JP2002151760A - 磁気抵抗効果素子の製造方法および成膜装置 - Google Patents

磁気抵抗効果素子の製造方法および成膜装置

Info

Publication number
JP2002151760A
JP2002151760A JP2000341467A JP2000341467A JP2002151760A JP 2002151760 A JP2002151760 A JP 2002151760A JP 2000341467 A JP2000341467 A JP 2000341467A JP 2000341467 A JP2000341467 A JP 2000341467A JP 2002151760 A JP2002151760 A JP 2002151760A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
film
chamber
vacuum
cooling
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.)
Granted
Application number
JP2000341467A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3619769B2 (ja
Inventor
Koji Shimazawa
幸司 島沢
Yoshihiro Tsuchiya
芳弘 土屋
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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 TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2000341467A priority Critical patent/JP3619769B2/ja
Priority to US09/985,481 priority patent/US6562199B2/en
Publication of JP2002151760A publication Critical patent/JP2002151760A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3619769B2 publication Critical patent/JP3619769B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/54Controlling or regulating the coating process
    • C23C14/541Heating or cooling of the substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/56Apparatus specially adapted for continuous coating; Arrangements for maintaining the vacuum, e.g. vacuum locks
    • C23C14/568Transferring the substrates through a series of coating stations
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3909Arrangements using a magnetic tunnel junction
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/30Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE]
    • H01F41/302Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE] for applying spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/01Manufacture or treatment
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B2005/3996Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032Fabricating head structure or component thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49034Treating to affect magnetic properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 素子性能のバラツキが少なく信頼性に富み、
かつ生産性にも優れた磁気抵抗効果素子の製造方法を提
供する。 【解決手段】 熱伝導率5〜150Wm-1-1の基板を
準備する工程と、前記基板を真空冷却室中に移動させ、
当該真空冷却室中で基板を、絶対温度200K以下の温
度に冷却する基板冷却工程と、前記冷却された基板を真
空成膜室中に移動させ、基板ホルダに固定させるととも
に当該基板を回転させながら、当該基板の上に磁気抵抗
効果積層膜を形成する積層膜形成工程、を含む磁気抵抗
効果素子の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体等の
磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子
の製造方法およびそれを実施するための成膜装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ハードディスク(HDD)の高密度化に
伴い、高感度、高出力のヘッドが要求されている。この
ような要求に対して、GMR(Giant magnetoresistive)
膜のさらなる高性能化や、強磁性トンネル効果を利用し
た強磁性トンネル効果素子(TMR素子:Tunnel magnet
oresistive素子)やCPP(Current perpendicular tot
he plane)-GMR素子が新規に提案されている。
【0003】GMR膜の高性能化のためには、基本的に
