TWI381472B - 基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法 - Google Patents

基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI381472B
TWI381472B TW098101436A TW98101436A TWI381472B TW I381472 B TWI381472 B TW I381472B TW 098101436 A TW098101436 A TW 098101436A TW 98101436 A TW98101436 A TW 98101436A TW I381472 B TWI381472 B TW I381472B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
magnetic field
field applying
magnetic
applying mechanism
Prior art date
Application number
TW098101436A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200949975A (en
Inventor
Yukio Kikuchi
Guohua Shen
Original Assignee
Ulvac Inc
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 Ulvac Inc filed Critical Ulvac Inc
Publication of TW200949975A publication Critical patent/TW200949975A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI381472B publication Critical patent/TWI381472B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus 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
    • H01F41/14—Apparatus 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
    • H01F41/30—Apparatus 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]
    • H01F41/302—Apparatus 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
    • H01F41/303—Apparatus 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 with exchange coupling adjustment of magnetic film pairs, e.g. interface modifications by reduction, oxidation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/351—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using a magnetic field in close vicinity to the substrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING 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
    • C23C—COATING 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
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34—Sputtering
    • C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • C23C14/352—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering using more than one target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/098—Magnetoresistive devices comprising tunnel junctions, e.g. tunnel magnetoresistance sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/32431—Constructional details of the reactor
    • H01J37/3266—Magnetic control means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3411—Constructional aspects of the reactor
    • H01J37/3414—Targets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3254—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being semiconducting or insulating, e.g. for spin tunnel junction [STJ]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3295—Spin-exchange coupled multilayers wherein the magnetic pinned or free layers are laminated without anti-parallel coupling within the pinned and free layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/02—Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0273—Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/01—Manufacture or treatment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法
本發明係關於一種基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法。
本案係以2008年1月15日於日本申請之日本特願2008-005993號與2008年2月7日於日本申請之日本特願2008-027719號為基礎申請，且將該等之內容併入於此。
以往以來，已廣泛利用濺鍍裝置作為成膜處理裝置，該成膜處理裝置係適用於構成TMR(Tunneling Magnetic Resistive，穿遂磁阻)元件等之半導體器件(device)之被膜之形成，該TMR元件係構成MRAM(Magnetic Random Access Memory，磁式隨機存取記憶體)。
以此濺鍍裝置而言，係有將供基板載置之基板載置台、及以相對於基板之法線方向傾斜之方式配置，且具備成膜材料之靶(target)之濺鍍陰極予以配設在處理腔室(chamber)內而構成者。在此濺鍍裝置中，係藉由一面使基板載置台旋轉一面進行濺鍍處理，藉此而可獲得良好之膜質分布。此外，已知有一種將在靶近旁所生成之電漿，藉由刻意使來自陰極之磁場之平衡崩潰而擴散至基板近旁，而非如習知之平衡磁控陰極(balance magnetron cathod)之方式使之收斂於靶近旁之構成(例如參照專利文獻1)。
[專利文獻1]日本特開2000-282235號公報
[專利文獻2]日本特開平06-264235號公報
圖1係隧道(tunnel)接合磁氣電阻元件之剖面圖。
如圖1所示，隧道接合元件10係層積磁性層(固定層)14、隧道阻障(barrier)層(絕緣層)15、及磁性層(自由層(free))16等所構成。
在近年之MRAM中，在磁性層14、16使用垂直磁化膜之垂直磁化方式之隧道接合元件10之開發已在進行。所謂垂直磁化方式，係指使用不易受到反磁界之影響之垂直方向之磁化旋轉。依據此方式，即可進一步進行元件之微細化，而可提升記錄密度。因此，一般認為要達成十億位元(Giga-Bit)級記憶體之製造，必須要採用。再者，被期待為一種可獲得較大之電阻變化率(MR比)，而可將寫入電流減低至數十分之一之方式。
然而，在習知之垂直磁化方式之隧道接合元件10方面，實際上會有無法獲得如上述之所希望之MR比之情形。以此原因而言，例如可舉無法充分控制磁性層14、16之磁化方向之參差不齊之情形。由於習知在形成垂直磁化膜之際不需在磁化方向施加磁場，而僅利用磁性層14、16垂直磁化之性質來製造，因此會有在成膜之磁性層14、16之磁化方向產生參差不齊之問題。其結果，在磁性層14、16之成膜步驟中，會在磁性層14、16之結晶配向性等之膜特性產生參差不齊，而產生膜電阻值之參差不齊。
此外，使磁性層14、16成膜之處理腔室內，係與如上述 專利文獻1所示在處理腔室內僅配置有一台陰極之情形不同，通常，在處理腔室內係配置複數個陰極，且於各陰極之靶安裝有不同種類之成膜材料。因此，各陰極係以相對於基板之法線傾斜之方式配置。此情形下，在各陰極設置永久磁石或電磁石等並在基板之厚度方向(法線方向)施加磁場之構成，係伴隨構成之複雜化等、實際上之困難而不切實際。
此外，要形成上述之垂直磁化膜之磁性層14、16，係以一面對於基板之表面施加垂直之磁場一面進行濺鍍處理為較理想。
因此，可考慮藉由在載置基板之基板載置台，內裝由永久磁石等所組成之磁場施加機構，一面對於基板之表面施加具有垂直之磁場分量之磁場，一面進行濺鍍成膜之構成。
例如，已知有一種在靶與基板間，以對於基板面垂直方向施加磁場之方式將荷姆霍茲(Helmholtz)線圈配置在真空容器(腔室)周圍之磁性膜形成裝置(參照專利文獻2)。然而，在此磁性膜形成裝置中，係有由於將荷姆霍茲線圈配置在真空容器之周圍，而使裝置大型化之問題。
圖18係為表示內裝有磁場施加機構之基板載置台之概略構成圖。
如圖18所示，基板載置台300係具備供基板W載置之載置台本體301、及在處理腔室內進行基板W之接收及基板W之交接之複數個(在圖18中係僅表示1個)之升降銷 (pin)302。在載置台本體301中，係內裝有由永久磁石等所組成之磁場施加機構303。升降銷302係插通於在載置台本體301之厚度方向貫通之貫通孔304內，且以相對於載置台本體301可上下動作地構成。
然而，在此構成方面，由於在載置台本體301設置升降銷302之關係，必須在載置台本體301及磁場施加機構303形成使升降銷302插通之貫通孔304。因此，在貫通孔304內，係形成有不存在磁場施加機構303之空間相當於貫通孔304之外徑份。
此情形下，從磁場施加機構303所產生之磁力線B'，會通過貫通孔304而繞入磁場施加機構303之背面側。換言之，在基板W上之貫通孔304近旁之區域，係在對基板W之表面施加之磁場方向產生參差不齊。再者，在貫通孔304之中央之區域，會有施加與貫通孔304之周圍區域相反之磁場之問題。其結果，在磁性層214、216(參照圖12)中產生在磁化方向之面內之參差不齊，而成為引起MR比之降低、及在面內之參差不齊之原因。
因此，本發明係為解決上述問題而完成者，其目的在提供一種基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法，其等係在例如藉由濺鍍法進行磁性層之成膜時，施加對於基板之表面全面垂直之磁場，可抑制磁性層磁化方向之偏差，並獲得高MR比。
為了解決上述問題，達成上述目的，本發明之基板載置 台，其係配置於真空容器內，具有載置基板之基板載置面；且具備對於前述基板施加磁場之第1磁場施加機構；前述第1磁場施加機構內部之磁化方向與前述基板之厚度方向一致。
前述第1磁場施加機構亦可以包圍前述基板載置面所載置之基板周圍之方式設置。
依據上述基板載置台，藉由以包圍基板周圍之方式設置磁場施加機構，且使此磁場施加機構內部之磁化方向與基板之厚度方向一致，可一面精度良好地施加具有對於基板之表面垂直之磁場分量之磁場，一面進行濺鍍成膜。
前述第1磁場施加機構之中央可在前述基板載置面之法線方向，配置成與前述基板之表面相同之高度亦可。
此情形下，在基板厚度方向之磁場施加機構之中央部配置基板之表面，可增加對於基板之表面垂直入射之磁場分量。
亦可在前述基板載置面所載置之基板背面側，設有具有前述基板外徑以上之大小之前述第1磁場施加機構。
此情形下，藉由設置形成為基板外徑以上之大小之磁場施加機構，且使此磁場施加機構內部之磁化方向與基板之厚度方向一致，可一面精度良好地施加具有對於基板之表面垂直之磁場分量之磁場，一面進行濺鍍成膜。
亦可進一步具備位於前述第1磁場施加機構與前述基板之間之第1磁性體。
此情形下，由於藉由在磁場施加機構與基板之間具備第 1磁性體，而在第1磁性體之內部沿著其中心軸配置磁力線，因此可提升入射至基板表面之磁場之垂直性。
亦可進一步具備以包圍前述基板周圍之方式配置之第2磁性體。
此情形下，由於藉由以包圍基板周圍之方式設置第2磁性體，而在第2磁性體之內側沿著其中心軸配置磁力線，因此可更加提升入射至基板表面之磁場之垂直性。
亦可進一步具備使前述基板相對於前述基板載置面升降之升降銷；及在此升降銷所設之第2磁場施加機構；前述第1磁場施加機構具有貫通孔，且前述升降銷在前述貫通孔之內部可滑動地插通，前述第2磁場施加機構內部之磁化方向與前述第1磁場施加機構內部之磁化方向一致。
此情形下，藉由在升降銷設置具有與第1磁場施加機構之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構，而在載置台本體與第1磁場施加機構所形成之貫通孔內介設具有與第1磁場施加機構之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構。藉此，可在貫通孔內使磁場施加機構不存在之空間縮小。因此，可施加對於基板之表面全面垂直之磁場。
亦可在前述基板載置於前述基板載置面上之狀態下，前述第1磁場施加機構之上端面與前述第2磁場施加機構之上端面可配置在同一平面上。
此情形下，藉由第1磁場施加機構與第2磁場施加機構之各個上端面可配置在同一平面上，可提升施加於基板表面之磁場之垂直性。
亦可具備：複數個前述升降銷；及將前述各升降銷彼此連結之支撐(support)構件；前述第1磁場施加機構具有複數個前述貫通孔；在前述各貫通孔中各自配置有前述各升降銷。
此情形下，藉由利用支撐構件連結複數個升降銷，可防止因為第1磁場施加機構與第2磁場施加機構之吸引反作用所導致之升降銷傾倒、或升降銷移動之妨礙。
亦可進一步具備位於前述第1磁場施加機構及前述基板之間與前述第2磁場施加機構及前述基板之間之磁性體。
此情形下，由於藉由在各磁場施加機構與基板之間各自具備磁性體，而在磁性體之內部沿著其中心軸配置磁力線，因此可提升施加於基板表面之磁場之垂直性。
本發明之濺鍍裝置具備：前述基板載置台；濺鍍陰極，其係以相對於前述基板載置面所載置之基板之法線傾斜之方式配置；濺鍍室，其係配置有前述基板載置台及前述濺鍍陰極；真空排氣機構，其係進行此濺鍍室內之真空排氣；氣體供給機構，其係將濺鍍氣體供給至前述濺鍍室內；及電源，其係將電壓施加於前述濺鍍陰極。
此情形下，在藉由真空排氣機構將濺鍍室內抽真空之後，從氣體供給機構導入濺鍍氣體至濺鍍室內，從電源施加電壓至靶，藉此而產生電漿。於是，濺鍍氣體之離子碰到為陰極之靶，成膜材料之粒子從靶飛出而附著於基板。藉此，可對基板之表面進行濺鍍成膜。
此外，由於具備上述本發明之基板載置台，因此可施加 對基板之表面全面垂直之磁場。因此，可一面精度良好地施加具有對於基板之表面垂直之磁場分量之磁場，一面進行濺鍍成膜。因此，在例如磁性層之成膜過程中，可一面在基板上全面使磁性層之磁化方向與對於基板之表面垂直之方向一致，一面進行成膜。藉此，可提升在磁性層面內之磁化方向之垂直性，因此可抑制在磁性層面內之磁化方向之偏差。因此，可形成使磁性層之磁化方向之面內均勻性提升之磁性多層膜，因此可提供高MR之隧道接合元件。
本發明之成膜方法係對於配置在真空容器內，具有載置基板之基板載置面之基板載置台所載置之基板，藉由第1磁場施加機構，以此第1磁場施加機構內部之磁化方向與前述基板之厚度方向一致之方式一面施加磁場，一面對於前述基板之表面進行濺鍍處理。
前述第1磁場施加機構亦可以包圍前述基板周圍之方式設置。
此情形下，藉由利用磁場施加機構施加基板厚度方向之磁場，可一面精度良好地施加具有對於基板之表面垂直之磁場分量之磁場，一面進行濺鍍成膜。
前述第1磁場施加機構亦可設在前述基板之背面側，而且具有前述基板外徑以上之大小。
此情形下，藉由利用形成為基板外徑以上之大小之磁場施加機構施加基板厚度方向之磁場，可一面精度良好地施加具有對於基板之表面垂直之磁場分量之磁場，一面進行 濺鍍成膜。
亦可藉由可滑動地插通在前述第1磁場施加機構所設之貫通孔內部，並使前述基板相對於前述基板載置面升降之升降銷所設之第2磁場施加機構對前述基板施加磁場，使前述第1磁場施加機構內部之磁化方向與前述第2磁場施加機構內部之磁化方向一致，而且將前述第1磁場施加機構之上端面與前述第2磁場施加機構之上端面配置在同一平面上而在前述基板上進行濺鍍處理。
此情形下，在升降銷設置具有與第1磁場施加機構之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構，且將第1磁場施加機構與第2磁場施加機構之各個上端面配置在同一平面上，可在載置台本體與第1磁場施加機構所形成之貫通孔內介設具有與第1磁場施加機構之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構。藉此，可在貫通孔內使磁場施加機構不存在之空間縮小。因此，可在施加對於基板之表面全面垂直之磁場之狀態下進行濺鍍處理。
此外，本發明之成膜方法之特徵係使用上述成膜方法，而形成用以形成隧道接合元件之垂直磁化膜。
此情形下，由於可一面精度良好地施加具有對於基板之表面垂直之磁場分量之磁場，一面進行濺鍍成膜，因此可一面使垂直磁化膜面內之磁化方向與對於基板之表面垂直之方向一致，一面進行成膜。藉此，可提升垂直磁化膜面內之磁化方向之垂直性，因此可抑制垂直磁化膜之磁化方向在面內之偏差。因此，可形成使垂直磁化膜之膜特性、 結晶配向性、磁化方向之面內均勻性提升之磁性多層膜，因此可提供高MR之隧道接合元件。
 [發明之效果]
依據本發明，藉由使磁場施加機構內部之磁化方向與基板之厚度方向一致，可一面精度良好地施加具有對於基板之表面垂直之磁場分量之磁場，一面進行濺鍍成膜。藉此，可在例如垂直磁化膜之成膜過程中，一面使垂直磁化膜之磁化方向對於基板之表面垂直地一致，一面進行成膜。藉此，即可提升垂直磁化膜之磁化方向之垂直性，因此可抑制磁性層之磁化方向之偏差。因此，可形成使垂直磁化膜之膜特性或結晶配向性提升之磁性多層膜，因此可提供高MR之隧道接合元件。
此外，依據本發明，藉由在升降銷設置具有與第1磁場施加機構之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構，在載置台本體與第1磁場施加機構所形成之貫通孔內介設具有與第1磁場施加機構之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構。藉此，可在貫通孔內使磁場施加機構不存在之空間縮小。因此，可施加對於基板之表面全面垂直之磁場。
接著，根據圖式說明關於本發明之實施形態之濺鍍裝置及成膜方法。另外，在以下之說明所使用之各圖式中，將各構件設為可辨識之大小，因此將各構件之比例尺予以適當變更。
(第1實施形態)
(磁性多層膜)
首先，茲說明包括磁性層之多層膜之一例之MRAM所使用之隧道接合元件。
圖1係為隧道接合元件之側面剖面圖。
隧道接合元件10係為在基板W上主要疊層有磁性層(固定層)16、及由MgO等所組成之隧道阻障層15、磁性層(自由層)14、PtMn或IrMn等所組成之反鐵磁性層(未圖示)之垂直磁化方式之隧道接合元件10。另外，磁性層14、16之構成材料，係例如可採用FePt、TbFeCo、Co/Pd、Fe/EuO、Co/Pt、Co/Pd、CoPtCr-SiO2 、CoCrTaPt、CoCrPt等。此外隧道接合元件10實際上亦疊層有上述以外之功能層，而成為15層左右之多層結構。
磁性層(固定層)16係以其磁化方向相對於基板W之表面成為垂直之方式固定之層，具體而言係相對於基板W之表面朝向上方固定。另一方面，磁性層(自由層)14係為其磁化方向依據外部磁界之朝向而變化之層，可相對於磁性層(固定層)16之磁化方向平行或反平行反轉。此等固定層16及自由層14之磁化方向，藉由平行或反平行，而使隧道接合元件10之電阻值不同。由於藉由將此種隧道接合元件10具備在MRAM(未圖示)，即可使磁性體之磁化方向具有「0」、「1」之資訊，因此可讀取或覆寫「1」或「0」。
(磁性多層膜之製造裝置)
圖2係為本實施形態之磁性多層膜之製造裝置(以下稱製造裝置)之概略構成圖。
如圖2所示，本實施形態之製造裝置20係為以基板搬運室26為中心而配置有複數個濺鍍裝置21~24成放射狀，且為一貫進行例如構成上述之隧道接合元件之磁性多層膜之前處理‧成膜步驟之群集(cluster)型之製造裝置20。
具體而言，製造裝置20係具備：供成膜前之基板W保持之基板卡匣(cassette)室27、進行反鐵磁性層之成膜步驟之第1濺鍍裝置21、進行磁性層(固定層)16之成膜步驟之濺鍍裝置(第2濺鍍裝置)22、進行隧道阻障層15之成膜步驟之第3濺鍍裝置23、及進行磁性層(自由層)16之成膜步驟之濺鍍裝置(第4濺鍍裝置)24。此外，經由基板搬運室26而在濺鍍裝置24之搬運側，係具備有基板前處理用裝置25。
在上述之製造裝置20中，係於必要之基板前處理之後，在各濺鍍裝置21~24中，於基板W上形成磁性層16、隧道阻障層15、磁性層14等之磁性多層膜。如此，在群集型之製造裝置20中，不會將供給至製造裝置20之基板W曝露於大氣，而可在基板W上形成磁性多層膜。另外，在磁性多層膜上形成阻劑(resist)圖案，且於藉由蝕刻將磁性多層膜圖案化成特定形狀之後，將阻劑圖案去除，藉此而形成隧道接合元件10。
在此，茲說明屬於本實施形態之濺鍍裝置之進行磁性多層膜之中磁性層14、16之成膜步驟之濺鍍裝置22、24。另外，本實施形態之濺鍍裝置22、24係為大略同一構成，因此在以下之說明中係進行濺鍍裝置22之說明，而濺鍍裝置24之說明係予以省略。
圖3A係為本實施形態之濺鍍裝置之立體圖，圖3B係為沿著圖3A之A-A線之側面剖面圖。此外，圖4係為主要部分剖面圖。
如圖3A及圖3B所示，濺鍍裝置22係將載置基板W之平台(table)62、及靶64配設在特定位置而構成。濺鍍裝置22係將在上述之第1濺鍍裝置21經過反鐵磁性層之成膜步驟之基板W從基板搬運室26經由未圖示之搬入口搬運。
如圖3B所示，濺鍍裝置22係具備藉由Al合金或不鏽鋼等之金屬材料而形成箱型之腔室61。在腔室61之底面附近之中央部，係設有載置基板W之平台62。平台62係藉由未圖示之旋轉機構，使其旋轉軸62a與基板W之中心O一致，而構成為可以任意之旋轉數旋轉。藉此，即可使載置於平台62上之基板W，與其表面平行旋轉。另外，本實施形態之基板W係使用基板尺寸為例如外徑300 mm之矽晶圓。
以包圍上述之平台62及靶64之方式，設有由不鏽鋼等所組成之遮蔽(shield)板(側部遮蔽板71及下部遮蔽板72)。側部遮蔽板71係形成為圓筒狀，且以其中心軸與平台62之旋轉軸62a一致之方式配設。此外，從側部遮蔽板71之下端部至平台62之外周緣，設有下部遮蔽板72。此下部遮蔽板72係形成為與基板W之表面平行，且以其中心軸與平台62之旋轉軸62a一致之方式配設。
由平台62、下部遮蔽板72及側部遮蔽板71、以及腔室61之天頂面所包圍之空間，係形成作為對於基板W進行濺鍍處理之濺鍍處理室70(濺鍍室)。此濺鍍處理室70係設為軸 對稱之形狀，且其對稱軸係與平台62之旋轉軸62a一致。藉此，即可對基板W之各部進行均質之濺鍍處理，而可減低膜厚分布之參差不齊。
在形成濺鍍處理室70之側部遮蔽板71之上部，係連接有供給濺鍍氣體之濺鍍氣體供給機構(氣體供給機構)73。此濺鍍氣體供給機構73係用以將氬(Ar)等之濺鍍氣體導入於濺鍍處理室70內，且以從濺鍍處理室70之外部所設之濺鍍氣體之供給源74供給濺鍍氣體之方式構成。另外，從濺鍍氣體供給機構73，亦可供給O2 等之反應氣體。此外，在腔室61之側面係設有排氣口69。此排氣口69係連接於未圖示之排氣泵(真空排氣機構)。
在腔室61之天頂面附近之周緣部，係沿著平台62之旋轉軸62a之周圍(基板W之周方向)等間隔地配置有複數個(例如4個)靶64。靶64係連接於未圖示之外部電源(電源)，而保持為負電位(陰極)。
在各靶64之表面，係各自配置有上述之磁性層14之成膜材料及基底膜之成膜材料等，可疊層為磁性多層膜之複數種類之成膜材料。另外，配置於各靶64之成膜材料，係可適當變更。此外，亦可為在所有靶64配置磁性層14、16之成膜材料之構成。
此外，上述之靶64係以相對於載置於平台62之基板W之法線傾斜之方式配設。
此外，靶64係通過其表面之中心點T之法線(中心軸)64a相對於基板W之旋轉軸62a以例如角度θ傾斜，且以靶64之 法線64a與基板W之表面在基板W之周緣部分交叉之方式配置。
在此亦如圖4所示，在基板W之徑方向外側係以包圍基板W之周圍之方式配置有環狀之永久磁石(磁場施加機構)65。此永久磁石65係其內徑、厚度均形成為較基板W大，且永久磁石65之內部之磁化方向，係與基板W之厚度方向(法線方向)一致。以在永久磁石65之軸方向之中央部配置基板W之方式構成。換言之，在基板W之法線方向之永久磁石65之中央部，配置基板W之表面。藉此，從永久磁石65延伸之磁力線B1，係從N極(例如上面側)通過中央孔，且於大略垂直穿過基板W之表面後，朝向S極(例如下面側)產生。因此，在永久磁石65之內側延伸之磁力線B1，係具有相對於基板W之表面垂直(法線方向)之磁場分量，而對於基板W之表面之全面大略垂直地入射。另外，在本實施形態中係說明磁場施加機構為環狀之永久磁石，惟只要是包圍基板之周圍之構成，亦可作成將複數個永久磁石分割而設置之構成。
(成膜方法)
接著說明藉由本實施形態之濺鍍裝置之成膜方法。另外，在以下之說明中係就上述之磁性多層膜之中，主要以濺鍍裝置22所進行之磁性層14之成膜方法進行說明。
首先，如圖3A及圖3B所示，在平台62載置基板W，且藉由旋轉機構使平台62以特定之旋轉數旋轉。在將濺鍍處理室70內藉由真空泵抽真空之後，從濺鍍氣體供給機構73將 氬等之濺鍍氣體導入於濺鍍處理室70內。藉由從與靶64連接之外部電源施加電壓於靶64而產生電漿。於是濺鍍氣體之離子與屬於陰極之靶64撞擊，且從靶64飛出成膜材料之粒子，而附著於基板W。藉由以上，使磁性層14成膜於基板W之表面(參照圖1)。此際，藉由在靶64近旁產生高密度電漿，即可使成膜速度高速化。
然而，如上所述，垂直磁化方式之隧道接合元件係使用不易受到反磁界之影響之垂直方向之磁化旋轉。依據此方式，即可進一步進行元件之微細化，而可提升記錄密度，因此一般認為要達成十億位元級記憶體之製造，必須要採用。再者，係被認為可獲得高MR比，且可將寫入電流減低到數十分之一之技術。然而，在磁性層之成膜步驟中，在成膜之磁性層14、16之磁化方向會由於參差不齊之影響，而無法獲得所希望之MR比。
因此，在本實施形態，係在磁性層14之成膜步驟中，一面藉由在基板W之周圍所設之永久磁石65而產生相對於基板W之表面垂直之磁場，一面進行成膜。
如圖4所示，若藉由永久磁石65施加磁場，則從永久磁石65延伸之磁力線B1係相對於基板W之表面之全面垂直入射。具體而言，在永久磁石65之內側延伸之磁力線B1，係從N極(上面側)產生而通過永久磁石65之內側而入射至S極(下面側)。從靶64飛出之磁性層14之成膜材料，係一面接受相對於基板W之表面垂直之磁場一面堆積於基板W之表面。另外，藉由永久磁石65施加之磁場，係以在基板W之 表面之各部為50(Oe)以上為較佳。
其結果，在磁性層14之成膜過程中，即可以磁性層14之磁化方向相對於基板W之表面成為垂直之方式進行成膜。此情形下，可將磁性層14之平行度(關於平行度之定義係如後述)抑制在1度以下。另外，依所使用之成膜材料，為了提升磁性層14之垂直性，係以設定退火(anneal)條件為較佳。
如此，依據本實施形態，係作成以包圍基板W之周圍之方式設置永久磁石65，且使此永久磁石65之內部之磁化方向與基板W之法線方向一致之構成。
依據此構成，藉由設置在基板W之法線方向具有磁化方向之永久磁石65，即可一面對於基板W之表面以良好精確度施加具有垂直之磁場分量，一面進行濺鍍成膜。因此，在磁性層14之成膜過程中，可一面將磁性層14之磁化方向相對於基板W之表面垂直地排齊，一面進行成膜。藉此，即可提升磁性層14之磁化方向之垂直性，因此可抑制磁性層14之磁化方向之參差不齊。因此，可使經提升了磁性層14之膜特性及結晶配向性之磁性多層膜成膜，因此可提供高MR之隧道接合元件10。
