JP6016946B2 - 酸化処理装置、酸化方法、および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
図4は、本実施形態に係る酸化処理装置400の構成を示す模式図であって、基板搬送状態における図である。図5は、本実施形態に係る酸化処理装置400の構成を示す模式図であって、酸化処理状態(酸化プロセス状態)における図である。本実施形態では、酸化処理装置400により、例として挙げた図1〜図3に示す各素子のバリア層を形成する。本実施形態では、バリア層はMgOであり、Mgが形成された基板を酸化処理装置400内において酸化処理してMgOを形成する。
なお、一例としてシャワープレート411を設けない場合は、酸素ガスは、酸素導入経路412から酸化処理空間410内に限定的に導入されるので、領域401bが酸素ガス導入領域となる。
本実施形態では、酸素ガス導入領域、筒部材405、および基板ホルダ404(基板保持面404a)により、酸化処理空間410が形成されると言える。
なお、上述のように一例としてシャワープレート411を設けない場合は、酸化処理空間410は、領域401bと、延在部405aと、基板ホルダ404とにより形成されるので、この場合は、本発明の囲み部は、処理容器401の内壁の一部である領域401b、および筒部材405の延在部405aである。
ステップS71では、基板搬送口407を介して、Mgが形成された基板403を処理容器401内に搬送し、図4に示す位置にある基板ホルダ404の基板保持面上に保持させる。ステップS72では、基板ホルダ駆動部409を駆動して、基板ホルダ404を、図5に示すように酸化処理空間410が形成される位置まで基板ホルダ404を移動させる。これにより、処理容器401の内部に、該処理容器401よりも小さい空間である酸化処理空間410が形成される。次にステップS73において、該小さい空間に酸素ガスを限定的に導入することにより、基板403上に形成されたMgの酸化処理を行う。このとき、図6に示すように、基板ホルダ404を筒部材405内にて移動させながら酸化処理を行っても良い。ステップS74では、ステップS72で形成された酸化処理空間410への酸素ガスの供給を停止させ、酸化処理空間410内を所定の圧力まで排気する。本実施形態において、処理容器401に接続された真空ポンプ402は常に駆動しており、上述したステップS71〜S74において常に処理容器401内は排気されている。ただし、これに限らず、真空ポンプ402を各ステップに合わせて限定的に駆動させても良い。
本実施形態に係る酸化処理装置400を用いて図3及び非特許文献3に記載のトンネル磁気抵抗素子300のバリア層304を形成する実施例について、以下で説明する。基板温度は25℃〜500℃、酸素ガス流量は1〜2000sccm、基板回転速度は0〜100rpm、基板位置は0〜100mm(基板が筒部材405の開口部405bに位置した状態を0mmとする)の範囲内で適宜決定することができる。例えば、基板温度を25℃、酸素流量を700sccm、基板回転速度を100rpm、基板位置を100mmとして酸化処理を行う。
本実施例では、筒部材405を用いない従来の酸化処理装置で酸化処理を行った場合と、本実施形態に係る酸化処理装置400にて酸化処理を行った場合とのタクトタイムについて検討を行った。具体的には、排気速度の違いについてシミュレーションを行った。各条件、および該条件における排気速度を表1に示す。
本実施形態では、基板ホルダ404に静電チャック(ESC)を設け、さらに、基板403の裏面(基板保持面側)から所定のガス(加熱ガスおよび/または冷却ガス)を供給する。
図8において、基板ホルダ404は、基板保持面404aが形成された、誘電体部(基部)901と、誘電体部901の内部に設けられ、基板403を静電吸着するための電極902と、基板保持面404aに形成された溝部903と、基板ホルダ404の内部に設けられ、溝部903に基板ホルダ404の内部から所定のガスを導入する導入経路904と、溝部903から所定のガスを基板ホルダ404の内側に排出する排出経路905とを備えている。上記導入経路904により溝部903に導入される所定のガスは、加熱ガスおよび冷却ガスの少なくとも一方である。本実施形態では、また、酸化処理空間410の形成時においては、誘電体部901の縁部(側面)は延在部405aに近接して位置する。すなわち、誘電体部901の縁部(側面)と延在部405aとの間に間隙415が形成される。なお、本実施形態では、排出経路905を設けているが、該経路を設けなくても良い。この場合は、基板保持面404aと基板403との間に形成される隙間から溝部903内に供給された所定のガスを排出する。
上述の実施形態では、酸素導入経路412を、処理容器401の、基板ホルダ404と対向する壁(上壁)401aに設けているが、酸素導入経路412の設ける場所は特に限定は無い。例えば、図9に示すように、酸素導入経路412を、処理容器401の、基板ホルダ404と対向していない壁(側壁)401cに設けても良い。
Claims (21)
- 基板に対して酸化処理を行う酸化処理装置であって、
処理容器と、
前記処理容器内に設けられ、前記基板を保持するための基板保持面を有する基板ホルダと、
前記処理容器内に酸素ガスを導入するための酸素ガス導入手段と、
前記処理容器内に設けられた囲み部と、
前記基板ホルダと前記囲み部との相対位置を変化させ、前記基板保持面と前記囲み部とで空間を形成可能な位置変化手段とを備え、
前記囲み部は、前記空間の形成時において、前記基板ホルダの側面を囲み、かつ前記基板ホルダとの間に間隙が形成されるように設けられており、
前記酸素ガス導入手段は、前記酸化処理時において、前記酸素ガスを前記処理容器内に形成された前記空間に限定的に導入するように設けられており、
前記基板ホルダは、前記基板保持面を有する誘電体部と、前記基板保持面に形成された溝部と、前記基板が前記基板保持面に保持される際に前記基板と前記誘電体部との間の前記溝部に形成される第2の空間に加熱ガスおよび冷却ガスの少なくとも一方を導入するための手段とを有しており、
前記空間内に導入された前記酸素ガスと、前記第2の空間内に導入された前記加熱ガスおよび冷却ガスの少なくとも一方とは、前記間隙を通して前記空間および前記第2の空間から排気されることを特徴とする酸化処理装置。 - 前記囲み部は、前記酸素ガス導入手段の、前記空間に前記酸素ガスを限定的に導入する部分が設けられた領域を囲んで設けられ、前記導入する部分側から該導入する部分と対向する側に向かって延在する延在部を有し、