いわゆるFree層の厚さや、例えばCuからなる非磁性ス
ペーサ層の厚さを小さくする方法が取られている。この
ような薄層化によりGMR膜の抵抗値および抵抗変化量
を増大させることができ、結果として出力を増大させる
ことができるようになる。また、高記録密度化を推し進
めた場合、シールドギャップ間隔を狭くするという要求
からも、GMR膜は薄くしなくてはならない。しかしな
がら、このような薄層化によりGMR膜のいわゆるPinn
ed層とFree層の強磁性結合効果(オレンジピール効果)
が増大し、ヘッドの再生感度を鈍らせるという問題があ
る。このような強磁性結合は、非磁性スペーサ層(例え
ば、Cu層)界面の表面粗さによりもたらされることが
報告されており、界面を平滑化する技術が要求されてい
る。
【0004】一般的に、蒸着膜の成膜の研究において
は、堆積(depo)された膜の平滑性を向上させる手法の
一つとして、膜を構成するグレインを微細化することが
知られており、そのために、基板を冷却しながら蒸着膜
を成膜するという技術が知られている。
【0005】このような従来の基板を冷却しながら行な
われる蒸着方法を、単に磁気抵抗効果膜形成工程で用い
られているスパッタ法に応用する場合、以下のような不
都合が生じることがわかった。
【0006】すなわち、真空成膜装置の中で基板の冷却
およびその後のスパッタ成膜を行なう場合、基板ホルダ
内に液体窒素や液体ヘリウムの冷媒を流すような構造を
形成し、当該ホルダに載せられた基板を所定時間放置し
て基板を冷却し、しかる後、基板の上に磁気抵抗効果を
示す所定の積層膜を順次スパッタ法で堆積させる手法が
採られる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの方法
では、基板ホルダに冷媒を通す構造を採択しているため
に成膜中に基板を回転させることができない。そのた
め、基板上にデポされる薄膜の状態が基板の場所毎に異
なる傾向が生じ、例えば1枚のウエーハ基板から4千個
の素子を形成したとき、各素子間での特性のバラツキが
生じるおそれが有る。また、特に工夫の凝らされていな
い通常の成膜装置を用いて、上記の基板冷却操作および
成膜操作を1つのステージを併用して行うと、生産性と
いう観点から以下の二つの問題が生じる。すなわち、一
つは成膜チャンバ−内の基板セット場所に基板を置いて
から、基板が所望の温度まで冷却されるまでに待ち時間
が約30分程度かかり、この間、成膜操作は中止した状
態にある。もう一つは成膜後に基板温度が室温に戻るま
での待ち時間が必要であるということである。基板温度
が室温になるまで待つ理由は、冷却された基板が大気中
に置かれると結露し、膜の腐食が発生するからである。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような問題に対し
て、本出願に係る発明者らが磁気抵抗効果素子に用いら
れ得る基板の特性に注目しつつ、従来の工程手法に捕ら
われず、新規な工程ステップを鋭意研究したところ、素
子性能のバラツキが少なく信頼性に富み、かつ生産性に
も優れた本願発明の磁気抵抗効果素子の製造方法を創案
するに至ったのである。
【0009】すなわち、本発明の磁気抵抗効果素子の製
造方法は、熱伝導率5〜150Wm -1-1の基板を準備
する工程と、前記基板を真空冷却室中に移動させ、当該
真空冷却室中で基板を、絶対温度200K以下の温度に
冷却する基板冷却工程と、前記冷却された基板を真空成
膜室中に移動させ、基板ホルダに固定させるとともに当
該基板を回転させながら、当該基板の上に磁気抵抗効果
積層膜を形成する積層膜形成工程、を含んでなるように
構成される。
【0010】また、本発明の磁気抵抗効果素子の製造方
法は、熱伝導率5〜150Wm-1-1の基板を準備する
工程と、前記基板を真空冷却室中に移動させ、当該真空
冷却室中で基板を、絶対温度200K以下の温度に冷却
する基板冷却工程と、前記冷却された基板を真空成膜室
中に移動させ、基板ホルダに固定させるとともに当該基
板を回転させながら、当該基板の上に磁気抵抗効果積層
膜を形成する積層膜形成工程と、積層膜が形成された膜
付き基板を真空昇温室に移動させて、当該真空昇温室で
膜付き基板を強制昇温させる工程、を含んでなるように
構成される。
【0011】また、本発明における前記磁気抵抗効果積
層膜は、巨大磁気抵抗効果膜として構成される。
【0012】また、本発明における前記磁気抵抗効果積
層膜は、トンネル磁気抵抗効果膜として構成される。
【0013】また、本発明における前記磁気抵抗効果積
層膜は、スピンバルブ磁気抵抗効果膜として構成され
る。
【0014】また、本発明における前記磁気抵抗効果積
層膜は、スパッタ法により形成された膜として構成され
る。
【0015】本発明の成膜装置は、基板を待機させる基
板待機室と、基板を冷却させるための基板冷却室と、当
該基板の上に磁気抵抗効果積層膜を形成するための真空
成膜室と、基板を少なくとも前記基板待機室、基板冷却
室および真空成膜室に搬送させることができるロボット
を備えるロボット室とを有し、当該ロボット室を中心と
して、その周縁に前記基板待機室、基板冷却室および真
空成膜室がそれぞれシャッターを介して独立室として配
置されてなるように構成される。
【0016】本発明の成膜装置は、基板を待機させる基
板待機室と、基板を冷却させるための基板冷却室と、当
該基板の上に磁気抵抗効果積層膜を形成するための真空
成膜室と、磁気抵抗効果積層膜が成膜された基板を強制
昇温させる真空昇温室と、基板を少なくとも前記基板待
機室、基板冷却室、真空成膜室および真空昇温室に搬送
させることができるロボットを備えるロボット室とを有
し、当該ロボット室を中心として、その周縁に前記基板
待機室、基板冷却室、真空成膜室および真空昇温室がそ
れぞれシャッターを介して独立室として配置されてなる
ように構成される。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施の形態
について詳細に説明する。
【0018】本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法を説
明する前に、その製造方法を実施するための成膜装置の
一例について、説明しておく。図1は、本発明の新規な
成膜装置の好適な一例を示す概略装置平面図である。
【0019】図1に示されるように、本発明の新規な成
