空チャンバー内で成膜す
る際に、表面の成膜層に逆スパッタを施した後、さらに
成膜することを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方
法。
2. A sputtering apparatus in which a plurality of vacuum chambers are connected to each other to transfer a substrate between the vacuum chambers and sequentially form required film layers such as a magnetic film and a non-magnetic film on the substrate in the vacuum chamber. In a method of manufacturing a magnetoresistive element by forming a film and stacking, when forming a film in one vacuum chamber, and then carrying a substrate in a vacuum to the next vacuum chamber and forming a film in the vacuum chamber, A method of manufacturing a magnetoresistive element, comprising: performing reverse sputtering on a film formation layer on the surface, and further forming a film.
【請求項3】 複数の真空チャンバーを連結したスパッ
タ装置を使用し、真空チャンバー間で基板を搬送すると
共に、真空チャンバー内で基板上に所要の磁性膜及び非
磁性膜等の成膜層を順次成膜して積層することにより磁
気抵抗効果素子を製造する方法において、 真空チャンバー間で基板を搬送する際に、不活性ガス雰
囲気中で基板を搬送した後、当該真空チャンバーで成膜
することを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
3. Using a sputtering apparatus in which a plurality of vacuum chambers are connected, a substrate is transported between the vacuum chambers, and necessary film layers such as a magnetic film and a non-magnetic film are sequentially formed on the substrate in the vacuum chamber. In a method of manufacturing a magnetoresistive element by forming a film and stacking, when transferring a substrate between vacuum chambers, it is necessary to transfer the substrate in an inert gas atmosphere and then form a film in the vacuum chamber. A method for manufacturing a magnetoresistive element, which is characterized in that:
【請求項4】 前記真空チャンバー内に、磁性膜および
非磁性膜等の所要の成膜層を形成するためのターゲット
が複数設置され、 前記ターゲットを切り替えて成膜する際に、ターゲット
の切替え時を含め真空チャンバー内でスパッタガスを常
時フローさせて成膜することを特徴とする請求項2また
は3記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
4. A plurality of targets for forming required film-forming layers such as a magnetic film and a non-magnetic film are provided in the vacuum chamber, and when the target is switched to form a film, 4. The method for manufacturing a magnetoresistive element according to claim 2, wherein a film is formed by constantly flowing a sputtering gas in a vacuum chamber.
JP11072116A 1999-03-17 1999-03-17 Manufacture of magnetoresistance effect device Withdrawn JP2000269568A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11072116A JP2000269568A (en) 1999-03-17 1999-03-17 Manufacture of magnetoresistance effect device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11072116A JP2000269568A (en) 1999-03-17 1999-03-17 Manufacture of magnetoresistance effect device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000269568A true JP2000269568A (en) 2000-09-29

Family

ID=13480080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11072116A Withdrawn JP2000269568A (en) 1999-03-17 1999-03-17 Manufacture of magnetoresistance effect device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000269568A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322891A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Ulvac Japan Ltd Method and apparatus for manufacturing cold mirror
DE112011104627T5 (en) 2010-12-28 2013-10-02 Canon Anelva Corporation manufacturing device
WO2020211084A1 (en) * 2019-04-19 2020-10-22 Applied Materials, Inc. Methods of forming a metal containing material

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007322891A (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Ulvac Japan Ltd Method and apparatus for manufacturing cold mirror
DE112011104627T5 (en) 2010-12-28 2013-10-02 Canon Anelva Corporation manufacturing device
US9039873B2 (en) 2010-12-28 2015-05-26 Canon Anelva Corporation Manufacturing apparatus
US9752226B2 (en) 2010-12-28 2017-09-05 Canon Anelva Corporation Manufacturing apparatus
WO2020211084A1 (en) * 2019-04-19 2020-10-22 Applied Materials, Inc. Methods of forming a metal containing material
US11170998B2 (en) 2019-04-19 2021-11-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for depositing a metal containing layer on a substrate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11309489B2 (en) Magnetic tunnel junction with low defect rate after high temperature anneal for magnetic device applications
KR101522992B1 (en) Manufacturing apparatus
US9214170B2 (en) TMR device with low magnetostriction free layer
JP2002167661A (en) Magnetic multilayered film deposition system
US7183120B2 (en) Etch-stop material for improved manufacture of magnetic devices
US6063244A (en) Dual chamber ion beam sputter deposition system
WO2009157064A1 (en) Method and equipment for manufacturing tunnel magnetoresistive element
KR20020077797A (en) Magnetoresistance effect device and method for manufacturing the same
JP5848494B1 (en) Method for manufacturing perpendicular magnetization type MTJ element
EP0506433B2 (en) Magnetoresistance effect element
TWI644461B (en) Manufacturing method of magnetoresistive effect element
JP2002319722A (en) Magnetoresistance effect element and manufacturing method therefor
US7426097B2 (en) Giant magnetoresistive device with buffer-oxide layer between seed and ferromagnetic layers to provide smooth interfaces
JP2000269568A (en) Manufacture of magnetoresistance effect device
JP2002151760A (en) Method of manufacturing magnetoresistive effect element and method of formin film
Makino et al. Reduction of interlayer coupling in bottom synthetic spin valves through a gas exposure process
JP2009147351A (en) Method and apparatus for manufacturing magnetoresistance device
JP2009010401A (en) Method and apparatus for manufacturing magnetic resistance device

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060606