前記空間は、前記領域、前記延在部、および前記基板保持面により形成されることを特徴とする請求項1に記載の酸化処理装置。 - 前記囲み部は、前記処理容器内の上部に設けられ、該処理容器の側部に前記基板の搬送口が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の酸化処理装置。
- 前記囲み部は、前記処理容器内の上部に設けられ、該処理容器の側部に前記基板の搬送口が設けられており、
前記搬送口の上端近傍の高さ位置に、前記囲み部の前記延在部の先端が位置していることを特徴とする請求項2に記載の酸化処理装置。 - 前記酸素ガス導入手段は、
多数の孔を有するシャワープレートと、
前記シャワープレートと前記処理容器の内壁の一部とにより形成されるガス拡散空間と、
前記ガス拡散空間に前記酸素ガスを導入するガス導入口とを有し、
前記空間は、前記シャワープレート、前記延在部および前記基板保持面により形成されることを特徴とする請求項2又は4に記載の酸化処理装置。 - 前記空間の容積は、0.0042m3乃至0.012m3の範囲内にあることを特徴とする請求項5に記載の酸化処理装置。
- 前記シャワープレートと前記基板保持面とは対向して配され、前記シャワープレートと前記基板保持面との間の距離は、0.042m乃至0.12mの範囲内にあることを特徴とする請求項5に記載の酸化処理装置。
- 前記囲み部の、該囲み部の延在方向と垂直に切断した断面は、前記基板保持面の外形と相似形状であることを特徴とする請求項2乃至7のいずれか1項に記載の酸化処理装置。
- 前記相対位置を変化させる手段は、前記基板ホルダを、前記領域に近づける方向、および前記領域から遠ざかる方向に移動させるように構成され、かつ前記空間を形成する際には、前記基板ホルダを前記近づける方向に移動させて前記基板保持面を前記囲み部の内部に収容するように構成されていることを特徴とする請求項2、4乃至7のいずれか1項に記載の酸化処理装置。
- 前記基板ホルダは、移動する方向とは垂直な方向に張り出した張り出し領域を備え、該張り出し領域と、前記囲み部との間の距離は3mm以下であることを特徴とする請求項9に記載の酸化処理装置。
- 前記張り出し領域は前記移動する方向に所定の厚みを有しており、前記酸化処理時において、前記基板ホルダの少なくとも前記所定の厚み分が前記囲み部の内部に収容されている状態で、前記酸素ガスが前記空間に導入されることを特徴とする請求項10に記載の酸化処理装置。
- 前記相対位置を変化させる手段により、前記囲み部の内部において前記基板保持面が前記近づける方向および前記遠ざかる方向に移動しても、前記間隙における前記空間からのガスの排気コンダクタンスが変化しないことを特徴とする請求項9又は10に記載の酸化処理装置。
- 前記基板ホルダの内部に設けられた加熱装置をさらに備えることを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載の酸化処理装置。
- 前記基板ホルダは、前記基板を静電吸着するための電極をさらに有することを特徴とする請求項1乃至13のいずれか1項に記載の酸化処理装置。
- 前記囲み部の内壁が研磨処理されていることを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の酸化処理装置。
- 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の酸化処理装置により、前記基板上に成膜された膜の酸化処理を行うことを特徴とする酸化方法。
- 基板を保持するための基板保持面を有する誘電体部と、前記基板保持面に形成された溝部とを備える基板ホルダが内部に設けられた処理容器内で、前記基板に対して酸化処理を行う酸化方法であって、
前記基板保持面上に前記基板を保持させる工程と、
前記基板と前記誘電体部との間の前記溝部に形成される第2の空間内に加熱ガスおよび冷却ガスの少なくとも一方を導入する工程と、
前記基板ホルダの前記処理容器に対する相対位置を変化させて、前記基板保持面と、前記処理容器内に設けられた囲み部とにより形成される空間を、前記処理容器内に形成する工程であって、前記囲み部により前記基板ホルダの側面が囲まれ、かつ該囲み部と前記基板ホルダとの間に間隙が形成されるように前記空間を形成する工程と、
前記空間内に酸素ガスを限定的に導入して、前記基板保持面上に保持された基板の酸化処理を行う工程とを有し、
前記空間内に導入された前記酸素ガスと、前記第2の空間内に導入された前記加熱ガスおよび冷却ガスの少なくとも一方とは、前記間隙を通して該空間および該第2の空間から排気されることを特徴とする酸化方法。 - 前記酸化処理を行う工程は、前記基板ホルダと対向するように設けられたシャワープレートにより前記酸素ガスを導入することを特徴とする請求項17に記載の酸化方法。
- 前記基板ホルダは加熱装置を有しており、
前記酸化処理を行う工程は、前記加熱装置により前記基板を加熱しながら前記酸化処理を行うことを特徴とする請求項16又は17に記載の酸化方法。 - 請求項16乃至19のいずれか1項に記載の酸化方法を用いて電子デバイスを製造することを特徴とする製造方法。
- 前記囲み部の、該囲み部の延在方向と垂直に切断した断面は、前記基板保持面の外形と相似形状であり、
前記相対位置を変化させる手段は、前記基板ホルダを、前記領域に近づける方向、および前記領域から遠ざかる方向に移動させるように構成され、かつ前記空間を形成する際には、前記基板ホルダを前記近づける方向に移動させて前記基板保持面を前記囲み部の内部に収容するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の酸化処理装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190131969A (ko) * | 2018-05-18 | 2019-11-27 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 처리 장치 및 메모리 소자의 제조 방법 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR101800237B1 (ko) | 2015-05-22 | 2017-11-22 | 캐논 아네르바 가부시키가이샤 | 자기저항 효과 소자 |
US10050192B2 (en) * | 2015-12-11 | 2018-08-14 | Imec Vzw | Magnetic memory device having buffer layer |
WO2017135767A1 (ko) * | 2016-02-05 | 2017-08-10 | 한양대학교 산학협력단 | 메모리 소자 |
US10700267B2 (en) * | 2017-11-13 | 2020-06-30 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element, manufacturing method thereof and magnetic sensor |
CN113330593A (zh) * | 2019-01-30 | 2021-08-31 | 索尼半导体解决方案公司 | 磁阻效应元件、存储元件和电子装置 |
CN113025995B (zh) * | 2019-12-09 | 2023-05-09 | 苏州新材料研究所有限公司 | 一种mocvd反应系统 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60115226A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | Hitachi Ltd | 試料の温度制御方法及び装置 |
JP2001313258A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Anelva Corp | 真空処理装置 |
JP2009529223A (ja) * | 2005-11-22 | 2009-08-13 | ジーナス インコーポレーテッド | 小体積対称流れシングルウェハald装置 |
WO2010008021A1 (ja) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | キヤノンアネルバ株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
JP2010087238A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08186081A (ja) | 1994-12-29 | 1996-07-16 | F T L:Kk | 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置 |
JP3805134B2 (ja) | 1999-05-25 | 2006-08-02 | 東陶機器株式会社 | 絶縁性基板吸着用静電チャック |
US7718007B2 (en) * | 2005-03-17 | 2010-05-18 | Tokyo Electron Limited | Substrate supporting member and substrate processing apparatus |
US7638003B2 (en) * | 2006-01-12 | 2009-12-29 | Asm Japan K.K. | Semiconductor processing apparatus with lift pin structure |
US20080072821A1 (en) * | 2006-07-21 | 2008-03-27 | Dalton Jeremic J | Small volume symmetric flow single wafer ald apparatus |
US8993351B2 (en) | 2010-12-22 | 2015-03-31 | Tohoku University | Method of manufacturing tunneling magnetoresistive element |
JP5745699B2 (ja) | 2012-08-10 | 2015-07-08 | キヤノンアネルバ株式会社 | トンネル磁気抵抗素子の製造装置 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60115226A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-21 | Hitachi Ltd | 試料の温度制御方法及び装置 |
JP2001313258A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Anelva Corp | 真空処理装置 |
JP2009529223A (ja) * | 2005-11-22 | 2009-08-13 | ジーナス インコーポレーテッド | 小体積対称流れシングルウェハald装置 |
WO2010008021A1 (ja) * | 2008-07-15 | 2010-01-21 | キヤノンアネルバ株式会社 | プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 |
JP2010087238A (ja) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Tokyo Electron Ltd | 成膜装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20190131969A (ko) * | 2018-05-18 | 2019-11-27 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 처리 장치 및 메모리 소자의 제조 방법 |
KR102383108B1 (ko) | 2018-05-18 | 2022-04-04 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 처리 장치 및 메모리 소자의 제조 방법 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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