此外，藉由在基板W之法線方向之永久磁石65之中央部，配置基板W之表面，即可使垂直入射於基板W之表面之磁場分量增加。因此，可更加減低磁性層14之磁化方向之參差不齊。
藉此，不會使濺鍍裝置22之構成複雜化，而可提供高 MR且寫入電流較低之隧道接合元件10。
(第2實施形態)
接著說明本發明之第2實施形態。在本實施形態中，關於磁場施加機構之構成係與第1實施形態相異，至於與第1實施形態同一之構成係賦予同一符號並省略說明。圖5A係為第2實施形態之主要部分立體圖，圖5B係為剖面圖。另外，在圖5A及圖5B中係為使說明更易於明瞭，而省略上述之腔室61(參照圖3A及圖3B)等之記載。
如圖5A及圖5B所示，在基板W之背面側，係與基板W之背面平行配置有永久磁石100。此永久磁石100係為圓板狀，且以其中心軸與基板W之中心O一致之方式配置。永久磁石100之內部之磁化方向，係與基板W之厚度方向(法線方向)一致。因此，從永久磁石100延伸之磁力線B2係從永久磁石100之N極(例如上面側)，於大略垂直穿過基板W之表面之後，繞入基板W之外周而朝向S極(例如下面側)產生。此時，磁力線B2係具有相對於基板W之表面垂直(法線方向)之磁場分量，而對於基板W之表面之全面垂直入射。
此外，永久磁石100之外徑，係形成為較基板W之外徑(例如300 mm)更大。另外，永久磁石之外徑，只要是基板之外徑以上，即可適當設計變更。此外，永久磁石係以一體為較佳，惟亦可使用複數個永久磁石而構成基板之外徑以上之永久磁石。此情形下，各永久磁石間之間隔係以1 mm以下為較佳。
如此，在本實施形態中，係設為在基板W之背面側，設置具有基板W之外徑以上之大小之永久磁石100，且使此永久磁石100之內部之磁化方向與基板W之法線方向一致之構成。
依據此構成，即可達到與上述之第1實施形態同樣之效果。此外，藉由將永久磁石100之外徑形成為基板W之外徑以上，即可增加入射至基板W之磁力線B2之垂直性，換言之相對於基板W之表面之垂直之磁場分量。
(第3實施形態)
接著說明本發明之第3實施形態。在本實施形態中，關於磁場施加機構與基板之間設有第1磁性體之點係與第2實施形態相異，至於與第2實施形態同一之構成係賦予同一符號並省略說明。圖6係為第3實施形態之主要部分剖面圖。另外，在圖6中係為使說明更易於明瞭，而省略上述之腔室61(參照圖3A及圖3B)等之記載。
如圖6所示，在永久磁石100上係設有磁性體(第1磁性體)101。此磁性體101係由施有鎳鍍覆之Fe或磁性不鏽鋼(SUS430)等所構成。永久磁石100係為圓板狀，且形成為較永久磁石100之外徑大。
在本實施形態中，由於達到與上述之第2實施形態同樣之效果，並且藉由在永久磁石100上形成磁性體101，且在磁性體101之內部係沿著其中心軸配置磁力線，因此可提升從永久磁石100延伸之磁力線B3之垂直性。換言之，由於可增加相對於基板W之表面之垂直之磁場分量，因此在 磁性層14、16(參照圖1)之成膜步驟中，可更加減低磁性層14之磁化方向之參差不齊。
(第4實施形態)
接著說明本發明之第4實施形態。在本實施形態中，關於以包圍基板之周圍之方式設有第2磁性體之點係與第2實施形態相異，至於與第2實施形態同一之構成係賦予同一符號並省略說明。圖7係為第4實施形態之主要部分剖面圖。另外，在圖7中係為使說明更易於明瞭，而省略上述之腔室61(參照圖3A及圖3B)等之記載。
如圖7所示，在磁性體101上係設有磁軛(第2磁性體)103。此磁軛103與上述之磁性體101同樣係由施有鎳鍍覆之Fe或磁性不鏽鋼(SUS430)等所構成。磁軛103係以在磁性體101之外周部分從磁性體101之表面垂直立起之方式形成，且遍及磁性體101之全周形成。因此，磁軛103係以包圍基板W之周圍之方式配置。
在本實施形態中，由於達到與上述之第2實施形態同樣之效果，並且藉由在磁性體101上配置磁軛103，且在磁軛103之內側係沿著其中心軸配置磁力線，因此可更加提升從永久磁石100延伸之磁力線B4之垂直性。換言之，由於可增加相對於基板W之表面之垂直之磁場分量，因此在磁性層14(參照圖1)之成膜步驟中，可更加減低磁性層14之磁化方向之參差不齊。
(平行度測定試驗)
本案之發明人係使用具備上述之各實施形態中之磁場施 加機構之濺鍍裝置，而進行了測定磁場相對於基板之法線方向之平行度之試驗。本試驗中之平行度之測定，係在從磁場施加機構離間5 mm左右之基板之表面位置，使用霍耳(hall)元件以三次元磁場測定器進行了測定。此外，本試驗中之磁場之測定位置，係考慮磁場相對於基板之中心為軸對稱，且在從基板之表面上之基板之中心到外周(從外周緣起2 mm左右之位置)之區間，沿著半徑方向進行了測定。另外，測定係就基板上之正交之二方向進行。
另外，各條件A~C之測定條件係如以下所示。
條件A：僅永久磁石(外徑300 mm、厚度5 mm)(與圖5A及圖5B所示之第2實施形態同樣之構成)、條件B：永久磁石(外徑300 mm、厚度5 mm)+磁性體(Fe：外徑300 mm、厚度1.5 mm)(與圖6所示之第3實施形態同樣之構成)、條件C：永久磁石(外徑300 mm、厚度5 mm)+磁性體(Fe：外徑300 mm、厚度1.5 mm)+磁軛(Fe：內徑330 mm、寬度20 mm、高度30 mm)(與圖7所示之第4實施形態同樣之構成)。
圖8係為表示平行度之定義之說明圖。
如圖8所示，所謂平行度係為在基板W之各點，垂直於面之法線、與磁力線B0之切線方向所構成之角度θ。換言之，角度θ若為0度則成為相對於基板W垂直之磁場。實際上係從基板之中心O假想軸對稱座標系，而測定相對於基板W之表面垂直之磁場分量Bs與平行之磁場分量Bh，而從arctan(Bh/Bs)求出角度θ。
圖9係為表示從基板之中心起之距離(mm)之平行度(度)之分布。
如圖9所示，關於條件A~C之任一情形，均為平行度隨著從基板之中心(0 mm)朝向外周增加傾向，惟在條件A之情形下係可在基板之最外周(148 mm)將平行度抑制到11度左右。此外，在條件B之情形下，可將平行度抑制到8度左右。此係由於藉由在永久磁石上配置磁性體，且在磁性體之內部係沿著其中心軸配置磁力線，因此被認為可提升從永久磁石延伸之磁力線之垂直性之故。
再者，在條件C之情形下，係可將基板之最外周之平行度抑制到5 mm左右，而可大幅減低磁化方向之參差不齊。此係由於藉由在磁性體之外周部分配置包圍基板之磁軛，且在磁軛之內側係沿著其中心軸配置磁力線，因此被認為尤其可提升基板之外周部分之磁力線之垂直性之故。
由以上之結果，如上所述藉由永久磁石對基板之表面施加具有垂直之磁場分量之磁場，藉此即可在例如垂直磁化方式之磁性層之成膜過程中，一面使磁性層之磁化方向相對於基板之表面垂直地排齊，一面進行成膜。藉此，即可提升磁性層之膜特性或結晶配向性，且可提升磁性層之磁化方向之垂直性，而可抑制磁性層之磁化方向之參差不齊，故可獲得高MR。
以上雖已一面參照所附圖式一面說明了本發明之較佳之實施形態，惟本發明當然不限定於此種例。在上述之例中所示之各構成構件及組合等係為一例，在不脫離本發明之 主旨之範圍下均可根據設計要求等作各種變更。
例如，在上述之各實施形態中，雖已說明使用永久磁石作為磁場施加機構之情形，惟亦可採用使用電磁石以取代永久磁石之構成。此外，在上述之各實施形態中，雖已說明形成磁性多層膜之中隧道接合元件中之磁性層之情形，惟不限於磁性層亦可對於各種成膜材料採用。
圖10、11係為表示磁場施加機構之其他構成之俯視圖。
在上述之各實施形態中，雖已說明使用圓板狀或環狀之永久磁石之情形，惟如圖10所示，亦可使用矩形之永久磁石105等，進行適當設計變更。此外，在上述之各實施形態中，雖已說明使用圓板狀之基板W(例如參照圖3A及圖3B)之情形，惟如圖11所示，亦可使用矩形之基板106等，進行適當設計變更。另外，在圖10、11之任一構成中，從提升磁場之垂直性之觀點，均以將永久磁石105之外徑設定為基板W、105之外徑以上為較佳。
(第5實施形態)
接著根據圖式說明本發明之第5實施形態。另外，在以下之說明所使用之各圖式中，係將各構件設為可辨識之大小，因此將各構件之縮尺予以適當變更。
(磁性多層膜)
首先，茲說明屬於包括磁性層之多層膜之一例之MRAM所使用之隧道接合元件。
圖12係為隧道接合元件之側面剖面圖。
隧道接合元件210係為在基板W上主要疊層有磁性層(固 定層)216、及由MgO等所組成之隧道阻障層215、磁性層(自由層)214、PtMn或IrMn等所組成之反鐵磁性層(未圖示)之垂直磁化方式之隧道接合元件210。另外，磁性層214、216之構成材料，係例如可採用FePt、TbFeCo、Co/Pd、Fe/EuO、Co/Pt、Co/Pd、CoPtCr-SiO2 、CoCrTaPt、CoCrPt等。此外隧道接合元件210實際上亦疊層有上述以外之功能層，而成為15層左右之多層結構。
磁性層(固定層)214係以其磁化方向相對於基板W之表面成為垂直之方式固定之層，具體而言係相對於基板W之表面朝向上方固定。另一方面，磁性層(自由層)214係為其磁化方向依據外部磁界之朝向而變化之層，可相對於磁性層(固定層)214之磁化方向平行或反平行反轉。此等固定層216及自由層214之磁化方向，藉由平行或反平行，而使隧道接合元件210之電阻值不同。由於藉由將此種隧道接合元件210具備在MRAM(未圖示)，即可使磁性體之磁化方向具有「0」、「1」之資訊，因此可讀取或覆寫「1」或「0」。
(磁性多層膜之製造裝置)
圖13係為本實施形態之磁性多層膜之製造裝置(以下稱製造裝置)之概略構成圖。
如圖13所示，本實施形態之製造裝置220係為以基板搬運室226為中心而配置有基板前處理室225及複數個濺鍍裝置221~224成放射狀，且為一貫進行例如構成上述之隧道接合元件之磁性多層膜之前處理‧成膜步驟之群集型之製 造裝置220。
具體而言，製造裝置220係具備：進行基板W之前處理步驟之基板前處理室225、供成膜前之基板W保持之基板卡匣室227、進行反鐵磁性層之成膜步驟之第1濺鍍裝置221、進行磁性層(固定層)216之成膜步驟之第2濺鍍裝置(濺鍍裝置)222、進行隧道阻障層215之成膜步驟之第3濺鍍裝置223、及進行磁性層(自由層)216之成膜步驟之第4濺鍍裝置(濺鍍裝置)224。
在上述之製造裝置220中，係在基板前處理室225中施以必要之基板前處理之後，在各濺鍍裝置221~224中，於基板W上形成磁性層216、隧道阻障層215、磁性層214等之磁性多層膜。如此，在群集型之製造裝置220中，不會將供給至製造裝置220之基板W曝露於大氣，而可在基板W上形成磁性多層膜。另外，在磁性多層膜上形成阻劑圖案，且於藉由蝕刻將磁性多層膜圖案化成特定形狀之後，將阻劑圖案去除，藉此而形成隧道接合元件210。
(濺鍍裝置)
在此，茲說明屬於本實施形態之濺鍍裝置之進行磁性多層膜之中磁性層214、216之成膜步驟之第2、第4濺鍍裝置222、224。另外，本實施形態之第2、第4濺鍍裝置222、224係為大略同一之構成，因此在以下之說明中係進行第2濺鍍裝置222之說明，而第4濺鍍裝置224之說明予以省略。此外，在以下之說明中，係將第2濺鍍裝置222說明為濺鍍裝置222。
圖14A係為本實施形態之濺鍍裝置之立體圖，圖14B係為沿著圖14A之A-A線之側面剖面圖。此外，圖15係為主要部分剖面圖。
如圖14A及圖14B所示，濺鍍裝置222係為將載置基板W之基板載置台262、及具備成膜材料之靶264之濺鍍陰極265配設在特定位置而構成。在濺鍍裝置222中係將在上述之第1濺鍍裝置221經過反鐵磁性層之成膜步驟之基板W，從基板搬運室226經由未圖示之搬入口搬運。
如圖14B所示，濺鍍裝置222係具備藉由Al合金或不鏽鋼等之金屬材料形成箱型之腔室261。在腔室261之底面附近之中央部，係設有載置基板W之基板載置台262。基板載置台262係藉由未圖示之旋轉機構，使其旋轉軸262a與基板W之中心O一致，而構成為可以任意之旋轉數旋轉。藉此，即可使載置於基板載置台262上之基板W，與其表面平行旋轉。另外，本實施形態之基板W係使用例如基板尺寸為外徑300 mm之矽晶圓。
以包圍上述之基板載置台262及濺鍍陰極265之方式，設有由不鏽鋼等所組成之遮蔽板(側部遮蔽板271及下部遮蔽板272)。側部遮蔽板271係形成為圓筒狀，且以其中心軸與基板載置台262之旋轉軸262a一致之方式配設。此外，從側部遮蔽板271之下端部至基板載置台262之外周緣，設有下部遮蔽板272。此下部遮蔽板272係形成為與基板W之表面平行，且以其中心軸與基板載置台262之旋轉軸262a一致之方式配設。
由基板載置台262、下部遮蔽板272及側部遮蔽板271、以及腔室261之天頂面所包圍之空間，係形成作為對於基板W進行濺鍍處理之濺鍍處理室270(濺鍍室)。此濺鍍處理室270係設為軸對稱之形狀，且其對稱軸係與基板載置台262之旋轉軸262a一致。藉此，即可對基板W之各部進行均質之濺鍍處理，而可減低膜質分布與磁化方向之參差不齊。
在腔室261之天頂面附近之周緣部，係沿著基板載置台262之旋轉軸262a之周圍(基板W之周方向)等間隔地配置有複數個(例如4個)濺鍍陰極265。
各濺鍍陰極265係連接於未圖示之外部電源(電源)，而保持為負電位。在各濺鍍陰極265之表面，係各自配置有靶264。靶264係為圓板形狀，由上述之磁性層214之成膜材料或基底膜之成膜材料等，可疊層為磁性多層膜之複數種類之成膜材料所構成。另外，各靶之材料係可適當變更。此外，亦可為將同一材料(例如磁性層之成膜材料)之靶配置於所有濺鍍陰極之構成。
此外，上述之濺鍍陰極265係以相對於載置於基板載置台262之基板W之法線傾斜之方式配設。亦即，安裝在濺鍍陰極265之靶264，係通過其表面之中心點T之法線(中心軸)264a相對於基板W之旋轉軸262a以例如角度θ傾斜，且以靶264之法線264a與基板W之表面在基板W之周緣部分交叉之方式配置。
在濺鍍裝置222之外方，係設有將濺鍍氣體供給至濺鍍 處理室270內之濺鍍氣體供給機構(氣體供給機構)273。此濺鍍氣體供給機構273係將氬(Ar)等之濺鍍氣體供給至濺鍍處理室270內。
濺鍍氣體供給機構273係與形成濺鍍處理室270之側部遮蔽板271之上部連接，且以將濺鍍氣體供給至濺鍍處理室270內之靶264之近旁之方式構成。另外，從濺鍍氣體供給機構273亦可供給O2 等之反應氣體。此外，在腔室261之側面，係設有排氣口269。此排氣口269係與未圖示之排氣泵(排氣機構)連接。
(基板載置台)
接著詳述說明上述之基板載置台262。
圖15係為基板載置台之立體圖，圖16係為相當於圖15之C-C'線之剖面圖。此外，圖17係為說明從磁場施加機構所產生之磁力線之說明圖。
如圖15、16所示，上述之基板載置台262係具備載置台本體230與升降銷232。載置台本體230係為由SUS等所組成之圓板形狀之構件，且為由基座(base)部233與蓋部234所構成。基座部233係為從具有圓板形狀之底部235之外周緣立設有圓筒部236之有底筒狀之構件，且由底部235及圓筒部236所包圍之區域係構成為剖面觀察凹狀之收容部237。
在收容部237內係收容有第1磁場施加機構238。此第1磁場施加機構238係由永久磁石等所組成，且形成為具有與收容部237之內徑同等外徑之圓板形狀。第1磁場施加機構 238係其中心軸與基板載置台262之旋轉軸262a一致，換言之以第1磁場施加機構238之中心軸與基板W之中心O一致之方式配置。第1磁場施加機構238係為用以從載置於載置台本體230上之基板W之背面側對於基板W之表面施加大略垂直之磁場，且其內部之磁化方向與基板W之厚度方向(法線方向)一致。
因此，如圖17所示，從第1磁場施加機構238延伸之磁力線B，係從第1磁場施加機構238之N極(例如上面側)，於大略垂直穿過基板W之表面之後，繞入基板W之外周而朝向S極(例如下面側)產生。此時，從第1磁場施加機構238產生之磁力線B係具有相對於基板W之表面垂直(法線方向)之磁場分量，而對於基板W之表面垂直施加。
此外，如圖15、16所示，第1磁場施加機構238之外徑，係形成為較基板W之外徑(例如300 mm)更大。藉此，即可對於基板W之表面施加均勻之磁場。另外，第1磁場施加機構之外徑，只要是基板之外徑以上，即可適當設計變更。此外，第1磁場施加機構係以一體之永久磁石為較佳，惟亦可使用複數個永久磁石而構成基板之外徑以上之永久磁石。例如亦可為在中心配置圓板狀之永久磁石，且以包圍其周圍之方式配置複數個環狀永久磁石之構成。此情形下，各永久磁石間之間隔係以1 mm以下為較佳。
在第1磁場施加機構238之上面，係配置有第1磁性體239。此第1磁性體239係由施有鎳鍍覆之Fe或磁性不鏽鋼(SUS430)等所構成。第1磁性體239係具有與第1磁場施加 機構238同等之外徑，且形成為較第1磁場施加機構238更薄。
在第1磁性體239之上面，係以覆蓋第1磁性體239之方式設有蓋部234。
此蓋部234係為形成為外徑與基座部233中之圓筒部236之內徑同等之圓板形狀之構件，且厚度S以例如5 mm左右形成。藉由在收容部237內之第1磁性體239之上面配置蓋部234，而使收容部237之開口封閉。蓋部234之上面，係形成作為平坦面，且構成作為供基板W載置之基板載置面234a。另外，在載置台本體230之外周部分，係從蓋部234之上面位置突出有圓筒部236之端面。
在載置台本體230之旋轉軸262a與外周之間，係沿著載置台本體230之周方向等間隔地形成有複數個(例如3個)貫通孔240。此貫通孔240係例如內徑D為10 mm左右之圓孔，且在包括第1磁場施加機構238及第1磁性體239之載置台本體230之厚度方向(軸方向)貫通。
在各貫通孔240係插通有可在載置台本體230之厚度方向上下動作之複數個(例如3個)升降銷232(232a~232c)。各升降銷232a~232c係為從載置台本體230之下方所設之升降板241立設之圓柱形狀，且外徑E以例如8 mm左右形成。藉由使升降板241上下移動，而使各升降銷232a~232c同時上下移動。各升降銷232a~232c係在其上端面成為支持基板W之背面，且藉由使各升降銷232a~232c上升而從載置台本體230之上面突出，進行搬入於腔室261內之基板W之接 收、即從腔室261內搬出之基板W之交接。
在此，在各升降銷232之前端部份，係內裝有第2磁場施加機構242。此第2磁場施加機構242係為由永久磁石等所組成之圓柱形狀，且厚度形成為與上述之第1磁場施加機構238之厚度同等，並且其內部之磁化方向與第1磁場施加機構238之內部之磁化方向一致。換言之，如圖17所示從第2磁場施加機構242延伸之磁力線B，亦與第1磁場施加機構238同樣，從其N極(例如上面側)，於大略垂直穿過基板W之表面之後，繞入基板W之外周而以朝向S極(例如下面側)之方式產生。
如圖15、16所示，在第2磁場施加機構242之上面，係配置有由與上述之第1磁性體239同樣之材質所組成之第2磁性體243。此第2磁性體243係具有與第2磁場施加機構242同等之外徑，且厚度形成為與第1磁性體239之厚度同等。
升降銷232係設為可在基板W載置於載置台本體230之基板載置面234a上之際，以前端部份介設於貫通孔240內之方式配置。亦即，設為可在與基板W之背面之間隔開間隙而配置升降銷232之前端面。此時，係設為可以內裝於升降銷232之第2磁場施加機構242之上端面、及與收容於載置台本體230之第1磁場施加機構238之各個上端面位於同一平面上之方式配置。另外，升降銷232係可藉由上述之基板載置台262之旋轉機構與基板載置台262一同旋轉。
如此，本實施形態之濺鍍裝置222之基板載置台262，除上述之第1磁場施加機構238以外，另在載置台本體230之 貫通孔240內介設有具有與第1磁場施加機構238之內部之磁化方向同一磁化方向之第2磁場施加機構242。換言之，係以配置遍及基板W之背面側之大略全面而使基板W之厚度方向為磁化方向之磁場施加機構238、242之方式構成。
此外，在各升降銷232a~232c中，係在其升降板241側，藉由支撐構件244相互連結。此支撐構件244係為與各升降銷232a~232c之軸方向正交而延設之棒狀之構件。支撐構件244係例如其一端與複數個升降銷232a~232c之中1個升降銷232a之周面連結，而另一端與鄰接於升降銷232a之升降銷232b之周面連結，且在其兩端跨架在2個升降銷232a、232b間。因此，各升降銷232a~232c係藉由3個支撐構件244各自連結，用以防止各升降銷232a~232c朝向徑方向之傾倒等。另外，支撐構件係不限於棒狀構件。
(成膜方法)
接著說明藉由本實施形態之濺鍍裝置之成膜方法。另外，在以下之說明中係就上述之磁性多層膜之中，主要以濺鍍裝置222所進行之磁性層214之成膜方法進行說明。
首先，如圖15、16所示，將在第1濺鍍裝置221內使反鐵磁性層等成膜之基板W，搬運至濺鍍裝置222內。具體而言，首先使升降銷232上升，而使升降銷232從載置台本體230之上面突出。藉由上升之升降銷232接收從第1濺鍍裝置221所搬運之基板W。
接著，在以升降銷232之前端面支持基板W之背面之狀態下，使升降銷232下降而將基板W載置於載置台本體230 之基板載置面234a上。此時，係以在內裝於升降銷232之第2磁場施加機構242、與內裝於載置台本體230之第1磁場施加機構238之上端面成為同一平面之位置使升降銷232之下降停止為較佳。然而，在使升降銷232下降之際，由於例如第1磁場施加機構238之上面側之磁極與第2磁場施加機構242之下面側之磁極不同，因此會有在各磁場施加機構238、242間產生吸引力而使升降銷232傾倒之虞。因此，藉由將各升降銷232a~232c各自以支撐構件244連結，即使在各磁場施加機構238、242間產生吸引力之情形下，亦可防止各升降銷232a~232c之傾倒。
藉此，升降銷232之移動亦不會受到妨礙。
在將基板W載置於基板載置面234a上之後，藉由旋轉機構與升降銷232一同使基板載置台262以特定之旋轉數旋轉。接著，在將濺鍍處理室270內藉由真空泵抽真空之後，從濺鍍氣體供給機構273將氬等之濺鍍氣體導入於濺鍍處理室270內。從與濺鍍陰極265連接之外部電源施加電壓至靶264。於是，在濺鍍處理室270內藉由電漿激發之濺鍍氣體之離子，即與靶264撞擊，而從靶264飛出成膜材料之粒子，而附著於基板W。藉由以上，而使磁性層214成膜於基板W之表面(參照圖12)。此際，藉由在靶264近旁生成高密度電漿，即可使成膜速度高速化。
在本實施形態，係在磁性層214之成膜步驟中，一面藉由在基板W之周圍所設之第1磁場施加機構238及第2磁場施加機構242而對於基板W之表面產生垂直之磁場，一面 進行成膜。
若藉由第1磁場施加機構238施加磁場，則從第1磁場施加機構238延伸之磁力線B，即對於基板W之表面垂直入射。具體而言，從第1磁場施加機構238延伸之磁力線B，係於從N極(上面側)產生而大略垂直穿過基板W之表面之後，入射至第1磁場施加機構238之S極(下面側)。從靶264飛出之磁性層214之成膜材料之粒子，係一面接受相對於基板W之表面垂直之磁場一面堆積於基板W之表面。此時，由於藉由在第1磁場施加機構238之上面配置第1磁性體239，且在第1磁性體239之內部係沿著其中心軸配置磁力線，因此可提升從第1磁場施加機構238延伸之磁力線B相對於基板W之表面之垂直性。換言之，可增加相對於基板W之表面之垂直之磁場分量。另外，藉由各磁場施加機構238、242所施加之磁場，係以在基板W之表面之各部50(Oe)以上為較佳。此外，依所使用之成膜材料，為了提升磁性層214之面內之磁化方向之垂直性，係以設定退火條件為較佳。
在使磁性層214成膜之後，將基板W搬運至第3濺鍍裝置223。具體而言，係在以升降銷232之前端面支持基板W之狀態下，使升降銷232上升至基板W之交接位置，而交接基板W。在此，於使升降銷232上升之際，與使上述之升降銷232下降之際同樣，由於例如第1磁場施加機構238之上端側之磁極與第2磁場施加機構242之下端側之磁極不同，因此會有在各磁場施加機構238、242間產生吸引力而 使升降銷232傾倒之虞。因此，藉由將各升降銷232a~232c各自以支撐構件244連結，即使在各磁場施加機構238、242間產生吸引力之情形下，亦可防止各升降銷232a~232c之傾倒。藉此，升降銷232之移動亦不會受到妨礙。
然而，在上述之習知技術方面，如圖18所示，由於在載置台本體301設置升降銷302之關係，必須在載置台本體301及磁場施加機構303形成使升降銷302插通之貫通孔304。因此，在貫通孔304內，係形成不存在磁場施加機構303之空間相當於貫通孔304之外徑份。
此情形下，在磁場施加機構303之外周部分之區域，係從磁場施加機構303產生之磁力線B'大略垂直穿過基板W之表面，而對於基板W之表面施加大略垂直之磁場。另一方面，在貫通孔304之近旁之區域，係從磁場施加機構303延伸之磁力線B'彎曲而延伸。在更接近貫通孔304之區域，係從磁場施加機構303產生之磁力線B'，通過貫通孔304而繞入磁場施加機構303之背面側。換言之，在基板W上之貫通孔304之近旁之區域，係於施加於基板W之表面之磁場方向產生參差不齊。再者，在與貫通孔304之中央之區域，係有施加與貫通孔304之周圍之區域相反磁場之虞之問題。其結果，在磁性層214、216(參照圖12)產生在磁化方向之面內之參差不齊，而成為引起MR比之降低、在面內之參差不齊之原因。
因此，在本實施形態中，係除收容在載置台本體230之第1磁場施加機構238之外，尚在升降銷232之內部內裝有 具有與第1磁場施加機構238之內部同一磁化方向之2磁場施加機構242。換言之，在第1磁場施加機構238之貫通孔240內介設具有與第1磁場施加機構238之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構242。若與第1磁場施加機構238一同藉由第2磁場施加機構242對於基板W之表面施加磁場，則從第2磁場施加機構242延伸之磁力線B即對於基板W之表面垂直入射。具體而言，從第2磁場施加機構242延伸之磁力線B，係與第1磁場施加機構238同樣，在從N極(上面側)產生而大略垂直穿過基板W之表面之後，入射至第2磁場施加機構242之S極(下面側)。
從第1磁場施加機構238延伸之磁力線B之中，從貫通孔240之近旁之區域延伸之磁力線B，係藉由與從介設在貫通孔240內之第2磁場施加機構242延伸之磁力線互相反抗，而大略垂直穿過基板W之表面。此外，在基板W上之貫通孔240之中央之區域，亦為從第2磁場施加機構242延伸之磁力線B大略垂直穿過基板W之表面。此時，由於藉由在第2磁場施加機構242之上面配置第2磁性體243，與上述之第1磁性體239同樣在第2磁性體243之內部係沿著其中心軸配置磁力線，因此可提升從第2磁場施加機構242延伸之磁力線B相對於基板W之表面之垂直性。換言之，可增加相對於基板W之表面之垂直之磁場分量。其結果，可對於基板W之表面之全面施加垂直之磁場，因此在磁性層214之成膜過程中，可以磁性層214之磁化方向相對於基板W之表面成為垂直之方式進行成膜。
如此，依據本實施形態，藉由在升降銷232設置具有與載置台本體230所設之第1磁場施加機構238之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構242，而在載置台本體230所形成之貫通孔240內介設具有與第1磁場施加機構238之內部同一磁化方向之第2磁場施加機構242。藉此，即可縮小在貫通孔240內不存在磁場施加機構238、242之空間。因此，可對於基板W之表面之全面施加垂直之磁場。
此外，由於藉由在各磁場施加機構238、242之上面各自配置磁性體39、43，且在磁性體239、243之內部係沿著其中心軸配置磁力線，因此可提升施加於基板W之表面之磁場之垂直性。
再者，藉由將在成膜步驟時第1磁場施加機構238與第2磁場施加機構242之各自之上端面設為可配置在同一平面上，即可提升施加於基板W之表面之磁場之垂直性。
換言之，可增加相對於基板W之表面之垂直之磁場分量，因此在磁性層214、216(參照圖12)之成膜步驟中，可更加減低在磁性層214之磁化方向之面內之參差不齊。
在此，如圖12所示，在習知之垂直磁化方式之隧道接合元件210方面，實際上會有無法獲得上述之所希望之MR比之情形。以此原因而言，例如可舉無法充分控制磁性層214、216中在磁化方向之面內之參差不齊之情形。由於習知在形成垂直磁化膜之際不需在磁化方向施加磁場，而僅利用磁性層214、216垂直磁化之性質來製造，因此會有在成膜之磁性層214、216之磁化方向之面內中之參差不齊產 生之問題。其結果，在磁性層214、216之成膜步驟中，會在磁性層214、216中在面內產生磁化方向之參差不齊，而成為引起MR比之降低、在面內之參差不齊之原因。
相對於此，依據本實施形態之濺鍍裝置222，由於可對於基板W之表面之全面施加垂直之磁場，因此可一面對於基板W之表面以良好精確度施加具有垂直之磁場分量之磁場，一面進行濺鍍成膜。因此，在例如磁性層214、216之成膜過程中，可在基板W上全面一面使磁性層214、216之磁化方向相對於基板W之表面朝垂直之方向排齊，一面進行成膜。藉此，即可提升磁性層214、216之磁化方向之垂直性，因此可抑制在磁性層214、216之磁化方向之面內之參差不齊。因此，可使經提升了磁性層214、216之磁化方向之面內均勻性之磁性多層膜成膜，因此可遍及基板W上全面而提供高MR之隧道接合元件。
以上雖一面參照所附圖式一面說明本發明之較佳之實施形態，惟本發明當然不限定於此種例。在上述之例中所示之各構成構件或組合等係為一例，只要在不脫離本發明之主旨之範圍下均可根據設計要求等作各種變更。
例如，在上述之各實施形態中，雖已說明使用永久磁石作為各磁場施加機構之情形，惟亦可採用使用電磁石以取代永久磁石之構成。
此外，在上述之各實施形態中，雖已說明形成磁性多層膜之中隧道接合元件中之磁性層之情形，惟不限於磁性層亦可對於各種成膜材料採用。
再者，在上述之實施形態中，雖已說明將本發明之基板載置台採用在濺鍍裝置之情形，惟亦可採用基板載置台在濺鍍裝置以外。例如，亦可採用在對於基板載置台所載置之基板之表面垂直施加磁場之磁場測定器等。
[產業上之可利用性]
依據本發明之基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法，可在例如藉由濺鍍法之磁性層之成膜時，藉由對於基板之表面之全面施加垂直之磁場而抑制磁性層之磁化方向之參差不齊，而可獲得高MR比。
23‧‧‧濺鍍裝置
62‧‧‧平台
64‧‧‧靶
65,100,105‧‧‧永久磁石(磁場施加機構)
73‧‧‧濺鍍氣體供給機構(氣體供給機構)
101‧‧‧磁性體(第1磁性體)
103‧‧‧磁軛(第2磁性體)
222‧‧‧濺鍍裝置
238‧‧‧第1磁場施加機構
239‧‧‧第1磁性體(磁性體)
240‧‧‧貫通孔
242‧‧‧第2磁場施加機構
243‧‧‧第2磁性體(磁性體)
244‧‧‧支撐構件
262‧‧‧基板載置台
265‧‧‧濺鍍陰極
273‧‧‧濺鍍氣體供給機構(氣體供給機構)
W‧‧‧基板
圖1係為隧道接合元件之剖面圖。
圖2係為本發明之第1實施形態之隧道接合元件之製造裝置之概略構成圖。
圖3A係為第1實施形態之濺鍍裝置之立體圖。
圖3B係為第1實施形態之濺鍍裝置之側面剖面圖。
圖4係為本發明之第1實施形態之磁場施加機構之主要部分剖面圖。
圖5A係為本發明之第2實施形態之磁場施加機構之主要部分立體圖。
圖5B係為本發明之第2實施形態之磁場施加機構之主要部分剖面圖。
圖6係為本發明之第3實施形態之磁場施加機構之主要部分剖面圖。
圖7係為本發明之第4實施形態之磁場施加機構之主要部 分剖面圖。
圖8係為表示平行度之定義之說明圖。
圖9係為表示從基板之中心起之距離(mm)之平行度(度)之分布之曲線圖。
圖10係為表示本發明之磁場施加機構之其他構成之俯視圖。
圖11係為表示本發明之基板之其他構成之俯視圖。
圖12係為隧道接合元件之剖面圖。
圖13係為本發明之第5實施形態之隧道接合元件之製造裝置之概略構成圖。
圖14A係為第5實施形態之濺鍍裝置之立體圖。
圖14B係為沿著第5實施形態之濺鍍裝置之A-A'線之側面剖面圖。
圖15係為本發明之第5實施形態之基板載置台之立體圖。
圖16係為相當於圖15之C-C'線之剖面圖。
圖17係為說明從磁場施加機構所產生之磁力線之說明圖。
圖18係為表示內裝有磁場施加機構之基板載置台之概略構成圖。
22‧‧‧濺鍍裝置
61‧‧‧腔室
62‧‧‧平台
62a‧‧‧旋轉軸
64‧‧‧靶
64a‧‧‧法線
65‧‧‧永久磁石
69‧‧‧排氣口
70‧‧‧濺鍍處理室
71‧‧‧側部遮蔽板
72‧‧‧下部遮蔽板
73‧‧‧濺鍍氣體供給機構
74‧‧‧供給源
O‧‧‧中心
T‧‧‧中心點
W‧‧‧基板
θ‧‧‧角度

Claims (12)

  1. 一種基板載置台，其係配置於真空容器內，具有載置基板之基板載置面，且具備：在前述基板載置面所載置之前述基板背面側，設有具有前述基板外徑以上之大小、且對於前述基板施加磁場之第1磁場施加機構；使前述基板相對於前述基板載置面升降之升降銷；及設置於前述升降銷之第2磁場施加機構；前述第1磁場施加機構具有貫通孔，且前述升降銷在前述貫通孔之內部可滑動地插通；前述第1磁場施加機構內部之磁化方向、與前述第2磁場施加機構內部之磁化方向、與前述基板之厚度方向一致。
  2. 如請求項1之基板載置台，其中前述第1磁場施加機構係以包圍前述基板載置面所載置之基板周圍之方式設置。
  3. 如請求項2之基板載置台，其中前述第1磁場施加機構之中央可在前述基板載置面之法線方向，配置成與前述基板之表面相同之高度。
  4. 如請求項1之基板載置台，其進一步具備位於前述第1磁場施加機構與前述基板之間之第1磁性體。
  5. 如請求項1或4之基板載置台，其進一步具備以包圍前述基板周圍之方式配置之第2磁性體。
  6. 如請求項1之基板載置台，其中在前述基板載置於前述基板載置面上之狀態下，前述第1磁場施加機構之上端面與前述第2磁場施加機構之上端面可配置在同一平面上。
  7. 如請求項1之基板載置台，其中具備：複數個前述升降銷；及將前述各升降銷彼此連結之支撐構件；前述第1磁場施加機構具有複數個前述貫通孔；在前述各貫通孔中各自配置有前述各升降銷。
  8. 如請求項1之基板載置台，其中進一步具備位於前述第1磁場施加機構及前述基板之間與前述第2磁場施加機構及前述基板之間之磁性體。
  9. 一種濺鍍裝置，其具備：如請求項1至8中任一項之基板載置台；濺鍍陰極，其係以相對於前述基板載置面所載置之基板法線傾斜之方式配置；濺鍍室，其係配置有前述基板載置台及前述濺鍍陰極；真空排氣機構，其係進行此濺鍍室內之真空排氣；氣體供給機構，其係將濺鍍氣體供給至前述濺鍍室內；及電源，其係將電壓施加於前述濺鍍陰極。
  10. 一種成膜方法，其係對於配置在真空容器內、具有載置基板之基板載置面之基板載置台所載置之基板， 藉由設在前述基板之背面側、而且具有前述基板外徑以上之大小之第1磁場施加機構，及藉由可滑動地插通在前述第1磁場施加機構所設之貫通孔內部、並使前述基板相對於前述基板載置面升降之升降銷所設之第2磁場施加機構，對前述基板施加磁場，以使前述第1磁場施加機構內部之磁化方向、與前述第2磁場施加機構內部之磁化方向、與前述基板之厚度方向一致之方式，一面施加磁場，一面將前述第1磁場施加機構之上端面與前述第2磁場施加機構之上端面配置在同一平面上，而在前述基板之表面進行濺鍍處理。
  11. 如請求項10之成膜方法，其中前述第1磁場施加機構係以包圍前述基板周圍之方式設置。
  12. 一種成膜方法，其係使用如請求項10或11之成膜方法，而形成用以形成隧道接合元件之垂直磁化膜。
TW098101436A 2008-01-15 2009-01-15 基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法 TWI381472B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008005993 2008-01-15
JP2008027719 2008-02-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200949975A TW200949975A (en) 2009-12-01
TWI381472B true TWI381472B (zh) 2013-01-01

Family

ID=40885380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098101436A TWI381472B (zh) 2008-01-15 2009-01-15 基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100270143A1 (zh)
JP (1) JPWO2009090994A1 (zh)
KR (1) KR20100102150A (zh)
CN (1) CN101910455B (zh)
DE (1) DE112009000123T5 (zh)
TW (1) TWI381472B (zh)
WO (1) WO2009090994A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038421A1 (ja) * 2008-09-30 2010-04-08 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタリング装置及びスパッタリング方法
EP2453228A1 (de) * 2010-11-10 2012-05-16 F. Hoffmann-La Roche AG Sauerstoffsensor mit mikroporöser Elektrolytschicht und teiloffener Deckmembran
GB201102447D0 (en) * 2011-02-11 2011-03-30 Spp Process Technology Systems Uk Ltd Composite shielding
JP5693340B2 (ja) * 2011-04-11 2015-04-01 キヤノン株式会社 光学素子成形用型の製造方法および光学素子成形用型
EP2746425B1 (en) * 2011-09-22 2016-04-27 Shibaura Institute of Technology THIN-FILM FORMATION METHOD and THIN-FILM FORMATION DEVICE
JP5946337B2 (ja) * 2012-06-20 2016-07-06 株式会社神戸製鋼所 アーク式蒸発源
TWI618272B (zh) * 2013-08-19 2018-03-11 應用材料股份有限公司 用於金屬導電性強化的磁場導引式晶體方向系統
JP6523666B2 (ja) 2014-12-02 2019-06-05 東芝メモリ株式会社 磁気記憶素子および磁気メモリ
TWI767971B (zh) * 2017-01-03 2022-06-21 日商東京威力科創股份有限公司 工作件磁化系統及其操作方法
GB201706284D0 (en) * 2017-04-20 2017-06-07 Spts Technologies Ltd A method and apparatus for controlling stress variation in a material layer formed via pulsed DC physical vapour deposition
CN115981101B (zh) * 2023-03-17 2023-06-16 湖北江城芯片中试服务有限公司 半导体结构的制造方法及半导体结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0973630A (ja) * 1995-09-04 1997-03-18 Toshiba Corp 磁気記録媒体の製造方法
TWI229138B (en) * 2001-06-12 2005-03-11 Unaxis Balzers Ag Magnetron-sputtering source
TW200607875A (en) * 2004-06-22 2006-03-01 Tokyo Electron Ltd Highly ionized PVD with moving magnetic field envelope for uniform coverage of feature structure and wafer

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4422896A (en) * 1982-01-26 1983-12-27 Materials Research Corporation Magnetically enhanced plasma process and apparatus
US4581118A (en) * 1983-01-26 1986-04-08 Materials Research Corporation Shaped field magnetron electrode
JPS61158032A (ja) * 1984-12-28 1986-07-17 Fujitsu Ltd 垂直磁気記録媒体の製造方法
JPS62188775A (ja) * 1986-01-14 1987-08-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 対向タ−ゲツト式スパツタ装置
US5630916A (en) * 1993-03-02 1997-05-20 Cvc Products, Inc. Magnetic orienting device for thin film deposition and method of use
JP3211458B2 (ja) 1993-03-10 2001-09-25 株式会社日立製作所 磁性膜形成装置
US5589039A (en) * 1995-07-28 1996-12-31 Sony Corporation In-plane parallel bias magnetic field generator for sputter coating magnetic materials onto substrates
JP4355036B2 (ja) * 1997-03-18 2009-10-28 キヤノンアネルバ株式会社 イオン化スパッタリング装置
US6210539B1 (en) * 1997-05-14 2001-04-03 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for producing a uniform density plasma above a substrate
JPH111770A (ja) * 1997-06-06 1999-01-06 Anelva Corp スパッタリング装置及びスパッタリング方法
US5902461A (en) * 1997-09-03 1999-05-11 Applied Materials, Inc. Apparatus and method for enhancing uniformity of a metal film formed on a substrate with the aid of an inductively coupled plasma
US7294242B1 (en) * 1998-08-24 2007-11-13 Applied Materials, Inc. Collimated and long throw magnetron sputtering of nickel/iron films for magnetic recording head applications
JP3766762B2 (ja) 1999-03-30 2006-04-19 株式会社神戸製鋼所 マグネトロンスパッタリング方法および装置
US6143140A (en) * 1999-08-16 2000-11-07 Applied Materials, Inc. Method and apparatus to improve the side wall and bottom coverage in IMP process by using magnetic field
US6743340B2 (en) * 2002-02-05 2004-06-01 Applied Materials, Inc. Sputtering of aligned magnetic materials and magnetic dipole ring used therefor
JP2004124171A (ja) * 2002-10-02 2004-04-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd プラズマ処理装置及び方法
US7403089B2 (en) * 2003-12-23 2008-07-22 Aviza Technology Limited Magnet assemblies
JP4494047B2 (ja) * 2004-03-12 2010-06-30 キヤノンアネルバ株式会社 多元スパッタ成膜装置の二重シャッタ制御方法
US20090294279A1 (en) * 2005-01-19 2009-12-03 Ulvac, Inc. Sputtering apparatus and film forming method
JP4959240B2 (ja) 2006-06-28 2012-06-20 ライオン株式会社 ブラシの製造方法及び製造装置
JP2008027719A (ja) 2006-07-20 2008-02-07 Katsutoshi Tabuse マイクロ波照射部材
US8092605B2 (en) * 2006-11-28 2012-01-10 Applied Materials, Inc. Magnetic confinement of a plasma

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0973630A (ja) * 1995-09-04 1997-03-18 Toshiba Corp 磁気記録媒体の製造方法
TWI229138B (en) * 2001-06-12 2005-03-11 Unaxis Balzers Ag Magnetron-sputtering source
TW200607875A (en) * 2004-06-22 2006-03-01 Tokyo Electron Ltd Highly ionized PVD with moving magnetic field envelope for uniform coverage of feature structure and wafer

Also Published As

Publication number Publication date
CN101910455A (zh) 2010-12-08
US20100270143A1 (en) 2010-10-28
WO2009090994A1 (ja) 2009-07-23
KR20100102150A (ko) 2010-09-20
DE112009000123T5 (de) 2011-02-17
TW200949975A (en) 2009-12-01
JPWO2009090994A1 (ja) 2011-05-26
CN101910455B (zh) 2013-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI381472B (zh) 基板載置台、具備其之濺鍍裝置及成膜方法
TWI384472B (zh) 濺鍍裝置及成膜方法
JP4727764B2 (ja) プラズマ処理装置、磁気抵抗素子の製造装置、磁性薄膜の成膜方法及び成膜制御プログラム
JP5149285B2 (ja) スパッタリングにより成膜する磁気デバイスの製造装置及び磁気デバイスの製造方法
KR101706192B1 (ko) 스퍼터 장치 및 성막방법
JP6095806B2 (ja) トンネル磁気抵抗効果素子の製造方法、およびスパッタリング装置
JP2000073165A (ja) イオン・ビ―ム・スパッタ付着システム
JP5745699B2 (ja) トンネル磁気抵抗素子の製造装置
TW201432966A (zh) 氧化處理裝置、氧化方法、及電子裝置的製造方法
JP2014116059A (ja) トンネルバリア層又はゲート絶縁膜の製造方法及びトンネルバリア層又はゲート絶縁膜の製造装置
TW201908503A (zh) 磁性薄膜沉積腔室及薄膜沉積裝置
WO2020238594A1 (zh) 偏置磁场控制方法、磁性薄膜沉积方法、腔室及设备
KR102470195B1 (ko) 스퍼터링 장치 및 이를 이용한 막 형성 방법
US6610373B2 (en) Magnetic film-forming device and method
JP4974582B2 (ja) 成膜装置
JPH0359139B2 (zh)
JP2001207257A (ja) Ｇｍｒ膜の製造方法及び製造装置
US20240191340A1 (en) Bias magnetic field control method, control device, and semiconductor process equipment