膜装置100は、図面の略中央に位置する真空のロボッ
ト室180と、この周縁に配置された各室、すなわち、
基板2(ウエーハ)を待機させる基板待機室110と、
基板2を冷却させるための真空の基板冷却室120と、
基板2の上に磁気抵抗効果積層膜を形成するための真空
成膜室130と、磁気抵抗効果積層膜が成膜された膜付
き基板2aを強制昇温させる真空昇温室140、常温
(室温)付近までに昇温された膜付き基板2aを排出載
置するための基板排出室150とを備えている。
【0020】これらの各室110,120,130,1
40,150は、それぞれ、シャッター111,12
1,131,141,151を介して、ロボット室18
0からの雰囲気の隔離が可能になっている。なお、真空
昇温室140は、必須の要件ではないが、より一層の生
産性を向上させるという観点からすれば、用いることが
好ましい。基板排出室150は特に独立して設けること
なく、基板待機室110との兼用で賄うことも可能であ
るが、工程の利便性を考慮すれば、図示のごとく、基板
待機室110と基板排出室150を分けて独立して形成
しておいた方が良い。
【0021】基板待機室110は、薄膜形成処理前の基
板2を複数枚ストックしておくところであり、この基板
大気室110は、真空引きされることにより真空室とな
るようになっている。真空引きに際しては、例えば、約
20分程度の時間を要する。
【0022】基板待機室110に置かれていた基板2の
内1枚の基板2が、ロボット185のロボットハンド1
86により取り出され、真空の基板冷却室120に搬送
される。基板2の搬送には例えば2分の時間を要し、も
ちろんこの際にシャッター111,121の開閉が適宜
行われる。
【0023】基板冷却室120は、真空室となってお
り、この中には図示していないが基板2を冷却するため
の基板冷却手段が設置されている。基板冷却手段として
は、基板2を略均一に冷却できるものであれば良く、特
に限定されるものではない。基板冷却手段の好適な一例
としては、熱伝導率の大きい例えばCu,Al,Ti等
からなる基板載置台の中に、液体窒素や液体ヘリウムの
冷媒を流すような構造を形成しておき、基板載置台を冷
却するとともに当該基板載置台に載せられた基板を所定
時間放置して、所定温度まで冷却するようにすればよ
い。例えば、基板温度を約150K(絶対温度)まで冷
却するには、30分程度の時間を要する。
【0024】所定温度まで冷却された基板2は、基板冷
却室120からロボット185のロボットハンド186
により取り出され、真空成膜室130に搬送される。基
板2の搬送には例えば2分の時間を要し、もちろんこの
際にシャッター121,131の開閉が適宜行われる。
【0025】真空成膜室130にはスパッタ装置が導入
されており、回転可能な基板ホルダ135に冷却された
基板2がセットされ、基板2を回転させた状態で所定の
スパッタ成膜が順次行なわれ、磁気抵抗効果積層膜が形
成される。ターゲットの記載は図面から省略してある
が、通常、積層の数に相当するだけのターゲットが準備
されている。積層膜の形成には、約30分の時間を要
す。
【0026】磁気抵抗効果積層膜が形成された膜付き基
板2aは、真空成膜室130からロボット185のロボ
ットハンド186により取り出され、真空昇温室140
に搬送される。膜付き基板2aの搬送には例えば2分の
時間を要し、もちろんこの際にシャッター131,14
1の開閉が適宜行われる。
【0027】真空昇温室140は、真空室となってお
り、この中には膜付き基板2aを常温(室温)付近まで
昇温させるための基板昇温手段が設置されている。基板
昇温手段としては、膜付き基板2aを略均一に昇温でき
るものであれば良く、特に限定されるものではない。
【0028】基板昇温手段の好適な一例としては、熱伝
導率の良い例えばCu,Al,Ti等からなる基板載置
台の中に、ヒーター等の加熱媒体を埋め込んだ構造を形
成しておき、基板載置台を昇温するとともに当該基板載
置台に載せられた膜付き基板2aを所定時間放置して、
常温(室温)付近まで昇温するようにすればよい。
【0029】例えば、膜付き基板2aの温度を約280
K(絶対温度)まで昇温するには、約45分の時間を要
する。ちなみに、この強制的な昇温操作を行なわずに、
真空待機室で自然昇温させれば、約7時間のもの多くの
時間を要してしまう。
【0030】常温(室温)付近までに強制昇温が完了し
た膜付き基板2aは、ロボット185のロボットハンド
186により真空昇温室140から取り出され、基板排
出室150まで搬送される。
【0031】基板排出室150に載置された膜付き基板
2aは、次いで、次工程に移され、個々の素子部分に分
割され、1枚の基板から例えば約4000個の素子部分
が得られる。
【0032】なお、図1の装置はさらにシステム拡張し
てもよく、例えば、真空成膜室の増設や、新たに酸化処
理室やクリーニング室を設けるようにしてもよい。
【0033】次いでこのような装置を用いた本発明の磁
気抵抗効果素子の製造方法について、説明する。
【0034】本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法は、
熱伝導率5〜150Wm-1K-1の基板を準備する工程
と、前記基板を真空冷却室中に移動させ、当該真空冷却
室中で基板を、絶対温度200K以下の温度に冷却する
基板冷却工程と、前記冷却された基板を真空成膜室中に
移動させ、基板ホルダに固定させるとともに当該基板を
回転させながら、当該基板の上に磁気抵抗効果積層膜を
形成する積層膜形成工程、を含むことを要部とする発明
である。
【0035】以下、工程ごとに詳細に説明する。
【0036】基板準備工程 本発明の技術分野における基板はいわゆるウエーハとも
呼ばれ、素子の多数個取りのベースとなるものである。
本発明における基板は、熱伝導率5〜150Wm-1-1
の範囲、好ましくは10〜100Wm-1-1、より好ま
しくは12〜80Wm-1-1のものが対象となる。この
値が150Wm-1-1を超えると熱伝導率が大きくなり
すぎて、本発明のその後の操作での良好な膜が成膜でき
ないという不都合が生じる。つまり、膜質が低下するレ
ベルまで基板温度が上昇してしまうものと考えられる。
これでは、基板冷却と成膜とを別ステーションで行うこ
とができない。この一方で、この値が5Wm-1-1未満
となると、基板の冷却のために、あまりにも多くの時間
を費やさなければならず、生産性が悪くなるという不都
合が生じてしまう。本発明における基板材質としては、
例えば、AlTiC(Al2O3・TiC)、SiC、AlNなどで
代表されるセラミックの基板が挙げられる。半導体分野
で通常使用されているシリコンウエーハ等は、本願の基
板に該当しない。
【0037】このような基板は、前述したように、通
常、真空室となりうる基板待機室の中で複数枚ストック
された状態で待機している。待機の雰囲気は真空雰囲気
とされる。なお、本発明の明細書中でいう「真空」およ
び「真空雰囲気」とは、10-3〜10-9Pa程度の真空
度をいう。
【0038】基板冷却工程 前記基板を真空冷却室中に移動させ、ここで基板を、2
00K(絶対温度)以下、特に、50〜150Kの温度
に冷却する。冷却は真空雰囲気で行なわれる。この値が
200Kを超えると、この基板の上に形成される磁気抵
抗効果を示すスパッタ積層膜が良好な膜とならず膜特性
の向上が期待できなくなるという不都合が生じる。基板
の冷却方法は、上述したように基板を略均一に冷却でき
るものであれば特に限定されるものではない。好適な一
例としては、上述したように熱伝導率の良い基板載置台
の内部に、液体窒素や液体ヘリウムの冷媒を流すような
構造を形成しておき、基板載置台を冷却するとともに当
該基板載置台に載せられた基板を所定時間放置して、所
定温度まで冷却するようにすればよい。
【0039】なお、真空冷却室は開閉可能なシャッター
等によってその内部雰囲気が隔離できるようになってい
る。
【0040】磁気抵抗効果積層膜形成工程 次いで、冷却された基板は、真空成膜室の中に移動させ
られ、当該室中に設置された基板ホルダに固定される。
当該基板ホルダは、回転可能な機構を備えているため
に、基板を回転させながら、当該基板の上に磁気抵抗効
果積層膜をスパッタ法により形成させることができる。
なお、当該基板ホルダには、冷媒を流通させて基板を冷
却させる機構は形成されていない。
【0041】前述のごとく、本願で用いられる基板が所
望の熱伝導率の特性を備えているために、別のステージ
(基板冷却室での冷却工程)であれ一旦、基板が所望の
温度まで冷却されれば、その後の冷却操作を止めた状態
で、本願の磁気抵抗効果膜の成膜を行っても、極めて良
質の膜が形成できる。しかも、基板の冷却処理を成膜と
は別のステージで行うことにより、本願の成膜工程で
は、基板を回転させながら成膜ができるので、基板上に
何千個と形成される複数の素子の特性バラツキが極めて
少なくなり、信頼性に優れる素子の製造が可能となる。
磁気抵抗効果積層膜の成膜が完了するまでの時間は、通
常30分程度である。
【0042】ここで、基板の上に形成される磁気抵抗効
果積層膜は、巨大磁気抵抗効果膜(GMR膜)であり、
特に、スピンバルブ磁気抵抗効果膜や、トンネル磁気抵
抗効果膜(TMR膜)が好適例として挙げられる。
【0043】巨大磁気抵抗効果膜(GMR膜)の好適例
である、いわゆるスピンバルブ磁気抵抗効果膜の基本構
造を示す一例が図2に示される。
【0044】図2に示されるように、スピンバルブ磁気
抵抗効果膜は、例えばCuからなる非磁性金属層30
と、この非磁性金属層30の一方の面に形成された例え
ばNiFeからなる強磁性層40と、非磁性金属層30
の他方の面に形成された例えばNiFeからなる軟磁性
層20と、強磁性層40の磁化の向きをピン止めするた
めに強磁性層40の上(ここで言う『上』とは、非磁性
金属層30と接する面と反対側の面を意味する)に形成
された例えばPtMnからなる反強磁性層50を有する
積層体構造をなしている。
【0045】これらの積層体は、図2に示されるよう
に、通常、基板5の上に形成され、これらが基板5側か
ら、下地層7を介して、軟磁性層20、非磁性金属層3
0、強磁性層40、反強磁性層50の順に積層されてい
る。この反強磁性層50の上には、図示のごとく、さら
に保護層80が形成される。この積層構造は一例であ
り、種々のモディファイが可能である。これらの各機能
層は、それぞれ、1層のみでなく、2層以上としてもよ
い。例えば、軟磁性層20および強磁性層40は、単層
に限定されることはなく、反強磁性型磁気結合をしてい
る一対の磁性層と、その間に挟まれた非磁性金属層の組
み合わせからなる積層体も、特に好ましい態様の一つで
ある。このような積層体としては、例えば、CoFe
(厚さ30Å)/Ru(厚さ7Å)/CoFe(厚さ2
0Å)の3層積層体からなる強磁性層が挙げられる。ま
た、各層の組成についても公知の種々のバリエーション
が存在する。
【0046】以下、スピンバルブ磁気抵抗効果膜の好適
な膜構成を例示する。なお、組成の次に付してあるカッ
コ内の数字は膜厚(単位Å)を示している。
【0047】(1)Ta(30)/NiFe(50)/CoFe(5)/Cu(24)/C
oFe(20)/PtMn(150)/Ta(30) (2)Ta(30)/ PtMn(150)/CoFe(20)/Cu(24)/CoFe(5)/Ni
Fe(50)/Ta(30) (3)Ta(30)/NiFe(50)/CoFe(5)/Cu(24)/CoFe(30)/Ru
(7)/CoFe(20)/PtMn(150)/Ta(30) (4)Ta(30)/PtMn(150)/CoFe(20)/Ru(7)/CoFe(30)/Cu
(24)/CoFe(5)/NiFe(50)/Ta(30) (5)Ta(30)/PtMn(150)/CoFe(20)/Cu(24)/CoFe(5)/NiF
e(50)/CoFe(5)/Cu(24)/CoFe(20)/PtMn(150)/Ta(30) (6)Ta(30)/PtMn(150)/CoFe(20)/Ru(7)/CoFe(30)/Cu
(24)/CoFe(5)/NiFe(50)/CoFe(5)/Cu(24)/CoFe(30)/Ru
(7)/CoFe(20)/PtMn(150)/Ta(30)
【0048】次に、トンネル磁気抵抗効果膜(TMR
膜)の好適な一形態例を図3に示す。この実施の形態に
おいて、トンネル磁気抵抗効果膜(TMR膜)は、その
要部として、トンネルバリア層13と、トンネルバリア
層13を挟むようにして形成された第1の強磁性層12
と第2の強磁性層14が積層された多層膜構造を有して
いる。
【0049】このようなトンネル多層膜の基本構造にお
いて、さらに前記第1の強磁性層12と第2の強磁性層
14の外部方向にはそれぞれ、トンネル多層膜の厚さ方
向に電流を流すための一対の電極71および電極75が
積層され、電気的に接続される。
【0050】2つの強磁性層12,14のうち、例え
ば、前記第1の強磁性層12は、磁気情報である外部磁
場に応答して自由に磁化の向きが変えられるようないわ
ゆるフリー層として機能させられ、前記第2の強磁性層
14は、当該強磁性層14の磁化の向きが一定方向に固
定された磁化固定層として機能させられることが一般的
である。このような実施の態様では強磁性層14の磁化
を固定するための、例えば、反強磁性層からなるピン止
め層50が形成される。すなわち、図3に示される実施
の形態では、基板5の上に、電極71、ピン止め層5
0、第2の強磁性層14、トンネルバリア層13、第1
の強磁性層12、電極75が順次形成される。強磁性層
12、14を構成する材質は、高いTMR変化量が得ら
れるように高スピン分極材料が好ましく、例えば、F
e,Co,Ni,FeCo,NiFe,CoZrNb,
FeCoNi等が用いられる。強磁性層12の膜厚は、
20〜200Å、好ましくは40〜100Åとされる。
膜厚が厚くなりすぎると、ヘッド動作時の出力が低下す
る傾向があり、また、膜厚が薄くなりすぎると、磁気特
性が不安定となりヘッド動作時のノイズが増大するとい
う不都合が生じる。強磁性層14の膜厚は、10〜50
Å、好ましくは20〜30Åとされる。膜厚が厚くなり
すぎると、後述するような反強磁性体による磁化のピン
ニングが弱まり、また、膜厚が薄くなりすぎると、TM
R変化率が減少する傾向が生じる。
【0051】このような第1の強磁性層12および第2
の強磁性層14は、単層に限定されることはなく、反強
磁性型磁気結合をしている一対の磁性層と、その間に挟
まれた非磁性金属層の組み合わせからなる積層体も、特
に好ましい態様の一つである。このような積層体として
は、例えば、CoFe(厚さ30Å)/Ru(厚さ7
Å)/CoFe(厚さ20Å)の3層積層体からなる強
磁性層が挙げられる。
【0052】以下、TMR膜の好適な膜構成を例示す
る。なお、組成の次に付してあるカッコ内の数字は膜厚
(単位Å)を示している。Al(7)-Oxの表示は、7Å厚さ
のAl膜を酸化処理して形成したアルミニウム酸化膜で
あることを意味している。
【0053】(1)Ta(30)/NiFe(50)/CoFe(5)/Al(7)-Ox
/CoFe(20)/PtMn(150)/Ta(30) (2)Ta(30)/ PtMn(150)/CoFe(20)/Al(7)-Ox/CoFe(5)/
NiFe(50)/Ta(30) (3)Ta(30)/NiFe(50)/CoFe(5)/Al(7)-Ox/CoFe(30)/Ru
(7)/CoFe(20)/PtMn(150)/Ta(30) (4)Ta(30)/PtMn(150)/CoFe(20)/Ru(7)/CoFe(30)/Al
(7)-Ox/CoFe(5)/NiFe(50)/Ta(30) (5)Ta(30)/PtMn(150)/CoFe(20)/Al(7)-Ox/CoFe(5)/N
iFe(50)/CoFe(5)/Al(7)-Ox/CoFe(20)/PtMn(150)/Ta(30) (6)Ta(30)/PtMn(150)/CoFe(20)/Ru(7)/CoFe(30)/Al
(7)-Ox/CoFe(5)/NiFe(50)/CoFe(5)/Al(7)-Ox/CoFe(30)/
Ru(7)/CoFe(20)/PtMn(150)/Ta(30)
【0054】基板を強制昇温させる工程 このような磁気抵抗効果積層膜が形成された基板は、真
空昇温室に移され、当該真空昇温室で積層基板を強制昇
温させる処理が行なわれることが生産性を向上させるた
めに特に好ましい。
【0055】前述したように真空昇温室は、真空室とな
っており、この中には基板を室温付近まで昇温させるた
めの基板昇温手段が設置されている。基板昇温手段の好
適な一例としては、熱伝導率の大きい例えばCuからな
る基板載置台の中に、ヒーター等の加熱媒体を埋め込ん
だ構造を形成しておき、基板載置台を昇温するとともに
当該基板載置台に載せられた基板を所定時間放置して、
常温(室温)付近まで昇温するようにすればよい。この
工程を設けることによって、前述したように生産性は格
段と向上する。
【0056】基板の排出準備工程 室温付近までに強制昇温が完了した膜付き基板は、通
常、基板排出室まで搬送され、ここに一時的にストック
される。
【0057】基板排出室に載置、ストックされた積層膜
付き基板は、前述したように次工程の素子形成工程で、
個々の素子部分に切断分割され、1枚の基板から例えば
4000個程度の素子部分が得られる。
【0058】このような本発明の製造方法においては、
素子性能のバラツキが少なく信頼性に富む製品が供給で
きるとともに、以下の点から生産性も極めて優れたもの
となる。すなわち、本発明の製造方法は、基板冷却工程
と磁気抵抗効果積層膜形成工程とを別ステージで独立し
てそれぞれ行うようにしているので、これらの互いの処
理を平行して同時に行うことができ(例えば、一つの基
板は冷却工程にあり、また他の一つの基板は成膜工程に
ある)、例えば、12ウエーハを1セットとして連続的
に生産する場合には生産性の格段の向上が図られる。さ
らに、基板を強制昇温させる工程を組み込むことにより
その生産性は格段と向上する。具体的数値を挙げると、
12ウエーハを1セットとして連続的に生産する場合に
おいて、従来例では約20時間要したものが、本発明で
は約15時間に短縮され(基板の強制昇温なし)、さら
に基板を強制昇温させる工程を組み込むことにより約9
時間に短縮されることが本発明者らによって確認されて
いる。
【0059】
【実施例】〔実験例1〕実施例1サンプルの作製 図1に示される装置を用いて、以下の複数の工程を経
て、トンネルの磁気抵抗効果型ヘッドの主要部であるト
ンネル磁気抵抗効果膜を作製した。
【0060】基板準備工程 すなわち、まず最初に、基板5として厚さ2mm、直径
72mmのAlTiC基板(熱伝導率:25Wm
-1-1)を準備し、このものを基板待機室に待機させ、
その後、基板待機室を真空引きして真空雰囲気とした。
真空雰囲気の形成に時間は20分要した。
【0061】基板冷却工程 基板待機室中の基板をロボットにより、真空冷却室中の
基板載置台に移動させた。移動時間は、2分であった。
なお、移動に際しては、ロボットによる基板のハンドリ
ングができるように基板待機室および真空冷却室のシャ
ッターの開閉を適宜行った。
【0062】真空冷却室中の基板載置台の内部には液体
ヘリウムの冷媒が流されており、基板が載置される部分
からの熱伝導により、基板全体を150Kまで冷却し
た。冷却に要した時間は30分であった。
【0063】磁気抵抗効果積層膜形成工程 真空冷却室中の基板をロボットにより、真空成膜室中の
基板ホルダに移動させた。移動時間は、2分であった。
なお、移動に際しては、ロボットによる基板のハンドリ
ングができるように真空冷却室および真空成膜室のシャ
ッターの開閉を適宜行った。その後、基板を回転速度1
80rpmで回転させながら、スパッタ成膜を行った。
AlTiC基板上に形成したトンネル磁気抵抗効果積層膜の
膜構成は次の通りとした。なお、組成の次に付してある
数字は膜厚(Å)を示している。
【0064】Ta(30)/NiFe(50)/CoFe(5)/Al(7)-Ox/CoFe
(30)/Ru(7)/CoFe(20)/PtMn(150)/Ta(30)
【0065】このようにして成膜が完了した膜付き基板
を真空昇温室に移動させ(移動時間2分)、ここで強制
的に常温付近まで基板を昇温させた。昇温に要した時間
は45分であった。ちなみに、前述したようにこの真空
昇温室を用いずに、真空真空雰囲気下での自然昇温で
は、基板温度を常温付近まで戻すために7時間を要する
ことが実験的に確認されている。
【0066】このようにして作製した磁気抵抗効果膜付
き基板(ウエーハ)から、切りだし・加工工程を経て約
4000個の素子を取りだし、この中で任意に抽出した
40個(サンプルID:1〜40)を用いて、下記の要
領で(1)素子の抵抗値および(2)TMR変化率を測
定した。
【0067】(1)素子の抵抗値(Ω)および(2)T
MR変化率(%)の測定 0.6μm×0.6μmのサイズのテストパターンを用
い、4端子法を用いて求めた。具体的には、測定電流
0.1mAを印加し、その時の印加電圧を測定した。電
圧の測定結果とオームの法則から得た計算値が抵抗値と
なる。
【0068】抵抗値の測定中は±2000エルステッド
の磁界を印加し、抵抗値の印加磁界依存性を評価し、こ
の評価の際に得られた最小抵抗値Rminを「抵抗値
(Ω)」とした。さらに抵抗値の印加磁界依存性評価の
際に得られた最大抵抗値Rmaxおよび最小抵抗値Rminを
用い、下記式からTMR変化率を求めた。
【0069】 TMR変化率=(Rmax−Rmin)/Rmin ×100 (%)
【0070】比較例サンプル1の作製 以下の工程を経て、比較例であるトンネル磁気抵抗効果
膜を作製した。
【0071】まず最初に、基板5として厚さ2mm、直
径72mmのAlTiC基板(熱伝導率:25Wm-1
-1)を準備し、このものを基板待機室に待機させ、その
後、基板待機室を真空引きして真空雰囲気とした。真空
雰囲気の形成に時間は20分要した。
【0072】基板待機室中の基板をロボットにより、真
空成膜室中の基板ホルダに移動させた。移動時間は、2
分であった。なお、移動に際しては、ロボットによる基
板のハンドリングができるように基板待機室および真空
成膜室のシャッターの開閉を適宜行った。
【0073】真空成膜室中の基板ホルダの内部には液体
ヘリウムの冷媒が流されており、基板が載置される部分
からの熱伝導により、基板全体を150Kまで冷却した
ところで、当該真空成膜室中で基板の上に上記実施例1
サンプルと同様のトンネル磁気抵抗効果膜を形成した。
なお、この成膜の際、基板ホルダの回転は行っていな
い。また、成膜中も基板の冷却は中止しなかった。
【0074】このようにして成膜が完了した基板を、真
空雰囲気下で常温付近まで7時間かけて自然昇温させ
た。
【0075】このようにして作製した比較例の磁気抵抗
効果膜付き基板(ウエーハ)から、切りだし・加工工程
を経て約4000個の素子を取りだし、この中で任意に
抽出した40個(サンプルID:1〜40)を用いて、
上記の実施例1と同様に(1)素子の抵抗値および
(2)TMR変化率を測定した。
【0076】これらの結果を下記表1に示した。さらに
表1の結果を視覚的に分かり易くするために、図4およ
び図5にグラフ表示した。
【0077】
【表1】
【0078】
【表2】
【0079】表1および図4,5のグラフに示されるよ
うに、本発明のごとく、基板冷却工程と、成膜工程を別
のステージとし、なおかつ基板冷却後に基板を回転させ
ることにより、成膜状態が均一するためか、抵抗値のバ
ラツキを抑えることができる。これにより、一定電流で
ヘッドを駆動した場合に素子毎に印加される印加電圧の
バラツキを抑えることが可能となり好ましい。
【0080】なお、TMR変化率の値は略同等でかつバ
ラツキの程度に関して、実施例および比較例双方の差は
見られなかった。このことは、本発明の方法のごとく、
基板を所定温度まで冷却した後、真空成膜室に搬送後し
てその後にスパッタ成膜しても、さほど基板温度の上昇
はみられず、基板を冷却しながらスパッタ成膜したもの
と同等のグレインサイズの膜質が得られるものと考えら
れる。
【0081】〔実験例2〕上記実施例1サンプルの作製
および比較例1のサンプル作製において、トンネル磁気
抵抗効果膜を下記の膜構成からなるスピンバルブ膜に変
えた。
【0082】AlTiC/NiCr50/NiFe30/CoFe10/Cu20/CoFe25
/Ru8/CoFe15/PtMn120/Ta30
【0083】それ以外は上記実施例1および比較例1と
同様にして、実施例2および比較例2のスピンバルブ磁
気抵抗効果素子をそれぞれ作製した。
【0084】これらについて、抵抗値(Ω)およびMR
変化率(%)をそれぞれ測定したところ、この場合もや
はり、図4および図5のグラフと同様の傾向が確認され
た。
【0085】〔実験例3〕上記実験例1で用いた基板
を、下記の熱伝導率をもつ基板に変えた。それ以外は上
記実験例1の実施例1と同様の方法で種々の素子サンプ
ルを作製した。
【0086】基板材質1:SiC、熱伝導率68Wm-1
-1(本発明) 基板材質2:AlN、熱伝導率90Wm-1-1(本発
明) 基板材質3:Si、熱伝導率168Wm-1-1(比較
例)
【0087】基板材質1および2を用いた素子は、上記
実験例1の実施例1と略同等の良好なデータが得られた
が、基板材質3を用いた素子では、冷却室から成膜室ま
での移動の際、および成膜時における基板の温度上昇が
大きいためか、実験例1の実施例1と同等の良好なデー
タは得られなかった。
【0088】
【発明の効果】上記の結果より、本発明の効果は明かで
ある。すなわち、本発明は、熱伝導率5〜150Wm-1
-1の基板を準備する工程と、前記基板を真空冷却室中
に移動させ、当該真空冷却室中で基板を、絶対温度20
0K以下の温度に冷却する基板冷却工程と、前記冷却さ
れた基板を真空成膜室中に移動させ、基板ホルダに固定
させるとともに当該基板を回転させながら、当該基板の
上に磁気抵抗効果積層膜を形成する積層膜形成工程、を
含むように構成されているので、素子性能のバラツキが
少なく信頼性に富み、かつ生産性の向上にも図れるとい
う極めて優れた効果を発現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の新規な成膜装置の好適な一例を示す概
略装置平面図である。
【図2】スピンバルブ磁気抵抗効果膜の基本構造を示す
一例の断面図である。
【図3】トンネル磁気抵抗効果膜の基本構造を示す一例
の断面図である。
【図4】表1における各サンプル(サンプルID)と抵
抗値(Ω)の関係を表すグラフである。
【図5】表1における各サンプル(サンプルID)とT
MR(%)の関係を表すグラフである。
【符号の説明】
100…成膜装置 110…基板待機室 120…基板冷却室 130…真空成膜室 140…真空昇温室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 43/08 H01L 43/08 Z Fターム(参考) 4K029 AA01 AA04 BA24 BA25 BB02 BC06 BD04 CA05 DA01 EA08 JA02 KA01 5D034 BA02 BA03 BA16 DA04 DA05 DA07 5E049 AC05 BA16 DB04 GC01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱伝導率5〜150Wm-1-1の基板を
    準備する工程と、 前記基板を真空冷却室中に移動させ、当該真空冷却室中
    で基板を、絶対温度200K以下の温度に冷却する基板
    冷却工程と、 前記冷却された基板を真空成膜室中に移動させ、基板ホ
    ルダに固定させるとともに当該基板を回転させながら、
    当該基板の上に磁気抵抗効果積層膜を形成する積層膜形
    成工程、を含むことを特徴とする磁気抵抗効果素子の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 熱伝導率5〜150Wm-1-1の基板を
    準備する工程と、 前記基板を真空冷却室中に移動させ、当該真空冷却室中
    で基板を、絶対温度200K以下の温度に冷却する基板
    冷却工程と、 前記冷却された基板を真空成膜室中に移動させ、基板ホ
    ルダに固定させるとともに当該基板を回転させながら、
    当該基板の上に磁気抵抗効果積層膜を形成する積層膜形
    成工程と、 積層膜が形成された膜付き基板を真空昇温室に移動させ
    て、当該真空昇温室で膜付き基板を強制昇温させる工
    程、を含むことを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記磁気抵抗効果積層膜が巨大磁気抵抗
    効果膜である請求項1または請求項2に記載の磁気抵抗
    効果素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記磁気抵抗効果積層膜がトンネル磁気
    抵抗効果膜である請求項3に記載の磁気抵抗効果素子の
    製造方法。
  5. 【請求項5】 前記磁気抵抗効果積層膜がスピンバルブ
    磁気抵抗効果膜である請求項3に記載の磁気抵抗効果素
    子の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記磁気抵抗効果積層膜がスパッタ法に
    より形成された膜である請求項3または5に記載の磁気
    抵抗効果素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 基板を待機させる基板待機室と、 基板を冷却させるための基板冷却室と、 当該基板の上に磁気抵抗効果積層膜を形成するための真
    空成膜室と、 基板を少なくとも前記基板待機室、基板冷却室および真
    空成膜室に搬送させることができるロボットを備えるロ
    ボット室とを有し、 当該ロボット室を中心として、その周縁に前記基板待機
    室、基板冷却室および真空成膜室がそれぞれシャッター
    を介して独立室として配置されていることを特徴とする
    成膜装置。
  8. 【請求項8】 基板を待機させる基板待機室と、 基板を冷却させるための基板冷却室と、 当該基板の上に磁気抵抗効果積層膜を形成するための真
    空成膜室と、 磁気抵抗効果積層膜が成膜された基板を強制昇温させる
    真空昇温室と、 基板を少なくとも前記基板待機室、基板冷却室、真空成
    膜室および真空昇温室に搬送させることができるロボッ
    トを備えるロボット室とを有し、 当該ロボット室を中心として、その周縁に前記基板待機
    室、基板冷却室、真空成膜室および真空昇温室がそれぞ
    れシャッターを介して独立室として配置されていること
    を特徴とする成膜装置。
JP2000341467A 2000-11-09 2000-11-09 磁気抵抗効果素子の製造方法 Expired - Fee Related JP3619769B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000341467A JP3619769B2 (ja) 2000-11-09 2000-11-09 磁気抵抗効果素子の製造方法
US09/985,481 US6562199B2 (en) 2000-11-09 2001-11-05 Manufacturing method of magnetoresistive element and film forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000341467A JP3619769B2 (ja) 2000-11-09 2000-11-09 磁気抵抗効果素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002151760A true JP2002151760A (ja) 2002-05-24
JP3619769B2 JP3619769B2 (ja) 2005-02-16

Family

ID=18816202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000341467A Expired - Fee Related JP3619769B2 (ja) 2000-11-09 2000-11-09 磁気抵抗効果素子の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US6562199B2 (ja)
JP (1) JP3619769B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278031A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Nec Tokin Corp フェライト薄膜の製造装置
JP2014010880A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Seagate Technology Llc データ記憶装置、磁気書込要素、および方法
US20140147702A1 (en) * 2012-11-29 2014-05-29 Seagate Technology Llc Thin Film With Tuned Anisotropy and Magnetic Moment
US9378760B2 (en) 2014-07-31 2016-06-28 Seagate Technology Llc Data reader with tuned microstructure

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6929958B2 (en) * 2003-11-21 2005-08-16 Headway Technologies, Inc. Method to make small isolated features with pseudo-planarization for TMR and MRAM applications
US7390529B2 (en) * 2004-05-26 2008-06-24 Headway Technologies, Inc. Free layer for CPP GMR having iron rich NiFe
JP2010176782A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Showa Denko Kk 磁気記録媒体の製造方法及び磁気記録再生装置
CN102179340A (zh) * 2011-04-25 2011-09-14 张家港市佳龙真空浸漆设备制造厂 改进了烘干装置的真空压力浸漆集群设备

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5292393A (en) * 1986-12-19 1994-03-08 Applied Materials, Inc. Multichamber integrated process system
JPH07161023A (ja) * 1993-12-07 1995-06-23 Hitachi Ltd 磁気記憶装置
JPH09111419A (ja) * 1995-10-16 1997-04-28 Alps Electric Co Ltd 磁気抵抗効果材料および磁気抵抗効果多層膜
US6228276B1 (en) * 1999-02-05 2001-05-08 Headway Technologies, Inc. Method of manufacturing magnetoresistive (MR) sensor element with sunken lead structure

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010278031A (ja) * 2009-05-26 2010-12-09 Nec Tokin Corp フェライト薄膜の製造装置
JP2014010880A (ja) * 2012-06-29 2014-01-20 Seagate Technology Llc データ記憶装置、磁気書込要素、および方法
US9142226B2 (en) 2012-06-29 2015-09-22 Seagate Technology Llc Thin film with tuned grain size
US20140147702A1 (en) * 2012-11-29 2014-05-29 Seagate Technology Llc Thin Film With Tuned Anisotropy and Magnetic Moment
US9034150B2 (en) * 2012-11-29 2015-05-19 Seagate Technology Llc Thin film with tuned anisotropy and magnetic moment
US9378760B2 (en) 2014-07-31 2016-06-28 Seagate Technology Llc Data reader with tuned microstructure

Also Published As

Publication number Publication date
JP3619769B2 (ja) 2005-02-16
US6562199B2 (en) 2003-05-13
US20020078550A1 (en) 2002-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6548114B2 (en) Method of fabricating a spin valve/GMR sensor having a synthetic antiferromagnetic layer pinned by Mn-alloy
US8484830B2 (en) Method of manufacturing a CPP structure with enhanced GMR ratio
US8978240B2 (en) Method of forming a spin valve structure with a composite spacer in a magnetic read head
US8012316B2 (en) FCC-like trilayer AP2 structure for CPP GMR EM improvement
US8617644B2 (en) Method for making a current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive sensor containing a ferromagnetic alloy requiring post-deposition annealing
EP1903623A2 (en) Tunnel type magnetic sensor having fixed magnetic layer of composite structure containing CoFeB film and method for manufacturing the same
US6074707A (en) Method of producing magnetoresistive element
US9076467B2 (en) Current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive sensor with multilayer reference layer including a crystalline CoFeX layer and a Heusler alloy layer
US7564658B2 (en) CoFe insertion for exchange bias and sensor improvement
JPH11191647A (ja) 交換結合膜と、この交換結合膜を用いた磁気抵抗効果素子、ならびに、前記磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッド
JP3276264B2 (ja) 磁気抵抗効果多層膜およびその製造方法
US20060157810A1 (en) CPP magneto-resistive element, method of manufacturing CPP magneto-resistive element, magnetic head, and magnetic memory apparatus
JP3619769B2 (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法
WO2001099206A1 (fr) Dispositif a resistance magnetique, tete a resistance magnetique comprenant ce dispositif et appareil d'enregistrement/reproduction magnetique
US10242700B2 (en) Magnetic reader having a nonmagnetic insertion layer for the pinning layer
JP3585028B2 (ja) 磁気抵抗効果膜及びその製造方法
JP2002280641A (ja) 交換結合膜及び前記交換結合膜を用いた磁気検出素子
JP2001345494A (ja) 磁気抵抗効果素子とその製造方法、及び磁気抵抗効果型磁気ヘッドとその製造方法、並びに磁気記録再生装置
JPH1091921A (ja) デュアルスピンバルブ型薄膜磁気ヘッド
JP3274449B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、ならびに、前記磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッド
JP3274440B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、ならびに、前記磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッド
JPH11251141A (ja) 高い交換結合磁場を有する積層膜および素子
WO2002052658A1 (en) Production method for spin valve film and production method of magnetoresistance effect type magnetic head
JP2000031562A (ja) 交換結合膜とその製造方法、前記交換結合膜を用いた磁気抵抗効果素子、ならびに、前記磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッド
JP3048572B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、ならびに、前記磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッド

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041012

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041109

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041115

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071119

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081119

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091119

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101119

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111119

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121119

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees