WO2010100710A1 - 基板処理装置、磁気デバイスの製造装置及び製造方法 - Google Patents

基板処理装置、磁気デバイスの製造装置及び製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010100710A1
WO2010100710A1 PCT/JP2009/053844 JP2009053844W WO2010100710A1 WO 2010100710 A1 WO2010100710 A1 WO 2010100710A1 JP 2009053844 W JP2009053844 W JP 2009053844W WO 2010100710 A1 WO2010100710 A1 WO 2010100710A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
substrate
magnet
substrate holder
holder
magnetic field
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/053844
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕之 細谷
孝二 恒川
佳紀 永峰
Original Assignee
キヤノンアネルバ株式会社
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 キヤノンアネルバ株式会社 filed Critical キヤノンアネルバ株式会社
Priority to EP09809052.5A priority Critical patent/EP2415898B1/en
Priority to PCT/JP2009/053844 priority patent/WO2010100710A1/ja
Priority to KR1020097015935A priority patent/KR101136871B1/ko
Priority to CN200980000400XA priority patent/CN101903559B/zh
Priority to US12/667,836 priority patent/US8246798B2/en
Priority to JP2009516810A priority patent/JP5149285B2/ja
Publication of WO2010100710A1 publication Critical patent/WO2010100710A1/ja

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C23C14/50—Substrate holders
    • C23C14/505—Substrate holders for rotation of the substrates
    • 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
    • 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
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3163—Fabrication methods or processes specially adapted for a particular head structure, e.g. using base layers for electroplating, using functional layers for masking, using energy or particle beams for shaping the structure or modifying the properties of the basic layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure 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
    • G11B5/3903—Structure 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
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
    • 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
    • H01J37/3402—Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure 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
    • G11B5/3903—Structure 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
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects

Definitions

  • the present invention relates to a sputtering apparatus for forming a multilayer film having a magnetic layer and a nonmagnetic layer in the same reaction vessel, and a manufacturing apparatus and a manufacturing method of a magnetic device using the same.
  • uniaxial magnetic anisotropy is imparted to align the magnetization direction of the magnetic layer.
  • a method for imparting uniaxial magnetic anisotropy to the magnetic layer for example, a permanent magnet is fixed in the vicinity of the substrate, and the magnetic layer is formed by sputtering while applying a magnetic field parallel to the substrate surface and aligned in one direction.
  • a film forming method in a magnetic field is common.
  • a magnet rotation mechanism and a substrate holder rotation mechanism are provided independently, and the substrate direction and the magnetic field direction are rotated within a predetermined angle by the magnetic field direction detection means and the substrate direction detection means.
  • a substrate processing apparatus provided with a mechanism for performing this (see, for example, Patent Document 2).
  • a magnetic field generator for applying an easy axis that applies a magnetic field in a specific direction near the surface of the substrate during film formation and imparts a property of being easily magnetized only in a specific direction.
  • Patent Document 3 has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
  • Patent Document 1 since the permanent magnet is fixed on the substrate holder, the technique of Patent Document 1 has a problem that a magnetic field is applied to the substrate even when a nonmagnetic film that does not require the application of a magnetic field is formed. It was.
  • a rotation mechanism is provided independently for the magnet and the substrate holder, and a magnetic field can be applied to the substrate in any direction, but there is no need to apply a magnetic field. In some cases, the magnetic field could not be turned off.
  • Patent Document 3 since an electromagnet is adopted as a magnet, the magnetic field can be turned off as necessary, but a power supply line and a cooling water line must be introduced, and the apparatus is enlarged. There was a problem that the manufacturing cost increased.
  • the present invention can switch the presence or absence of application of a magnetic field to the substrate according to the material of the film to be formed, and can form both a magnetic layer and a non-magnetic layer in the same chamber. It aims at providing the manufacturing method of.
  • a processing gas is introduced into a chamber that can be evacuated, a voltage is applied to the cathode unit to generate a plasma discharge with the substrate holder, and a target attached to the cathode unit is sputtered to process the substrate.
  • a sputtering apparatus for forming a thin film on a surface, A substrate holder for supporting the substrate; A magnet holder disposed around the substrate holder; A magnet movably mounted on the magnet holder; A support member that projects from the substrate holder so as to face the magnet; A coupling member disposed on the magnet and engaged with the support member; A rotation mechanism for rotating and moving at least one of the substrate holder or the magnet holder; When the positions of the support member and the connection member coincide with each other by the rotational movement of the rotation mechanism, the substrate holder is moved up and down to engage or disengage the support member and the connection member, A connection switching mechanism for switching presence / absence of application of a magnetic field to the substrate; A sputtering apparatus characterized by comprising:
  • connection switching mechanism moves the substrate holder up and down to engage the support member and the connecting member, or Detach and switch presence / absence of application of magnetic field to substrate. Therefore, the presence or absence of application of the magnetic field to the substrate can be switched according to the material of the film to be formed, and both the magnetic layer and the nonmagnetic layer can be formed in the same chamber.
  • the sputtering apparatus of 1st Embodiment it is front sectional drawing which shows the state which has applied and formed the magnetic field to the board
  • the sputtering apparatus of 1st Embodiment it is front sectional drawing which shows the state currently formed into a film, without applying a magnetic field to a board
  • a sputtering apparatus will be described as an example of a substrate processing apparatus, but the present invention is not limited to this.
  • a CVD apparatus a molecular beam epitaxial growth (MBE) apparatus, or an etching apparatus may be used.
  • MBE molecular beam epitaxial growth
  • FIG. 1 is a front sectional view showing the sputtering apparatus of the first embodiment and in a state where a magnet is in a standby position.
  • FIG. 2 is a front cross-sectional view showing a state in which a film is formed by applying a magnetic field to a substrate in the sputtering apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a front cross-sectional view showing a state in which a film is formed on the substrate without applying a magnetic field in the sputtering apparatus of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing a state in which the substrate holder supports the annular magnet.
  • FIG. 5 is a plan view showing a state in which the substrate holder does not support the annular magnet.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a region C in FIG.
  • a magnetron sputtering apparatus 1 As shown in FIG. 1 to FIG. 3, in this embodiment, as an apparatus for forming a thin film on a processing substrate (wafer) W, for example, a magnetron sputtering apparatus 1 is illustrated.
  • the sputtering apparatus 1 of this embodiment includes a chamber 101 that can be evacuated to partition a processing chamber.
  • a plurality of substrate holders 102 as anode electrodes for supporting the substrate W and a plurality of cathode electrodes (hereinafter referred to as “cathode units”) that are arranged obliquely above the substrate W and support the target 107 on the lower surface. 113.
  • An exhaust system 110 is connected to the chamber 101 via a gate valve 109, and an exhaust device such as an exhaust pump (not shown) that depressurizes the processing chamber in the chamber to a predetermined degree of vacuum is connected to the exhaust system 110.
  • an exhaust device such as an exhaust pump (not shown) that depressurizes the processing chamber in the chamber to a predetermined degree of vacuum is connected to the exhaust system 110.
  • a gas introduction system 112 including a flow controller (not shown), a valve 111 and the like is connected to the upper wall of the chamber 101 as means for introducing a processing gas (process gas), and the processing chamber is connected to the gas introduction system 112. The processing gas is introduced at a predetermined flow rate.
  • a plurality of cathode units 113 that support the target 107 facing the processing surface of the substrate W are provided on the upper wall of the chamber 101.
  • Each cathode unit 113 is connected to a power supply 108 to which a high voltage can be applied via a matching circuit or the like, and the target 107a, 107b to be used can be determined by selecting the power supply 108 to be energized.
  • a cathode magnet (not shown) that forms plasma with high density is disposed on the back surface of the target 107 of the cathode unit 113.
  • each target 107 may be provided below the plurality of cathode units 113.
  • Each cathode unit 113 may be provided with the target surface inclined with respect to the substrate surface.
  • the material of the target 107 for example, a single composition such as tantalum (Ta) or copper (Cu), or a composite composition composed of two or more compositions such as FeNiCo can be used.
  • Ta and Cu are non-magnetic materials, while FeNiCo is a magnetic material. Details of the film forming material will be described later.
  • the substrate holder 102 is a mounting table that supports the substrate W. As described above, the substrate holder 102 functions as an anode electrode, is connected to the rotation mechanism 121 and is configured to be rotatable around the rotation shaft 123. Is spinning.
  • An annular magnet 104 for applying a magnetic field to the substrate W is provided around the substrate holder 102.
  • a magnetic pole is set inside the annular magnet 104 so as to apply a magnetic field in one direction.
  • the annular magnet 104 is movably mounted on the magnet holder 106.
  • four coupling members 105 are provided on the inner surface of the annular magnet 104 so as to face the substrate holder 102 (inwardly) and are equally arranged at four locations in the circumferential direction. ing.
  • four support members 103 that face the magnet 104 (outward) and are equally disposed at four locations in the circumferential direction are projected. That is, the support member 103 and the connecting member 105 are provided, for example, at intervals of 90 degrees in the circumferential direction, and the substrate holder 102 is rotated by the rotation mechanism 121 and the rotation shaft 123, so that the circumferential direction
  • the positions (angles) of are consistent with each other.
  • the height position of the support member 103 of the substrate holder 102 is set to be lower than the height position of the connecting member 105 of the magnet 104.
  • the rotating shaft 123 of the substrate holder 102 is provided with a connection switching mechanism 122 such as a cylinder device that can move up and down, and the connection switching mechanism 122 moves the substrate holder 102 and the support member 103 up and down. . Accordingly, when the substrate holder 102 is raised by the connection switching mechanism 122 in a state where the circumferential positions (angles) of the support member 103 and the connection member 105 are matched, the annular magnet 104 is moved to the magnet holder via the connection member 105. It can be lifted from 106. On the other hand, if the connection switching mechanism 122 is lowered, the annular magnet 104 can be placed on the magnet holder 106. That is, the connection switching mechanism 122 can switch whether or not a magnetic field is applied to the substrate W.
  • a connection switching mechanism 122 such as a cylinder device that can move up and down, and the connection switching mechanism 122 moves the substrate holder 102 and the support member 103 up and down. . Accordingly, when the substrate
  • the contact surface of the support member 103 and the connecting member 105 is formed with an uneven countersunk portion 124 as an engaging portion in order to prevent slipping of both.
  • positioning angle of the supporting member 103 and the connection member 105 are not limited, In the case of the cyclic
  • a loading / unloading port 114 that can be opened and closed for loading the substrate W onto the substrate holder 102 by a transfer device such as a robot arm (not shown) is provided.
  • Sputtering in the sputtering apparatus 100 of the present embodiment introduces a processing gas into the processing chamber in the chamber 100, selectively applies power from the power source 108 to the cathode unit 113, and forms a magnetic field in the cathode unit 113 by the cathode magnet. To do.
  • the sputtering apparatus 100 generates plasma discharge in the processing chamber and forms a thin film of the target material on the substrate W, but switches whether to apply a magnetic field to the substrate W according to the material to be formed.
  • the substrate holder 102 is lowered onto the magnet 104 so as to support the annular magnet 104 after the substrate W is carried onto the substrate holder 102. Then, as shown in FIG. 4, for example, the substrate holder 102 is rotated clockwise until the support member 103 of the substrate holder 102 matches the overlapping member 105 of the magnet 104 before the substrate holder 102 is raised. Rotate 45 degrees.
  • the support member 103 of the substrate holder 102 and the counterbore portions 124 of the connecting member 105 of the magnet 104 are engaged with each other, and there is no angular deviation (position deviation). 102 can lift the magnet 104. Therefore, as shown in FIG. 2, the magnetic film can be formed in the magnetic field in a state where the substrate holder 102 and the magnet 104 rotate on the same rotation shaft 123 while applying the magnetic field to the substrate W.
  • the rotation angle of the substrate holder 102 is changed.
  • the substrate holder 102 rotates 125 degrees clockwise to lift the magnet 104.
  • the magnetic field can be applied to the substrate W by changing the angle by 90 degrees compared to when the substrate holder 102 rotates 45 degrees clockwise and the substrate holder 102 supports the magnet 104.
  • the application direction of the magnetic field can be arbitrarily changed according to the number and combination of the supporting members 103 and the connecting members 105 in such a procedure.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the magnetic field application direction during film formation in a magnetic field and the magnetic field application direction during magnetic property measurement.
  • an arrow 125 indicates a magnetic field application direction when a NiFe thin film is formed on the substrate W in a magnetic field, and a magnetic field was applied in parallel with the notch 129 applied to the substrate W.
  • Arrows 126 and 127 are directions in which a magnetic field is applied when measuring magnetic characteristics. 126 and 127 are orthogonal to each other, and for convenience, 126 parallel to the notches 129 and 125 is referred to as Easy axis and 127 is referred to as Hard axis.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing the in-plane film thickness distribution of the NiFe thin film, in which the in-plane film thickness of the 8-inch substrate is indicated by contour lines.
  • 130 is the thickness of the NiFe thin film formed in a magnetic field
  • 131 is the film formed without a magnetic field.
  • the film 131 without magnetic field is concentrically formed by rotating film formation, while the film 130 has a film shape biased in one direction due to the influence of film formation in a magnetic field.
  • a percentage 1 ⁇ of a value obtained by dividing the standard deviation of the film thickness by the average value is used as an index for judging whether the film thickness is uniformly formed on the substrate surface.
  • the magnetic thin film is given uniaxial magnetic anisotropy by crystal magnetic anisotropy.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing magnetic characteristics during film formation in a magnetic field by MOKE measurement.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing magnetic characteristics during film formation without a magnetic field by MOKE measurement.
  • the magnetic properties of the NiFe thin film are measured by MOKE (magneto-optic Kerr effect: Magneto-Optic Kerr Effect).
  • MOKE magneticto-optic Kerr effect: Magneto-Optic Kerr Effect
  • the measurement principle of MOKE is disclosed in, for example, “Experimental Physics Lecture 6, Magnetic Measurement I”, Ichiro Chika Katsura, Hiroshi Yasuoka, Maruzen Tokyo, published on February 15, 2000. 9 and 10, Easy axis is indicated by E and Hard axis is indicated by H.
  • FIG. 9 shows a NiFe thin film 120 formed in a magnetic field using the present invention.
  • An anisotropic magnetic field H K calculated from the graph is 103.5 A / m (1.3 Oe) in Easy axis, and Hard axis. There is a difference with 326.3 A / m (4.1 Oe). Since there is a clear difference from the magnetization curve, uniaxial anisotropy is imparted.
  • FIG. 10 shows the magnetic characteristics of the NiFe thin film 121 formed without a magnetic field using the present invention.
  • H K is approximately the same as about 39.79 A / m (0.5 Oe) in both Easy axis and Hard axis, and since the magnetization curve is similar, no anisotropy is imparted.
  • the substrate holder 102 and the magnet 104 have an independent structure, film formation in a magnetic field and film formation without a magnetic field are performed in the same reaction vessel 101 in accordance with the material of the multilayer film to be formed. Can be used properly.
  • the positions of the support member 103 and the connection member 105 are matched by the rotational movement of the rotation mechanism 121.
  • the connection switching mechanism 122 moves the substrate holder 102 up and down to engage or disengage the support member 103 and the connection member 105, thereby switching whether or not a magnetic field is applied to the substrate W. Therefore, by operating the rotation mechanism 121 and the connection switching mechanism 122, it is possible to switch the presence / absence of application of a magnetic field to the substrate W according to the material of the film to be formed, and in the same chamber 101, the magnetic layer and the nonmagnetic layer can be switched. Both can be formed into a film. That is, it is possible to impart uniaxial magnetic anisotropy by forming a magnetic layer in a magnetic field in one chamber 101, and to form a film having a good film thickness distribution by forming a film without a magnetic field. Can be formed.
  • FIG. 11 is a plan view of a state in which the substrate holder in the sputtering apparatus of the second embodiment is in the standby position.
  • FIG. 12 is a plan view showing a state in which the substrate holder in the sputtering apparatus of the second embodiment is in the coupling position.
  • symbol is attached
  • two bar magnets 204 having different polarities are provided across the substrate holder 102, and the unidirectional direction is directed to the substrate W on the substrate holder 102.
  • a magnetic field can be applied.
  • a connecting member 105 is protruded at each one position in the center.
  • two support members 103 that face the magnet 204 (outward) and are equally disposed at two locations in the circumferential direction are projected. That is, the support member 103 and the connecting member 105 are configured such that the circumferential position (angle) of the substrate holder 102 is connected to the magnet 204 when the substrate holder 102 is rotated by the rotating mechanism 121 and the rotating shaft 123, for example. It corresponds to the position of the member 105.
  • the height position of the support member 103 of the substrate holder 102 is set lower than the height position of the connecting member 105 of the magnet 204.
  • the contact surface of the support member 103 and the connecting member 105 is formed with an uneven countersunk portion as the meshing portion 124 in order to prevent slippage of both (See FIG. 6).
  • connecting member 105 is projected from the magnet 204, when the support member 103 enters under the magnet 204, a meshing portion 124 is formed on the lower surface of the magnet 204 to connect the connecting member 105. You may comprise so that it may not project.
  • the substrate holder 102 is provided with a rotation mechanism 121 and a connection switching mechanism 122 with the same configuration as in the first embodiment. That is, when the positions of the support member 103 and the connection member 105 coincide using the rotation mechanism 121 and the connection switching mechanism 122, the substrate holder 102 is moved up and down to engage the support member 103 and the connection member 105. The presence or absence of a magnetic field on the substrate can be switched by combining or desorbing.
  • the sputtering apparatus 200 according to the second embodiment has basically the same functions and effects as those of the first embodiment.
  • the apparatus configuration is simple, and a magnetic field can be easily applied to the substrate W.
  • the third embodiment exemplifies a case where the sputtering apparatuses 100 and 200 of the first and second embodiments are applied to a magnetic device (tunnel magnetoresistive element) manufacturing apparatus.
  • FIG. 13 is a plan view showing an apparatus configuration example of a magnetic device manufacturing apparatus.
  • an apparatus 300 for manufacturing a magnetic device includes a vacuum transfer chamber 310 in the center, and two vacuum transfer mechanisms 311 including a handling robot or the like are provided in the vacuum transfer chamber 310. Is provided.
  • Four sputtering film forming chambers 320 A, 320 B, 320 C, and 320 D are connected to the vacuum transfer chamber 310 via a gate valve 330.
  • the vacuum transfer chamber 310 includes a substrate pretreatment chamber 340 for physically removing impurities on the processing surface of the substrate W, and an oxidation treatment chamber 350 for oxidizing the metal thin film, respectively. Connected through.
  • two load lock chambers 360 for connecting and removing the substrate W between the vacuum space and the atmosphere are connected to the vacuum transfer chamber 310. All the rooms except for the load lock chamber 350 are vacuum chambers of 2 ⁇ 10 ⁇ 6 Pa or less, and the movement of the substrate W between the vacuum chambers is performed in a vacuum by a vacuum transfer mechanism 311.
  • the sputter deposition chambers 320B and 320D are constituted by the sputtering apparatuses 100 and 200 according to the present invention.
  • Five cathode units 113 are equally divided into five equal parts in the circumferential direction on the upper wall of the sputter deposition chambers 320B and 320D.
  • Two cathodes 113 are arranged on the upper walls of the sputter deposition chambers 320A and 320C.
  • a substrate W for forming a spin-valve type tunnel magnetoresistive thin film is placed in a load lock chamber 360 that is set to atmospheric pressure. After evacuating the load lock chamber 360, a desired vacuum chamber is formed by a vacuum transfer mechanism 311. It is conveyed to.
  • FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a tunnel magnetoresistive element created using the magnetic device manufacturing apparatus of the third embodiment.
  • the film configuration of the tunnel magnetoresistive element is such that the lower electrode layer 2, the antiferromagnetic layer 3, the magnetization fixed layer 4, the tunnel barrier layer 6, the magnetization free layer 7, and the protective layer 8 from the substrate W side. It is made up of.
  • the lower electrode layer 2 has a stacked structure of Ta (5 nm) / CuN (20 nm) / Ta (3 nm) / CuN (20 nm) / Ta (3 nm).
  • the antiferromagnetic layer 3 is a laminated ferrimagnetic fixed layer composed of PtMn (15 nm), and the magnetization fixed layer 4 is made of CoFe (2.5 nm) 4a / Ru (0.85 nm) 5 / CoFeB (3 nm) 4b. It corresponds to the first ferromagnetic layer.
  • the tunnel barrier layer 6 is MgO (1.5 nm).
  • the magnetization free layer 7 is CoFeB (3 nm) and corresponds to the second ferromagnetic layer.
  • a target is disposed in each sputter deposition chamber as follows.
  • Ta (tantalum) and Cu (copper) are disposed in the sputter deposition chamber 320A.
  • Co 70 Fe 30 (cobalt-iron), PtMn (platinum-manganese), Ru (ruthenium), and Co 60 Fe 20 B 20 (cobalt-iron-boron) are disposed in the sputter deposition chamber 320B.
  • Mg is disposed in the sputter deposition chamber 320C.
  • Ta, Co 60 Fe 20 B 20 , Mg, Ru, Cu are arranged in the sputter deposition chamber 320D.
  • the substrate W is transferred to the substrate pretreatment chamber 340, and about 2 nm of the surface layer contaminated in the atmosphere is physically removed by reverse sputter etching. Thereafter, the substrate W is transferred to the sputter deposition chamber 320A, and the lower electrode layer 2 having a laminated structure of Ta / CuN / Ta / CuN / Ta is formed. At this time, CuN is formed by adding a small amount of nitrogen in addition to Ar as a sputtering gas, using a Cu target when forming a CuN film.
  • the antiferromagnetic layer 3 made of PtMn / CoFe / Ru and the magnetization fixed layer 4 (first ferromagnetic layer) made of CoFeB are formed.
  • the magnetic layers of CoFe and CoFeB in the antiferromagnetic layer 3 are formed in a magnetic field by providing the substrate holder 102 with a magnet 104 as shown in FIG. Magnetize in the direction. As described above, by imparting uniaxial anisotropy to the magnetic layer, the force for fixing the magnetization is increased, and the characteristics of the element are stabilized.
  • the nonmagnetic layer of PtMn and Ru in the antiferromagnetic layer 3 can be formed while the magnet 104 is kept on the magnet holder 106 to improve the film thickness distribution. It can.
  • Ru needs to have a thickness at which antiferromagnetic coupling appears between CoFe and CoFeB due to the RKKY interaction, and an accuracy of 0.1 nm is required, so that a uniform film is required on the substrate surface.
  • the PtMn layer as the antiferromagnetic layer 3 is adjusted by annealing so that the antiferromagnetism is expressed and the target composition and the film formation conditions (gas type, gas pressure, input power) are adjusted, and the Pt content is increased.
  • a PtMn layer is formed to be 47 to 51 (atomic%).
  • IrMn iridium-manganese
  • the film configuration of the antiferromagnetic layer 3 is Ru / IrMn.
  • an oxide film is directly deposited as the tunnel barrier layer 6 by RF magnetron sputtering using an oxide target.
  • MgO manganesium oxide
  • Al 2 O 3 aluminum oxide
  • TiO 2 titanium oxide
  • the tunnel barrier layer may be formed by first forming a metal film as a precursor thereof by DC magnetron sputtering and then oxidizing the metal film in the oxidation treatment chamber 26.
  • the upper electrode layer 8 having a laminated structure of Ta and Cu / Ta / Ru of the CoFeB magnetization free layer 6 (second ferromagnetic layer) and the Cap layer 7 is formed.
  • This CoFeB is also formed in a magnetic field in the same manner as the magnetization fixed layer, and imparts uniaxial anisotropy. Since the other Cap layer 7 and the upper electrode layer 8 do not require a magnetic field, film formation without a magnetic field is performed.
  • the magnetization free layer 6 includes a single layer of CoFeB, a two-layer structure of CoFeB and NiFe, and a two-layer structure of CoFe and NiFe. Furthermore, three layers of CoFeB, Ru and CoFeB, three layers of CoFeB, Ru and NiFe, three layers of CoFe, Ru and NiFe, four layers of CoFeB, CoFe, Ru and CoFe, four layers of CoFeB, CoFe, Ru and NiFe Etc.
  • the sputtering apparatus 200 has basically the same functions and effects as those of the first embodiment.
  • a plurality of chambers are connected via the gate valve 330 while maintaining the degree of vacuum, and the substrate W is transferred between the chambers to continuously manufacture magnetic devices. can do.
  • the rotation mechanism 121 is provided only on the substrate holder 102, the present invention is not limited to this.
  • the magnet holder 106 may be provided with a rotation mechanism separately from the rotation mechanism 121. That is, if at least one of the substrate holder 102 or the magnet holder 106 is rotationally moved, the positions of the support member 103 and the connecting member 105 can be matched by the rotational movement.
  • the present invention can be applied to plasma processing apparatuses such as a dry etching apparatus, a plasma asher apparatus, a CVD apparatus, and a liquid crystal display manufacturing apparatus as well as the illustrated magnetron sputtering apparatus.
  • plasma processing apparatuses such as a dry etching apparatus, a plasma asher apparatus, a CVD apparatus, and a liquid crystal display manufacturing apparatus as well as the illustrated magnetron sputtering apparatus.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

　成膜する膜の材質に応じて基板への磁場の印加の有無を切換可能であり、同一チャンバ内で磁性層と非磁性層との双方を成膜する。　スパッタリング装置１００は、基板Ｗを支持する基板ホルダ１０２と、基板ホルダの周囲に配された磁石ホルダ１０６と、磁石ホルダの上に移動可能に載置される磁石１０４と、基板ホルダに、磁石に臨ませて突設された支持部材１０３と、磁石に、基板ホルダに臨ませて突設された連結部材１０５と、基板ホルダもしくは磁石ホルダの少なくとも一方を回転移動させる回転機構１２１と、回転機構の回転移動により支持部材と連結部材との位置が一致しているときに、基板ホルダを上下動させて支持部材と連結部材とを係合、もしくは脱離し、基板Ｗへの磁場の印加の有無を切り替える連結切替え機構１２２と、を備えている。

Description

基板処理装置、磁気デバイスの製造装置及び製造方法
　本発明は、同一の反応容器内で磁性層及び非磁性層を有する多層膜を形成するスパッタリング装置、並びにこれを用いた磁気デバイスの製造装置及び製造方法に関する。
　磁性層をスパッタリング法で形成する場合、磁性層の磁化方向を揃えるために一軸磁気異方性を付与する。磁性層に一軸磁気異方性を付与する方法としては、例えば、基板近傍に永久磁石を固定し、基板面に平行かつ一方向に向きが揃った磁場を印加しながら磁性層をスパッタ成膜する磁場中成膜法が一般的である。
　しかし、多層膜に含まれる非磁性層を成膜する場合には、磁場印加の必要がない。スパッタ成膜では外部磁場の影響によりプラズマ形状が変化するため、磁場印加の必要がないときにまで磁石よって基板に磁場が印加されると、膜厚分布が悪くなる。
　このような磁場中成膜法に関連する技術として、基板の廻りにこれを中心として２つの永久磁石を固定すると共に、永久磁石の両端に補助磁石を固定し、基板に対して常に一定の方向の磁場を印加する磁性膜形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　また、磁石の回転機構と基板ホルダの回転機構とを独立して設け、磁界方向の検出手段と基板方向の検出手段とによって基板の方向と磁界の方向とを所定の角度以内に一致させて回転する機構を設けた基板処理装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
　さらに、成膜の際に基板の表面付近に特定の向きの磁界を印加し、特定向きにのみ磁化され易い性質を付与する容易軸付与用磁界発生装置を備え、回転機構が上記発生装置を基板と一体に回転させる磁性膜作成装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
特開平０６－２０７２７０号公報 特開２００２－５３９５６号公報 特開２００２－４３１５９号公報
　ところで、特許文献１の技術では、基板ホルダ上に永久磁石が固定されているため、磁場の印加が必要ない非磁性膜を成膜する場合でも、基板に磁場が印加されてしまうという問題があった。
　また、特許文献２の技術では、磁石と基板ホルダとに独立して回転機構を設けており、基板に対して任意の方向に磁場を印加することができるが、磁場を印加する必要性のない場合に磁場を切ることはできないという問題があった。
　さらに、特許文献３の技術では、磁石として電磁石を採用しているので、必要に応じて磁場を切ることができるが、電源ラインと冷却水ラインを導入しなければならず、装置が大型化し、製造コストが増大するという問題があった。
　そこで本発明は、成膜する膜の材質に応じて基板への磁場の印加の有無を切換可能であり、同一チャンバ内で磁性層と非磁性層との双方を成膜できるスパッタリング装置及び磁気デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成すべく成された本発明の構成は以下の通りである。
　即ち、真空排気可能なチャンバ内に処理ガスを導入し、カソードユニットに電圧を印加して基板ホルダとの間でプラズマ放電を発生させ、上記カソードユニットに取り付けられたターゲットをスパッタして基板の処理面に薄膜を成膜するスパッタリング装置であって、
　上記基板を支持する基板ホルダと、
　上記基板ホルダの周囲に配された磁石ホルダと、
　上記磁石ホルダの上に移動可能に載置される磁石と、
　上記基板ホルダに、上記磁石に臨ませて突設された支持部材と、
　上記磁石に配され、上記支持部材に係合される連結部材と、
　上記基板ホルダもしくは上記磁石ホルダの少なくとも一方を回転移動させる回転機構と、
　上記回転機構の回転移動により上記支持部材と上記連結部材との位置が一致しているときに、上記基板ホルダを上下動させて上記支持部材と上記連結部材とを係合、もしくは脱離し、上記基板への磁場の印加の有無を切り替える連結切替え機構と、
を備えていることを特徴とするスパッタリング装置である。
　本発明によれば、回転機構の回転移動により支持部材と連結部材との位置が一致しているときに、連結切替え機構が基板ホルダを上下動させて支持部材と連結部材とを係合、もしくは脱離し、基板への磁場の印加の有無を切り替える。したがって、成膜する膜の材質に応じて基板への磁場の印可の有無を切換可能であり、同一チャンバ内で磁性層と非磁性層との双方を成膜できる。
第１の実施形態のスパッタリング装置を示し、磁石が待機位置にある場合の正面断面図である。 第１の実施形態のスパッタリング装置において、基板に磁場を印加して成膜している状態を示す正面断面図である。 第１の実施形態のスパッタリング装置において、基板に磁場を印加せずに成膜している状態を示す正面断面図である。 基板ホルダが環状の磁石を支持している状態を示す平面図である。 基板ホルダが環状の磁石を支持していない状態を示す平面図である。 図２の領域Ｃの拡大断面図である。 磁場中成膜時の磁場印加方向と磁気特性測定時の磁場印加方向との関係を示す説明図である。 ＮｉＦｅ薄膜の面内膜厚分布を示す説明図である。 ＭＯＫＥ測定による磁場中成膜時の磁気特性を示す説明図である。 ＭＯＫＥ測定による磁場なし成膜時の磁気特性を示す説明図である。 第２の実施形態のスパッタリング装置における基板ホルダが待機位置にある状態の平面図である。 第２の実施形態のスパッタリング装置における基板ホルダが連結位置にある状態の平面図である。 磁性デバイスの製造装置の装置構成例を示す平面図である。 第３の実施形態の磁性デバイスの製造装置を用いて作成するトンネル磁気抵抗素子の断面模式図である。
符号の説明
　１００、２００　スパッタリング装置
　１０１　チャンバ
　１０２　基板ホルダ
　１０３　支持部材
　１０４、２０４　磁石
　１０５　連結部材
　１０６　磁石ホルダ
　１０７　ターゲット
　１０８　電源
　１０９　ゲートバルブ
　１１０　排気系
　１１１　バルブ
　１１２　ガス導入系
　１１３　カソードユニット
　１１４　搬入口
　１２１　回転機構
　１２２　上下駆動機構
　１２３　回転軸
　１２５　磁場中成膜時の磁場印加方向
　１２６　磁気特性測定時の磁場印加方向（Ｅａｓｙ　ａｘｉｓ）
　１２７　磁気特性測定時の磁場印加方向（Ｈａｒｄ　ａｘｉｓ）
　１２９　ノッチ
　１３０　磁場中成膜したＮｉＦｅ薄膜の膜厚分布
　１３１　磁場なし成膜したＮｉＦｅ薄膜の膜厚分布
　Ｗ　基板
　３００　磁性デバイス（トンネル磁気抵抗素子）の製造装置
　３１０　真空搬送チャンバ
　３１１　真空搬送機構
　３２０Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ　スパッタ成膜チャンバ
　３３０　ゲートバルブ
　３４０　基板前処理チャンバ
　３５０　酸化処理チャンバ
　３６０　ロードロックチャンバ
　以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
　〔第１の実施形態〕
　図１及び図２を参照して、本発明に係る基板処理装置の第１の実施形態の全体構成について説明する。本例においては、基板処理装置の一例としてスパッタリング装置について説明するが、これに限定されるものではなく、例えばＣＶＤ装置や分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ）装置、エッチング装置であってもよい。
　図１は、第１の実施形態のスパッタリング装置を示し、磁石が待機位置にある状態の正面断面図である。図２は、第１の実施形態のスパッタリング装置において、基板に磁場を印加して成膜している状態を示す正面断面図である。図３は、第１の実施形態のスパッタリング装置において、基板に磁場を印加せずに成膜している状態を示す正面断面図である。図４は、基板ホルダが環状の磁石を支持している状態を示す平面図である。図５は、基板ホルダが環状の磁石を支持していない状態を示す平面図である。図６は、図２の領域Ｃの拡大断面図である。
　図１から図３に示すように、本実施形態では、処理基板（ウェハ）Ｗ上に薄膜を成膜する装置として、例えば、マグネトロンスパッタリング装置１を例示している。本実施形態のスパッタリング装置１は、処理室を区画する真空排気可能なチャンバ１０１を備えている。チャンバ１０１内には、基板Ｗを支持するアノード電極としての基板ホルダ１０２と、基板Ｗの斜め上方に複数配され、下面にターゲット１０７を支持する複数のカソード電極（以下、「カソードユニット」という）１１３と、を備えている。
　チャンバ１０１には、ゲートバルブ１０９を介して排気系１１０が接続され、この排気系１１０には、チャンバ内の処理室を所定の真空度まで減圧する不図示の排気ポンプ等の排気装置が接続されている。また、チャンバ１０１の上壁には、処理ガス（プロセスガス）の導入手段として、不図示の流量制御器やバルブ１１１などを備えたガス導入系１１２が接続され、このガス導入系１１２から処理室に処理ガスが所定の流量で導入される。
　さらに、チャンバ１０１の上壁には、上述したように、基板Ｗの処理面にターゲット１０７を臨ませて支持する複数のカソードユニット１１３が設けられている。各カソードユニット１１３には、整合回路等を介して高電圧を印加可能な電源１０８がそれぞれ接続され、通電する電源１０８を選択することで、使用するターゲット１０７ａ、１０７ｂを定めることができる。カソードユニット１１３のターゲット１０７の背面には、プラズマを高密度で形成する不図示のカソードマグネットが配置されている。
　なお、複数のカソードユニット１１３の下方には、各ターゲット１０７の前方を選択的に開閉するシャッタを設けてもよい。また、各カソードユニット１１３は、基板面に対してターゲット面を傾斜させて設けてもよい。
　ターゲット１０７の材料としては、例えば、タンタル（Ｔａ）や銅（Ｃｕ）などの単一組成のものや、またＦｅＮｉＣｏのような２以上の組成からなる複合組成のものも用いることができる。ターゲット材料のうち、ＴａやＣｕは非磁性材料であり、一方、ＦｅＮｉＣｏは磁性材料である。成膜材料の詳細については、後述する。
　基板ホルダ１０２は、基板Ｗを支持する載置台であって、上述したようにアノード電極として機能し、回転機構１２１に接続されて回転軸１２３を中心に回転可能に構成されており、成膜中は回転している。
　基板ホルダ１０２の周囲には、基板Ｗに磁場を印加するための環状の磁石１０４が設けられている。環状磁石１０４の内側には、一方向の磁場が付与されるように磁極が設定されている。この環状磁石１０４は、磁石ホルダ１０６の上に移動可能に載置されている。
　図４及び図５に示すように、環状磁石１０４の内面には、基板ホルダ１０２に（内方に）臨んで円周方向の４箇所に均等に配置された４つの連結部材１０５が突設されている。一方、基板ホルダ１０２の側面には、同様に、磁石１０４に（外方に）臨んで円周方向の４箇所に均等に配置された４つの支持部材１０３が突設されている。即ち、これら支持部材１０３及び連結部材１０５は、例えば、それぞれ円周方向に９０度間隔を隔てて設けられ、上記回転機構１２１及び回転軸１２３によって基板ホルダ１０２が回転移動することにより、円周方向の位置（角度）が一致するようになっている。基板ホルダ１０２の支持部材１０３の高さ位置は、磁石１０４の連結部材１０５の高さ位置よりも、低く設定されている。
　さらに、基板ホルダ１０２の回転軸１２３には、シリンダ装置等の上下動可能な連結切替え機構１２２を備え、この連結切替え機構１２２により基板ホルダ１０２及び支持部材１０３が上下動するように構成されている。したがって、支持部材１０３と連結部材１０５の円周方向の位置（角度）を一致させた状態で、連結切替え機構１２２により基板ホルダ１０２を上昇させると、連結部材１０５を介して環状磁石１０４が磁石ホルダ１０６から持ち上げられるようになっている。一方、連結切替え機構１２２を下降させれば、磁石ホルダ１０６上に環状磁石１０４を載置することができる。即ち、この連結切替え機構１２２によって、基板Ｗへの磁場の印加の有無を切替えることができる。
　図６に示すように、支持部材１０３及び連結部材１０５の当接面には、両者の滑りを防止するため、噛み合い部として、凹凸形状の座ぐり部１２４が形成されている。
　なお、支持部材１０３及び連結部材１０５の数や配置角度は限定されないが、環状磁石１０４の場合は３箇所以上の複数であることが好ましい。
　そして、チャンバ１０１の側壁には、不図示のロボット・アーム等の搬送装置により基板ホルダ１０２上に基板Ｗを搬入するための開閉可能な搬入口１１４が設けられている。
　次に、図１から図１０を参照して、第１の実施形態のスパッタリング装置１００の作用を説明すると共に、本発明に係る磁気デバイスの製造方法について説明する。
　本実施形態のスパッタリング装置１００におけるスパッタリングは、チャンバ１００内の処理室に処理ガスを導入し、カソードユニット１１３に電源１０８から選択的に電力を印加すると共に、カソードマグネットによりカソードユニット１１３に磁場を形成する。これにより、スパッタリング装置１００は、処理室にプラズマ放電を発生させ、基板Ｗ上にターゲット物質の薄膜を成膜するが、成膜する物質に応じて基板Ｗへの磁場の印加の有無を切替える。
　まず、基板Ｗに磁場を印加しないで成膜する方法を説明する。図５に示す初期状態では、基板ホルダ１０２の支持部材１０３と環状磁石１０４の連結部材１０５との位置がずれている。基板ホルダ１０２は磁石１０４と接触しないで、上下動可能である。この状態では、環状磁石１０４は磁石ホルダ１０６上に待機しているため、図３に示すように、基板ホルダ１０２が成膜位置まで上昇して、基板ホルダ１０２を回転させながら基板上に成膜すると、基板Ｗに磁場を印加しないで非磁性膜のスパッタ成膜が可能である。
　次に、基板Ｗに磁場を印加しながら成膜する方法を説明する。磁場中成膜をする場合は、基板Ｗが基板ホルダ１０２上に搬入された後、基板ホルダ１０２が環状磁石１０４を支持すべく、上記磁石１０４の下方まで下降する。そして、図４に示すように、基板ホルダ１０２が上昇する前に、基板ホルダ１０２の支持部材１０３が磁石１０４の連結部材１０５と一致する位置（重なる位置）まで、例えば、基板ホルダ１０２が時計回りに４５度回転する。
　その後、基板ホルダ１０２が上昇すると、図６に示すように、基板ホルダ１０２の支持部材１０３と磁石１０４の連結部材１０５の座ぐり部１２４同士が互いに噛み合い、角度ずれ（位置ずれ）なく、基板ホルダ１０２が磁石１０４を持ち上げることができる。よって、図２に示すように、基板Ｗへ磁場を印加しながら基板ホルダ１０２と磁石１０４とが同一の回転軸１２３上で回転する状態で、磁性膜の磁場中成膜を行うことができる。
　図５において、基板ホルダ１０２の回転角度を変え、例えば、基板ホルダ１０２が時計回りに１２５度回転して磁石１０４を持ち上げる。すると、基板ホルダ１０２を時計回りに４５度回転して基板ホルダ１０２が磁石１０４を支持するときと比較して、９０度角度を変えて基板Ｗに磁場を印加することができる。このような手順で支持部材１０３と連結部材１０５の数や組み合わせによって任意に磁場の印加方向を変えることが可能である。
　次に、本実施形態のスパッタリング装置１００及び磁性膜デバイスの製造方法を用いて作成したＮｉＦｅ薄膜の磁気特性と膜厚分布について説明する。図７は、磁場中成膜時の磁場印加方向と磁気特性測定時の磁場印加方向との関係を示す説明図である。
　図７において、矢印１２５は、基板ＷにＮｉＦｅ薄膜を磁場中で成膜した際の磁場印加方向を示しており、基板Ｗに付与したノッチ１２９と平行に磁場を印加した。矢印１２６と１２７は磁気特性を測定する際に磁場を印加した方向である。１２６と１２７は直交しており、便宜上ノッチ１２９、１２５と平行の１２６をＥａｓｙ　ａｘｉｓ、１２７をＨａｒｄ　ａｘｉｓと呼ぶ。
　図８は、ＮｉＦｅ薄膜の面内膜厚分布を示す説明図であり、８インチ基板の面内膜厚を等高線表示している。図８において、１３０が磁場中成膜したＮｉＦｅ薄膜の膜厚であり、１３１が磁場なし成膜をしたものである。磁場なし成膜をした１３１は、回転成膜により膜厚が同心円形状をしているが、１３０は磁場中成膜の影響で膜厚が一方向に偏った形状をしている。膜厚が基板面内に均一に成膜されているか判断する指標として、膜厚の標準偏差を平均値で割った値の百分率１σを使用する。磁場中成膜が１σ＝０．８％に対して磁場なし成膜が１σ＝０．１％となり、膜厚分布がよいことが判る。磁場中成膜をすると、磁性薄膜が結晶磁気異方性による一軸磁気異方性が付与される。
　図９は、ＭＯＫＥ測定による磁場中成膜時の磁気特性を示す説明図である。また図１０は、ＭＯＫＥ測定による磁場なし成膜時の磁気特性を示す説明図である。
　図９及び図１０では、ＮｉＦｅ薄膜をＭＯＫＥ（磁気光学カー効果：Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃ　Ｋｅｒｒ　Ｅｆｆｅｃｔ）により磁気特性を測定している。ＭＯＫＥの測定原理は、例えば、「実験物理講座６　磁気測定Ｉ」、近桂一郎、安岡弘志編、丸善東京、２０００年２月１５日発行に開示されている。なお、図９及び図１０において、Ｅａｓｙ　ａｘｉｓを符号Ｅで、Ｈａｒｄ　ａｘｉｓを符号Ｈで示している。
　図９は、本発明を使用して磁場中成膜したＮｉＦｅ薄膜１２０であり、グラフから算出された異方性磁界ＨKはＥａｓｙ　ａｘｉｓで１０３．５Ａ／ｍ（１．３Ｏｅ）、Ｈａｒｄ　ａｘｉｓで３２６．３Ａ／ｍ（４．１Ｏｅ）と差がある。磁化曲線からも明確な差があるため、一軸異方性が付与されている。
　一方、図１０は、本発明を使用して磁場なし成膜したＮｉＦｅ薄膜１２１の磁気特性である。ＨKはＥａｓｙ　ａｘｉｓとＨａｒｄ　ａｘｉｓで共に約３９．７９Ａ／ｍ（０．５Ｏｅ）とほぼ同じであり、磁化曲線も似た曲線をしていることから異方性が付与されていない。
　前述したように、基板ホルダ１０２と磁石１０４が独立した構造をもつことで、成膜しようとする多層膜の材質にあわせて、同一の反応容器１０１内で磁場中成膜と磁場なし成膜を使い分けることができる。
　以上説明したように、本実施形態によれば、回転機構１２１の回転移動により支持部材１０３と連結部材１０５との位置が一致させる。この状態で、連結切替え機構１２２が基板ホルダ１０２を上下動させて支持部材１０３と連結部材１０５とを係合、もしくは脱離し、基板Ｗへの磁場の印加の有無を切り替える。したがって、回転機構１２１及び連結切替え機構１２２の操作によって、成膜する膜の材質に応じて基板Ｗへの磁場の印加の有無を切換可能であり、同一チャンバ１０１内で磁性層と非磁性層との双方を成膜できる。即ち、一つのチャンバ１０１内で磁性層の磁場中成膜による一軸磁気異方性の付与や、磁場なし成膜による膜厚分布のよい膜の形成が可能であり、用途に合わせて良好な薄膜を形成することができる。
　〔第２の実施形態〕
　図１１及び図１２を参照して、本発明に係るスパッタリング装置の第２の実施形態について説明する。図１１は、第２の実施形態のスパッタリング装置における基板ホルダが待機位置にある状態の平面図である。図１２は、第２の実施形態のスパッタリング装置における基板ホルダが連結位置にある状態の平面図である。なお、第１の実施形態と同一の構成の部材については、同一の符号を付して説明する。
　図１１及び図１２に示すように、第２の実施形態のスパッタリング装置２００では、基板ホルダ１０２を挟んで互いに極性の異なる２つの棒磁石２０４が設けられ、基板ホルダ１０２上の基板Ｗに一方向磁場を印加できるようになっている。
　棒磁石２０４の内面には、基板ホルダ１０２に（内方に）臨んで、それぞれの中央の各１箇所に連結部材１０５が突設されている。一方、基板ホルダ１０２の側面には、同様に、磁石２０４に（外方に）臨んで円周方向の２箇所に均等に配置された２つの支持部材１０３が突設されている。即ち、これら支持部材１０３及び連結部材１０５は、例えば、上記回転機構１２１及び回転軸１２３によって基板ホルダ１０２が回転移動することにより、基板ホルダ１０２の円周方向の位置（角度）が磁石２０４の連結部材１０５の位置に一致するようになっている。基板ホルダ１０２の支持部材１０３の高さ位置は、磁石２０４の連結部材１０５の高さ位置よりも、低く設定されている。
　また、第１の実施形態と同様に、支持部材１０３及び連結部材１０５の当接面には、両者の滑りを防止するため、噛み合い部１２４として、凹凸形状の座ぐり部が形成されている（図６参照）。
　なお、上記磁石２０４には連結部材１０５を突設させているが、上記支持部材１０３が磁石２０４の下に入り込む場合には、上記磁石２０４の下面に噛み合い部１２４を形成して、連結部材１０５を突設させないように構成してもよい。
　さらに、基板ホルダ１０２には、第１の実施形態と同様の構成で、回転機構１２１及び連結切替え機構１２２が備えられている。即ち、回転機構１２１及び連結切替え機構１２２を用いて、支持部材１０３と連結部材１０５との位置が一致しているときに、基板ホルダ１０２を上下動させて支持部材１０３と連結部材１０５とを係合、もしくは脱離させて、基板への磁場の有無を切り替えできる。
　第２の実施形態のスパッタリング装置２００は、基本的に第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、第２の実施形態によれば、装置構成が簡単で、基板Ｗに簡易に磁場を印加することができる。
　〔第３の実施形態〕
　第３の実施形態は、第１及び第２の実施形態のスパッタリング装置１００、２００を磁性デバイス（トンネル磁気抵抗素子）の製造装置に適用する場合を例示する。図１３は、磁性デバイスの製造装置の装置構成例を示す平面図である。
　図１３に示すように、磁性デバイス（トンネル磁気抵抗素子）の製造装置３００は中央に真空搬送チャンバ３１０を備え、この真空搬送チャンバ３１０内には、ハンドリングロボット等からなる真空搬送機構３１１が２台備えられている。この真空搬送チャンバ３１０には、４基のスパッタ成膜チャンバ３２０Ａ、３２０Ｂ、３２０Ｃ及び３２０Ｄがゲートバルブ３３０を介して接続されている。また、真空搬送チャンバ３１０には、基板Ｗの処理面の不純物を物理的に除去するための基板前処理チャンバ３４０と、金属薄膜を酸化処理するための酸化処理チャンバ３５０とが、それぞれゲートバルブ３３０を介して接続されている。さらに、真空搬送チャンバ３１０には、真空空間と大気の間で基板Ｗを出し入れするための２基のロードロックチャンバ３６０が接続されている。ロードロック室チャンバ３５０を除く全ての部屋は２×１０-6Ｐａ以下の真空室であり、各真空室間の基板Ｗの移動は真空搬送機構３１１によって真空中で行われる。
　上記スパッタ成膜チャンバ３２０Ｂ及び３２０Ｄが本発明に係るスパッタリング装置１００、２００によって構成されている。スパッタ成膜チャンバ３２０Ｂ及び３２０Ｄの上壁には、５基のカソードユニット１１３が周方向に均等に５等分配置されている。また、スパッタ成膜チャンバ３２０Ａ及び３２０Ｃの上壁には、２基のカソード１１３が配置されている。
　次に、第３の実施形態の磁性デバイスの製造方法について説明する。
　まず、スピンバルブ型トンネル磁気抵抗薄膜を形成するための基板Ｗは、大気圧にされたロードロックチャンバ３６０に配置され、ロードロックチャンバ３６０を真空排気した後、真空搬送機構３１１によって所望の真空室に搬送される。
　一例として、後述する磁化固定層として積層フェリ固定層を有するボトム型のスピンバルブ型トンネル磁気抵抗薄膜を製造する場合について説明する。
　図１４は、第３の実施形態の磁性デバイスの製造装置を用いて作成するトンネル磁気抵抗素子の断面模式図である。図１４に示すように、トンネル磁気抵抗素子の膜構成は、基板Ｗ側から、下部電極層２、反強磁性層３、磁化固定層４、トンネルバリア層６、磁化自由層７及び保護層８からなっている。下部電極層２は、Ｔａ（５ｎｍ）／ＣｕＮ（２０ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）／ＣｕＮ（２０ｎｍ）／Ｔａ（３ｎｍ）の積層構造を有する。反強磁性層３はＰｔＭｎ（１５ｎｍ）、磁化固定層４はＣｏＦｅ（２．５ｎｍ）４ａ／Ｒｕ（０．８５ｎｍ）５／ＣｏＦｅＢ（３ｎｍ）４ｂからなる積層フェリ固定層であり、４ｂのＣｏＦｅＢが第１強磁性層に相当する。トンネルバリア層６はＭｇＯ（１．５ｎｍ）である。磁化自由層７はＣｏＦｅＢ（３ｎｍ）で、第２強磁性層に相当する。保護層８としては、Ｔａ（８ｎｍ）／Ｃｕ（３０ｎｍ）／Ｔａ（５ｎｍ）／Ｒｕ（７ｎｍ）の積層構造を使用する。尚、（　）内は膜厚を示す。
　上記のような膜構成を効率的に成膜するために、各スパッタ成膜チャンバに、次のようにターゲットを配置する。スパッタ成膜チャンバ３２０Ａには、Ｔａ（タンタル）及びＣｕ（銅）を配置する。スパッタ成膜チャンバ３２０Ｂには、Ｃｏ70Ｆｅ30（コバルト－鉄）、ＰｔＭｎ（プラチナ－マンガン）、Ｒｕ（ルテニウム）、及びＣｏ60Ｆｅ20Ｂ20（コバルト－鉄－ボロン）を配置する。スパッタ成膜チャンバ３２０Ｃには、Ｍｇを配置する。スパッタ成膜チャンバ３２０Ｄには、Ｔａ、Ｃｏ60Ｆｅ20Ｂ20、Ｍｇ、Ｒｕ、Ｃｕを配置する。
　最も複雑な膜構成である積層フェリ構造を持ったスピンバルブ型トンネル磁気抵抗薄膜の成膜手順について説明する。まず、基板Ｗを基板前処理チャンバ３４０に搬送し、逆スパッタエッチングにより、大気中で汚染された表面層の約２ｎｍを物理的に除去する。その後、基板Ｗをスパッタ成膜チャンバ３２０Ａに搬送して、Ｔａ／ＣｕＮ／Ｔａ／ＣｕＮ／Ｔａの積層構造からなる下部電極層２を成膜する。このとき、ＣｕＮの成膜時にはＣｕターゲットを用い、スパッタリングガスとしてＡｒの他に微量の窒素を添加することによってＣｕＮを形成している。
　スパッタ成膜チャンバ３２０Ｂでは、ＰｔＭｎ／ＣｏＦｅ／Ｒｕからなる反強磁性層３及びＣｏＦｅＢからなる磁化固定層４（第１強磁性層）を成膜する。ここで、本発明を実施し、反強磁性層３中のＣｏＦｅ及びＣｏＦｅＢの磁性層は、図２に示すように、基板ホルダ１０２に磁石１０４をもたせることで磁場中成膜を行い、同一の方向に磁化させる。このように、磁性層に一軸異方性を付与することによって磁化を固定する力が強くなり、素子の特性が安定する。
　一方、反強磁性層３中のＰｔＭｎとＲｕの非磁性層は、図３に示すように、磁石１０４を磁石ホルダ１０６に待機させたまま成膜することで、膜厚分布を改善することができる。特に、ＲｕはＲＫＫＹ相互作用によってＣｏＦｅとＣｏＦｅＢの間に反強磁性結合が現れる膜厚にする必要があり、０．１ｎｍの精度が必要となるため基板面内で均一な膜が必要である。
　さらに反強磁性層３としてＰｔＭｎ層は、アニールによって規則化し反強磁性が発現するように、ターゲットの組成と成膜条件（ガス種、ガス圧、投入電力）を調整して、Ｐｔ含有量が４７～５１（ａｔｏｍｉｃ％）となるようにＰｔＭｎ層を形成する。ＰｔＭｎの代わりにＩｒＭｎ（イリジウム－マンガン）を用いてもよく、その場合はＩｒＭｎ層の下地層９としてＲｕ層を用いるのが好ましい。その場合、反強磁性層３の膜構成は、Ｒｕ／ＩｒＭｎとなる。
　次に、スパッタ成膜チャンバ３２０Ｃにおいて、トンネルバリア層６として、酸化物ターゲットを使用したＲＦマグネトロンスパッタリングによって直接的に酸化物膜を成膜する。酸化物ターゲットには、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）、ＴｉＯ2（酸化チタニウム）等が用いられ、ＭｇＯについては（１００）結晶面が膜面に平行に配向した単結晶または、その様な結晶成分を含む多結晶構造である事が好ましい。また前記トンネルバリア層は初めにその前駆体となる金属膜をＤＣマグネトロンスパッタリングによって成膜した後、酸化処理室２６内にて上記金属膜を酸化させることによって形成してもよい。
　スパッタ成膜チャンバ３２０Ｄでは、ＣｏＦｅＢの磁化自由層６（第２強磁性層）及びＣａｐ層７のＴａ及び、Ｃｕ／Ｔａ／Ｒｕの積層構造からなる上部電極層８を成膜する。このＣｏＦｅＢも前記磁化固定層と同様に磁場中成膜を行い、一軸異方性を付与する。他のＣａｐ層７及び上部電極層８は磁場を必要としないため、磁場なし成膜を行う。
　磁化自由層６としては、ＣｏＦｅＢの単層やＣｏＦｅＢとＮｉＦｅの２層構造、ＣｏＦｅとＮｉＦｅの２層構造がある。さらに、ＣｏＦｅＢとＲｕとＣｏＦｅＢの３層、ＣｏＦｅＢとＲｕとＮｉＦｅの３層、ＣｏＦｅとＲｕとＮｉＦｅの３層、ＣｏＦｅＢとＣｏＦｅとＲｕとＣｏＦｅの４層、ＣｏＦｅＢとＣｏＦｅとＲｕとＮｉＦｅの４層等がある。
　第２の実施形態のスパッタリング装置２００は、基本的に第１の実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、第３の実施形態によれば、複数のチャンバをゲートバルブ３３０を介して真空度を保持した状態で接続しており、各チャンバ間に基板Ｗを搬送して連続的に磁性デバイスを製造することができる。
　以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。
　例えば、基板ホルダ１０２にのみ回転機構１２１を装備したが、これに限定されず、上記基板ホルダ１０２に回転機構１２１とは別個に、磁石ホルダ１０６に回転機構を備えてもよい。即ち、基板ホルダ１０２もしくは磁石ホルダ１０６の少なくとも一方を回転移動させれば、その回転移動により支持部材１０３と連結部材１０５との位置を一致させることができる。
産業上の利用分野
　本発明は、例示したマグネトロンスパッタリング装置のみならず、ドライエッチング装置、プラズマアッシャ装置、ＣＶＤ装置および液晶ディスプレイ製造装置等のプラズマ処理装置に応用して適用可能である。

Claims (5)

  1. 　基板を支持する基板ホルダと、
    　前記基板ホルダの周囲に配された磁石ホルダと、
    　前記磁石ホルダの上に移動可能に載置される磁石と、
    　前記基板ホルダに、前記磁石に臨ませて突設された支持部材と、
    　前記磁石に配され、前記支持部材に係合される連結部材と、
    　前記基板ホルダもしくは前記磁石ホルダの少なくとも一方を回転移動させる回転機構と、
    　前記回転機構の回転移動により前記支持部材と前記連結部材との位置が一致しているときに、前記基板ホルダを上下動させて前記支持部材と前記連結部材とを係合、もしくは脱離し、前記基板への磁場の印加の有無を切り替える連結切替え機構と、
    を備えていることを特徴とする基板処理装置。
  2. 　前記支持部材と前記連結部材との当接面には、凹凸形状の噛み合い部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
  3. 　前記磁石が環状磁石または棒磁石であることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
  4. 　請求項１に記載の基板処理装置は、カソードユニットを備えたスパッタリング装置であって、さらに、
    前記スパッタリング装置は、
    　基板の処理面の不純物を除去する基板前処理チャンバと、
    　前記基板の金属薄膜を酸化処理する酸化処理チャンバと、
    　真空空間と大気の間で前記基板を出し入れするロードロックチャンバと、
    真空搬送機構を備えた真空搬送チャンバを介して接続されていることを特徴とする磁気デバイスの製造装置。
  5. 　真空排気可能なチャンバ内に処理ガスを導入し、基板の周囲にその処理面に磁場を形成する磁石を配し、カソードユニットに電圧を印加して基板ホルダとの間でプラズマ放電を発生させ、前記カソードユニットに取り付けられたターゲットをスパッタして基板の処理面に磁性層を含む薄膜を成膜する磁性デバイスの製造方法であって、
    　前記基板ホルダの上に前記基板を搬入する工程と、
    　前記基板ホルダに前記磁石を係合する工程と、
    　前記基板ホルダと前記磁石とを共に回転させることにより、前記基板ホルダの上の基板に一方向磁場を印加して磁性膜を形成する工程と、
    　前記基板ホルダと前記磁石を脱離する工程と、
    　前記磁石を待機させたまま、前記基板ホルダのみを回転させることにより、前記基板ホルダの上の基板に非磁性膜を形成する工程と、
    を有することを特徴とする磁気デバイスの製造方法。
PCT/JP2009/053844 2009-03-02 2009-03-02 基板処理装置、磁気デバイスの製造装置及び製造方法 WO2010100710A1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09809052.5A EP2415898B1 (en) 2009-03-02 2009-03-02 Substrate processing device, manufacturing device of magnetic device
PCT/JP2009/053844 WO2010100710A1 (ja) 2009-03-02 2009-03-02 基板処理装置、磁気デバイスの製造装置及び製造方法
KR1020097015935A KR101136871B1 (ko) 2009-03-02 2009-03-02 기판 처리 장치, 자기 디바이스의 제조 장치 및 제조 방법
CN200980000400XA CN101903559B (zh) 2009-03-02 2009-03-02 基板处理装置及磁性设备的制造装置
US12/667,836 US8246798B2 (en) 2009-03-02 2009-03-02 Substrate processing apparatus and apparatus and method of manufacturing magnetic device
JP2009516810A JP5149285B2 (ja) 2009-03-02 2009-03-02 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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/053844 WO2010100710A1 (ja) 2009-03-02 2009-03-02 基板処理装置、磁気デバイスの製造装置及び製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010100710A1 true WO2010100710A1 (ja) 2010-09-10

Family

ID=42709288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/053844 WO2010100710A1 (ja) 2009-03-02 2009-03-02 基板処理装置、磁気デバイスの製造装置及び製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8246798B2 (ja)
EP (1) EP2415898B1 (ja)
JP (1) JP5149285B2 (ja)
KR (1) KR101136871B1 (ja)
CN (1) CN101903559B (ja)
WO (1) WO2010100710A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015183264A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 Tdk株式会社 スパッタリング成膜装置
WO2017169448A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 株式会社 アルバック 成膜装置、および、成膜方法
JP2019067869A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 昭和電工株式会社 磁気センサの製造方法及び磁気センサ集合体
WO2019111631A1 (ja) * 2017-12-05 2019-06-13 昭和電工株式会社 磁気センサの製造方法及び磁気センサ集合体

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9385020B2 (en) * 2011-12-19 2016-07-05 SCREEN Holdings Co., Ltd. Substrate holding and rotating device, substrate treatment apparatus including the device, and substrate treatment method
CN102560408A (zh) * 2012-01-20 2012-07-11 纳峰真空镀膜（上海）有限公司 连续真空镀膜装置
CN104344066A (zh) * 2013-08-01 2015-02-11 通用设备和制造公司 外部可调节的磁性标靶配置
CN105112864B (zh) * 2015-08-13 2019-03-05 江苏时代全芯存储科技有限公司 镀膜装置
CN107022754B (zh) * 2016-02-02 2020-06-02 东京毅力科创株式会社 基板处理装置
CN106756894A (zh) * 2016-12-31 2017-05-31 合肥优亿科机电科技有限公司 一种等离子体化学气相沉积设备
CN106637120A (zh) * 2016-12-31 2017-05-10 合肥优亿科机电科技有限公司 一种等离子体镀膜装置
CN106521447A (zh) * 2016-12-31 2017-03-22 合肥优亿科机电科技有限公司 一种等离子体参数自动控制磁控溅射镀膜装置
JP6777055B2 (ja) * 2017-01-11 2020-10-28 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置
JP7145648B2 (ja) * 2018-05-22 2022-10-03 東京エレクトロン株式会社 基板処理方法及び基板処理装置
JP7134039B2 (ja) * 2018-09-14 2022-09-09 東京エレクトロン株式会社 基板載置機構、成膜装置、および成膜方法
CN111101097A (zh) * 2018-10-26 2020-05-05 北京北方华创微电子装备有限公司 反应腔室及薄膜沉积设备
JP7057442B2 (ja) * 2018-11-16 2022-04-19 株式会社アルバック 真空処理装置
CN110819961B (zh) * 2020-01-09 2020-04-17 上海陛通半导体能源科技股份有限公司 改善薄膜均匀性的物理气相沉积设备
KR102291689B1 (ko) * 2021-06-29 2021-08-20 인터테크 주식회사 파티클이 없는 대면적 기판 진공증착을 위한 밀폐형 구동장치
WO2023018758A1 (en) * 2021-08-10 2023-02-16 Virginia Commonwealth University Sputtering machines, substrate holders, and sputtering processes with magnetic biasing

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61185912A (ja) * 1985-02-13 1986-08-19 Fujitsu Ltd 磁性薄膜の形成方法
JPH07173628A (ja) * 1993-12-21 1995-07-11 Hitachi Ltd スパッタリング装置
JP2002050809A (ja) * 2000-08-01 2002-02-15 Anelva Corp 基板処理装置及び方法
JP2002053956A (ja) * 2000-08-01 2002-02-19 Anelva Corp 基板処理装置及び方法
JP2004091845A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Koa Corp 磁性薄膜の形成装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6254907A (ja) * 1985-09-04 1987-03-10 Hitachi Ltd スパツタ装置
DE3805380C2 (de) * 1988-02-20 1995-11-30 Leybold Ag Vorrichtung zum Herstellen von Schichten mit gleichmäßigem Dickenprofil auf Substraten durch Kathodenzerstäubung
JP2824001B2 (ja) 1993-01-07 1998-11-11 株式会社日立製作所 磁性膜形成装置
JPH08176819A (ja) * 1994-12-21 1996-07-09 Toshiba Corp 薄膜処理装置
JP3920955B2 (ja) * 1996-09-30 2007-05-30 キヤノンアネルバ株式会社 スパッタ装置
JP2002043159A (ja) 2000-07-19 2002-02-08 Anelva Corp 磁性膜作成装置及びｇｍｒヘッド又はｔｍｒヘッドの製造方法
JP4481688B2 (ja) * 2003-04-10 2010-06-16 Ｈｏｙａ株式会社 基板処理装置，塗布装置、塗布方法、及び、フォトマスクの製造方法
US7967961B2 (en) * 2004-08-30 2011-06-28 Ulvac, Inc Film forming apparatus
JP2006128368A (ja) * 2004-10-28 2006-05-18 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置、および基板回転装置
KR20070021673A (ko) * 2005-08-19 2007-02-23 동부일렉트로닉스 주식회사 물리 기상 증착 장치
KR100862912B1 (ko) * 2006-08-08 2008-10-13 무진전자 주식회사 기판 처리 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61185912A (ja) * 1985-02-13 1986-08-19 Fujitsu Ltd 磁性薄膜の形成方法
JPH07173628A (ja) * 1993-12-21 1995-07-11 Hitachi Ltd スパッタリング装置
JP2002050809A (ja) * 2000-08-01 2002-02-15 Anelva Corp 基板処理装置及び方法
JP2002053956A (ja) * 2000-08-01 2002-02-19 Anelva Corp 基板処理装置及び方法
JP2004091845A (ja) * 2002-08-30 2004-03-25 Koa Corp 磁性薄膜の形成装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KEIICHIRO KON; HIROSHI YASUOKA: "Experiment Physic Lecture 6, Magnetism Measurement I", 15 February 2000, MARUZEN
See also references of EP2415898A4

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015183264A (ja) * 2014-03-25 2015-10-22 Tdk株式会社 スパッタリング成膜装置
WO2017169448A1 (ja) * 2016-03-29 2017-10-05 株式会社 アルバック 成膜装置、および、成膜方法
JPWO2017169448A1 (ja) * 2016-03-29 2018-06-28 株式会社アルバック 成膜装置、および、成膜方法
US11111577B2 (en) 2016-03-29 2021-09-07 Ulvac, Inc. Film-forming apparatus and film-forming method
JP2019067869A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 昭和電工株式会社 磁気センサの製造方法及び磁気センサ集合体
JP7203490B2 (ja) 2017-09-29 2023-01-13 昭和電工株式会社 磁気センサ集合体及び磁気センサ集合体の製造方法
WO2019111631A1 (ja) * 2017-12-05 2019-06-13 昭和電工株式会社 磁気センサの製造方法及び磁気センサ集合体
JP2019102681A (ja) * 2017-12-05 2019-06-24 昭和電工株式会社 磁気センサの製造方法及び磁気センサ集合体

Also Published As

Publication number Publication date
EP2415898A4 (en) 2016-07-20
JP5149285B2 (ja) 2013-02-20
KR101136871B1 (ko) 2012-04-20
EP2415898B1 (en) 2020-04-29
KR20100101514A (ko) 2010-09-17
JPWO2010100710A1 (ja) 2012-09-06
CN101903559B (zh) 2012-09-05
EP2415898A1 (en) 2012-02-08
US20110303527A1 (en) 2011-12-15
CN101903559A (zh) 2010-12-01
US8246798B2 (en) 2012-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
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
JP5341082B2 (ja) トンネル磁気抵抗素子の製造方法および製造装置
TWI528489B (zh) Manufacturing device
CN101517768B (zh) 磁阻效应元件制造方法和用于制造磁阻效应元件的多腔设备
KR101487635B1 (ko) 터널 자기 저항 소자의 제조 방법
US9865805B2 (en) Method for manufacturing magnetoresistive element
JP2006080116A (ja) 磁気抵抗効果素子およびその製造方法
US20130134032A1 (en) Method of fabricating and apparatus of fabricating tunnel magnetic resistive element
JP6591568B2 (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4774082B2 (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法
WO2007105472A1 (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法及び製造装置
JP5689932B2 (ja) トンネル磁気抵抗素子の製造方法
JP4885769B2 (ja) 磁気抵抗素子の製造方法、磁気デバイスの製造方法、磁気抵抗素子の製造装置および磁気デバイスの製造装置
JP4774092B2 (ja) 磁気抵抗効果素子およびそれを用いたｍｒａｍ
JP4902686B2 (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法
TW448430B (en) Method for forming magneto-resistance effect film
JP2015226032A (ja) プラズマ処理方法
JP4774116B2 (ja) 磁気抵抗効果素子
JP2009044173A (ja) 磁性多層膜形成装置
Du Film deposition and microfabrication of magnetic tunnel junctions with an MgO barrier

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980000400.X

Country of ref document: CN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009516810

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020097015935

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12667836

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009809052

Country of ref document: EP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09809052

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE