專利名稱：濺射裝置和成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濺射裝置和成膜方法，適于形成被膜，該被膜用于構(gòu)成
巨石茲電阻(Giant Magnetic Resistive, GMR )自旋閥或隧道》茲電阻(Tunneling Magnetic Resistive, TMR )元件等半導(dǎo)體設(shè)備，該巨磁電阻自旋閥用于構(gòu)成 磁頭，該隧道磁電阻元件用于構(gòu)成^茲隨機(jī)存取存儲器(Magnetic Random Access Memory, MRAM)。
本申請主張2005年1月9日申請的日本專利申i貪第2005 - 011364號的 優(yōu)先權(quán)，在此引用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
濺射裝置作為成膜處理裝置正被廣泛地使用。通常濺射裝置的結(jié)構(gòu)為， 在處理腔室(chamber)內(nèi)設(shè)置用于放置被處理襯底的臺子和配置有成膜材 料的賊射陰極(耙)。在專利文獻(xiàn)1中，通過使襯底以適當(dāng)?shù)乃俣冗M(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 同時將靶的中心軸線相對于襯底法線的角度6保持在15° S 6 S 45°的范圍， 從而即使靶的直徑小于或等于襯底的直徑，也可以得到均勻的膜厚、膜質(zhì)。
專利文獻(xiàn)1:特開2000 - 265263號7>凈艮
近來，正在進(jìn)行開發(fā)的MRAM等半導(dǎo)體設(shè)備中采用了如圖5A所示的 隧道接合元件10。該隧道接合元件10是由^f茲性層(固定層)14、隧道勢壘 層15、磁性層(自由層)16等層壓而成。該隧道勢壘層15由將Al (金屬 鋁)氧化而得到的AIO (表示所有鋁氧化物，包含被稱為氧化鋁(alumina) 的物質(zhì)。下同。)等形成。而且，隧道接合元件10的電阻值根據(jù)這些固定 層14和自由層16的磁化方向是平行還是反平行而不同，利用這一點來讀出 T或"0"。
如圖5B所示，若隧道接合元件10的各個層內(nèi)(例如，自由層16)存 在膜厚分布，則隧道勢壘層15呈凹凸?fàn)畹貙訅盒纬?。由于隧道勢壘?5的 隧道電阻值按照指數(shù)函數(shù)依賴于其膜厚，所以，即使金屬鋁的膜厚分布為1 %，隧道電阻值的分布也會有10%以上的大分布。而且，因為MRAM元^f牛 (隧道接合元件)在8英寸以上的大襯底上制作，所以如果根據(jù)襯底上的位 置不同而MRAM元件的電阻值大不相同，則會給批量生產(chǎn)帶來大的問題。 而且，同樣的，如果在自由層16存在膜厚分布，則根據(jù)襯底上的位置不同 而自由層16的磁化不同，所以在反轉(zhuǎn)加工MRAM元件的磁化方向時，會出 現(xiàn)所施加的為i場大小不均勻的情況。這些都是和所制作的MRAM元件的性 能相關(guān)的問題。因此，要求減少隧道接合元件10的各個層中的膜厚分布的 偏差。
然而，在現(xiàn)有的'減射裝置中，從靶飛出的粒子，和氬等濺射氣體分子石並 撞而散射到襯底。因此，根據(jù)靶和襯底的相對位置、從襯底到腔室壁的距離 等，即便旋轉(zhuǎn)襯底的同時進(jìn)行成膜處理，也很難獲得良好的膜厚分布。
特別是當(dāng)襯底尺寸大到8英寸以上時，獲得良好的膜厚分布就變得極為 困難。在專利文獻(xiàn)l的發(fā)明中，在其整個技術(shù)范圍中難以獲得1%以下的膜 厚分布。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種濺射裝置和成膜方法，可 以減少膜厚分布的偏差。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的濺射裝置是圍繞旋轉(zhuǎn)軸線使圓盤狀襯底旋 轉(zhuǎn)的同時，對該襯底的襯底表面進(jìn)行成膜處理的裝置，其特征在于，該裝置 包括，腔室，在其內(nèi)部形成有濺射處理室；臺子，設(shè)置在所述腔室的第1區(qū) 域，用于將所述襯底表面朝向所述濺射處理室內(nèi)的狀態(tài)下保持所述襯底，同 時以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心使該襯底在與所述襯底表面平行的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；濺射 陰極，其設(shè)置在所述腔室的第2區(qū)域中從所述旋轉(zhuǎn)軸線相離的位置，具有在
所述濺射處理室中與所述襯底對置的陰極表面，所述第2區(qū)域隔著所述賊射 處理室位于所述第1區(qū)域的相反側(cè)；其中，當(dāng)從所述旋轉(zhuǎn)軸線到所述襯底的 外周邊緣部的距離為R,從所述旋轉(zhuǎn)軸線到所述陰極表面的中心點的距離為 OF，從所述襯底表面到所述陰極表面的中心點的高度為TS時，大概滿足R: OF: TS= 100: 175: 190±20的關(guān)系，同時，所述旋轉(zhuǎn)軸線與通過所述陰招_ 表面的中心點的法線交叉，其交叉角度滿足22°±2°的關(guān)系。
通過上述結(jié)構(gòu)，對于多種材料，在進(jìn)行成膜處理時可以使膜厚分布的偏 差在1%以內(nèi)。
其中，"大概"包括R: OF: TS的比率在上式中有大約5 %偏移的'清 況，用OF值表示為大約175 ± 10。
另外，較佳的，包圍所述襯底的隔離板以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心軸，以軸 對稱形狀配置；所述濺射處理室由所述隔離板和所述襯底表面所包圍的內(nèi)側(cè) 空間形成。
通過上述結(jié)構(gòu)，由于存在隔離板，所以可以對涉及到膜厚分布的影響付 與軸對象性，從而可以減少膜厚分布的偏差。
另外，較佳的，所述隔離板包括從所述第2區(qū)域向所述第1區(qū)域呈圓 筒狀地延伸的第1隔離板，和，從該第1隔離板的所述第1區(qū)域側(cè)的端部延 伸到所述襯底的外周邊緣部的呈漏斗狀的第2隔離板；其中，所述第2隔離 板相對所述襯底表面的傾斜角設(shè)置在O' ~ 20°。
通過上述結(jié)構(gòu)，可以減少因第2隔離板而引起的襯底外周邊緣部的膜厚 分布的偏差。
本發(fā)明中的成膜方法是使用了所述濺射裝置的成膜方法，其特征在于， 該方法包括抽為真空的工序，在所述臺子保持所述襯底，并將所述濺射處 理室抽為真空；成膜工序，利用所述臺子使所述襯底旋轉(zhuǎn)的同時，將濺射氣 體導(dǎo)入所述濺射處理室內(nèi)并產(chǎn)生等離子體，對所述襯底表面進(jìn)行成膜處理。
通過上述結(jié)構(gòu)，對于多種材料，在進(jìn)行成膜處理時可以使膜厚分布的偏 差在1%以內(nèi)。另外，較佳的，以30rpm以上的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)所述襯底。
通過上述結(jié)構(gòu)，即使以較慢的成膜速度形成薄的被膜時，也可以在現(xiàn)實
的成膜條件的范圍內(nèi)，在村底的周向上將膜厚分布平均化。因此，可以減少 膜厚分布的偏差。
另外，在所述成膜處理中，可以形成含有磁性層的多層膜。 在含有磁性層的多層膜中，強(qiáng)烈要求減少膜厚分布的偏差。因此，通過
使用本發(fā)明的成膜方法，可以形成具有良好特性的磁性多層膜。
在本發(fā)明中，由于采用了如上所述的結(jié)構(gòu)，所以對于多種材料，進(jìn)行成
膜處理時，可以使膜厚分布的偏差在1%以內(nèi)。


圖1A是本實施方式中濺射裝置的斜視圖； 圖1B是本實施方式中濺射裝置的側(cè)剖面圖； 圖2是圖1B的B部分的放大圖3A是表示靶的傾斜角e和膜厚分布之間關(guān)系的曲線圖3B是表示靶的傾斜角6和膜厚分布之間關(guān)系的曲線圖3C是表示靶的傾斜角6和膜厚分布之間關(guān)系的曲線圖4A是隧道接合元件的結(jié)構(gòu)示意圖4B是具有隧道接合元件的MRAM的結(jié)構(gòu)示意圖5A是奈耳耦合的說明圖5B是奈耳耦合的說明圖。
符號的說明
5 村底
60 '減射裝置
61 腔室
62 臺子
62a旋轉(zhuǎn)軸線
64 把(賊射陰極)
64a法線
70 賊射處理室
71 側(cè)部隔離板(隔離板、第l隔離板)
72 下部隔離板(隔離板、第2隔離板)
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。另外，在用于以下說明的 各個附圖中，為了使各個構(gòu)件的大小達(dá)到可以認(rèn)出的程度，從而對各個構(gòu)件 的縮放比例做了適當(dāng)?shù)母摹?(磁性多層膜)
首先，對具有TMR膜的隧道接合元件和具有該隧道接合元件的MRAM 進(jìn)行說明，所述TMR膜為含有磁性層的多層膜的 一 個實例。
圖4A是隧道接合元件的側(cè)剖面圖。隧道接合元件IO主要包括由PtMn、 IrMn等組成的反鐵磁性層(未圖示)，由NiFe、 CoFe等組成的磁性層(固 定層)14、由A10等組成的隧道勢壘層15以及由NiFe、 CoFe等組成的^茲 性層(自由層)16。由A10等組成的隧道勢壘層15通過將金屬鋁氧化而形 成。另外，實際上，隧道接合元件10還層壓有上述之外的功能層，為大約 15層的多層結(jié)構(gòu)。
圖4B是具有隧道接合元件的MRAM的結(jié)構(gòu)示意圖。MRAM100的結(jié) 構(gòu)為，上述隧道接合元件10和金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET， Metal Oxide Semiconductor Field - Effect Transistor )110,以矩陣^)犬朝卜歹'J酉己置 在襯底5上。隧道接合元件10的上端部與位線102相連，其下端部與 MOSFET110的源電極或漏電極相連。另外，MOSFET110的斥冊電極與讀出 用字線104相連。而在隧道接合元件10的下方配置有重寫用字線106。
在圖4A所示的隧道接合元件10中，固定層14的磁化方向保持一固定
方向，而自由層16的磁化方向能夠反轉(zhuǎn)。隧道接合元件10的電阻值根據(jù)這 些固定層14和自由層16的磁化方向是平行還是反平行而不同，所以，在刈-隧道接合元件10的厚度方向上施加電壓時，流過隧道勢壘層15的電流大小 不同(TMR效應(yīng))。所以，由如圖4B所示的讀出用字線104使MOSFETUO 導(dǎo)通(ON)并測量其電流值，則可以讀出"1"或"0"。
此外，如果對重寫用字線106提供電流，在其周圍產(chǎn)生^f茲場，則可以4吏
自由層的》茲化方向反轉(zhuǎn)。從而，可以重寫"r或"o"。
然而，如圖5B所示，若隧道接合元件IO的各個層內(nèi)(例如，自由層 16)存在膜厚分布，則隧道勢壘層15呈凹凸?fàn)畹貙訅盒纬?。由于隧道勢?層15的隧道電阻值按照指數(shù)函數(shù)依賴于其膜厚，所以，即使金屬鋁的膜厚 分布為1%，隧道電阻值的分布也會有10%以上大分布。而且，因為MRAM 元件(隧道接合元件)在8英寸以上的大襯底上制作，所以如果根據(jù)襯底上 的位置不同而MRAM元件的電阻值大不相同，則會給批量生產(chǎn)帶來大的問 題。并且，同樣的，如果在自由層16存在膜厚分布，則根據(jù)襯底上的位置 不同而自由層16的磁化不同，所以在反轉(zhuǎn)加工MRAM元件的磁化方向時， 會出現(xiàn)所施加的磁場大小不均勻的情況。這些都是和所制作的MRAM元件 的性能相關(guān)的問題。因此，要求減少隧道接合元件10的各個層中的膜厚分 布的偏差。
(濺射裝置)
下面，結(jié)合圖1A-圖3C,對本實施方式中的濺射裝置進(jìn)行說明。 圖1A是本實施方式中濺射裝置的斜視圖，圖1B是圖1A的A-A線上 的側(cè)剖面圖。而且，本實施方式中的賊射裝置60的結(jié)構(gòu)為，在規(guī)定位置配 置有臺子62和革巴(賊射陰極)64,其中，所述臺子62用于放置圓盤狀的襯 底5從而保持襯底5。例如，該賊射裝置60較佳地為包括對靶表面施加^茲 場的單元(未圖示)的磁控濺射裝置。
如圖1B所示，濺射裝置60包括腔室61，該腔室61由Al等金屬材料 形成，其形狀為箱形。腔室61的內(nèi)部形成有濺射處理室70 (具體內(nèi)容在后
文敘述)。在腔室61的下部區(qū)域(第1區(qū)域)即底面附近的中央設(shè)有用于 放置襯底5的臺子62。臺子62以旋轉(zhuǎn)軸線62a為中心，可以以任意的轉(zhuǎn)數(shù) 旋轉(zhuǎn)。從而，可以使所放置的襯底5以旋轉(zhuǎn)軸線62a為中心，在與襯底5的 表面(襯底表面)平行的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。再有，還可以使該襯底5的中心和旋轉(zhuǎn) 軸線62a—致的狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)襯底表面。
在腔室61的上部區(qū)域(第2區(qū)域)即頂面附近的周邊配置有靶64。該 靶64的表面(陰極表面)在賊射處理室70 (具體內(nèi)容在后文敘述)內(nèi)和襯 底對置。該陰極表面配置有需要形成于襯底5上的被膜材料。靶64的個數(shù) 可以是一個，也可以是多個。使用多個靶64時，較佳地使靶64和臺子62 的旋轉(zhuǎn)軸線62a相離，并均等配置于該旋轉(zhuǎn)軸線62a的周圍。從而，可以減 少襯底5中的膜厚分布的偏差。本實施方式中，2個靶64隔著臺子62的旋 轉(zhuǎn)軸線62a相對配置。
上述靶64相對于放置在臺子62上的襯底5，配置在規(guī)定位置?，F(xiàn)在， 令從臺子62的旋轉(zhuǎn)軸線62a到放置在臺子62上的襯底5的外周邊緣部的距 離為R。如果使旋轉(zhuǎn)軸線62a和襯底5的中心一致地將襯底5放置在臺子62 上時，襯底5的半徑為R。然后，令從臺子62的旋轉(zhuǎn)軸線62a到靶64表面 的中心點T的距離為OF，以及令從放置在臺子62上的襯底5的表面到靶 64表面的中心點T的高度為TS時，靶64的配置大概滿足以下式(1 )關(guān)系
R: OF: TS= 100: 175: 190 ±20……(1)
舉一個例子來說，當(dāng)襯底5的直徑為200mm時，R=100mm，所以設(shè)置 成OF = 175mm和TS = 190mm。另夕卜，當(dāng)襯底5的直徑為300mm時，R = 150mm，所以設(shè)置成OF = 262.5mm和TS = 285mm。再有，在通常的濺射裝 置中，因為調(diào)整TS比調(diào)整OF容易，所以對TS設(shè)置公差。另外，"大扭無滿 足式(1 )的關(guān)系"意味著，即使R: OF: TS的比率在式(1 )中有約5 % 的偏移，也包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。如果用OF的公差來表示該偏移， 則約為± 10mm。
并且，放置襯底5的臺子62的旋轉(zhuǎn)軸線62a和通過靶64的表面(陰極
表面)的中心點T的法線64a配置于同一平面，以相互交叉。而且，配置輩巴 64時，該交叉角度6如下式(2): 6 = 22°±2°……(2 )
6為上述范圍時，通過靶64的中心點T的法線64a和襯底5表面的交 點位于距離襯底5的外周5mm以內(nèi)的范圍。舉一個例子來說，當(dāng)6 = 22° 、 襯底5的直徑為200mm時，距離襯底5的外周邊緣部2mm處為交點。
圖3A 圖3C是表示將各種金屬材料進(jìn)行賊射成膜時，靶的傾斜角e和 膜厚分布之間關(guān)系的曲線圖。各圖的縱軸表示膜厚分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差a相對于 膜厚的比例(％ )。而且，Ru (釕)的原子量為約101, Co、 Ni、 Fe的原 子量為約56~59， Ir、 Ta以及Pt的原子量為約181 ~ 195,按照原子量同等 的元素繪制曲線。而且，圖3A是TS = 210mm的情況，圖3B是TS = l卯mm 的情況，圖3C是TS = 170mm的情況。
如圖3B所示，當(dāng)TS = l卯mm時，可以看出在6 = 22°±2°的范圍內(nèi)各元 素的膜厚分布變得極小。將Ru進(jìn)行成膜時，在6 = 22。時膜厚分布幾乎為0 %，可以看出完成了極為均勻的成膜處理。并且，將比Ru原子量小的Co、 Ni、 Fe等進(jìn)行成膜時，在6 = 24。時膜厚分布約為0.1%，將比Ru原子量大 的Ir、 Ta、 Pt等進(jìn)行成膜時，在6 = 20。時膜厚分布約為0,5% 。因此，無i侖 是上述哪種情況，都可以將膜厚分布的偏差減少至1%以內(nèi)。
另夕卜，如圖3A所示，當(dāng)TS二210mm時，可以看出在6 =22°±2°的范 圍內(nèi)各元素的膜厚分布變得極小。而且，不論是哪種元素，都可以將膜厚分 布的偏差的極小值減少至1%以內(nèi)。
進(jìn)而，如圖3C所示，當(dāng)TS = 170mm時，可以看出在6 = 22°±2°的范圍 內(nèi)各元素的膜厚分布變得極小。而且，不論是哪種元素，都可以將膜厚分布 的偏差的極小值減少至1%以內(nèi)。
因此，按照滿足上述式(1)和式(2)的方式配置靶，可以提高對襯底
成膜處理的均勻性。
返回到圖1B，為了包圍上述臺子62和靶64，設(shè)有由不銹鋼等組成的
隔離(shield)板(側(cè)部隔離板(第1隔離板)71和下部隔離板(第2隔離 板)72)。側(cè)部隔離板71呈圓筒狀地形成，從腔室61的頂面向臺子62延 伸，而且，其中心軸和臺子62的旋轉(zhuǎn)軸線62a—致。舉一個例子來說，側(cè) 部隔離板71的直徑被設(shè)為440mm。并且，乂人側(cè)部隔離板71的下端部(第1 區(qū)域側(cè)的端部)到臺子62的外周邊緣部設(shè)置有下部隔離板72。該下部隔離 板72呈漏斗狀地形成，其中心軸和臺子62的旋轉(zhuǎn)軸線62a—致。
而且，由放置在臺子62上的襯底5的襯底表面、下部隔離板72和側(cè)部 隔離板71以及腔室61的頂面所圍成的空間，形成賊射處理室70。也就是 說，襯底5在其襯底表面朝向濺射處理室70內(nèi)的狀態(tài)下，保持在臺子62上。 該濺射處理室70為軸對稱形狀，其對稱軸和臺子62的旋轉(zhuǎn)軸線62a —致。 從而，可以對襯底5的各個部分進(jìn)行均勻的賊射處理，可以減少膜厚分布的 偏差。再有，在上述濺射裝置70中設(shè)置有用于供給濺射氣體的濺射氣體供 給單元(未圖示)。此外，在腔室61設(shè)有排氣口 69，并和排氣泵(未圖示) 相連。
圖2是圖1B的B部分的放大圖。如圖2所示，較佳的將放置在臺子62 上的襯底5的表面和下部隔離板72的斜面所形成的角度4)設(shè)置為0' ~ 20°。 從而，可以防止由于下部隔離板72的影響而降低襯底5的外周邊緣部的月莫 厚分布的均勻性。此外，下部隔離板72的外周部和側(cè)部隔離板71的下端部 之間形成有排氣縫74。該排氣縫74形成在濺射處理室70的整個周邊。從 而，濺射處理室70內(nèi)部的排氣流道成為軸對稱，可以減少襯底5中的膜厚 分布的偏差。再有，下部隔離板72的內(nèi)周邊緣配置于放置在臺子62上的襯 底5的外周邊緣部的內(nèi)側(cè)。因而，可以防止濺射處理室70中的氣體等蔓延 到襯底5的側(cè)面的情況，從而可以抑制污染(contamination )。 (成膜方法)
下面，結(jié)合圖1A和圖1B說明利用本實施方式中的濺射裝置，在襯底 表面進(jìn)行成膜處理的方法。
首先，將襯底5放置于臺子62上，并將濺射處理室70抽為真空(抽為
真空的工序)。然后，向濺射處理室70中導(dǎo)入氬等濺射氣體，并產(chǎn)生等離 子體(成膜工序)。于是，濺射氣體的離子與陰極耙64碰撞，從靶64飛出 成膜材料的原子，并附著到襯底5上。此時，可以對靶表面施加磁場，使得 在靶附近生成高密度的等離子體，從而實現(xiàn)成膜速度的快速化。
該成膜處理在利用臺子62旋轉(zhuǎn)襯底5的同時進(jìn)行。較佳的讓襯底5的 轉(zhuǎn)數(shù)為30rpm以上，例如設(shè)置為大約20rpm即可。其原因是，如果轉(zhuǎn)數(shù)j氐， 則在襯底的周向上不能實現(xiàn)膜厚分布的平均化，所以在襯底5的周向上產(chǎn)生 膜厚分布的偏差。特別是以較慢的成膜速度形成薄的被膜時，膜厚分布的偏 差影響很顯著。例如，以每秒約l埃的成膜速度形成膜厚為00埃以下的被 膜時，如果襯底5的轉(zhuǎn)數(shù)不到60rpm,則膜厚分布的偏差可能會成為1 %以 上。
在現(xiàn)實的成膜條件的范圍內(nèi)，可以通過使襯底5的轉(zhuǎn)數(shù)為30rpm以上， 將膜厚分布的偏差控制在1%以內(nèi)。
再有，如果在120rpm以上，則在其效果上看不出差別，但根據(jù)裝置的 結(jié)構(gòu)可確認(rèn)最大轉(zhuǎn)數(shù)為300rpm。因此，可以說較佳的轉(zhuǎn)數(shù)為30rpm ~ 300rpm。
如上所述，利用本實施方式中的濺射裝置和成膜方法，可以減少膜厚分 布的偏差。也就是說，對于多種靶材料，可以實現(xiàn)偏差為1%以下的膜厚分 布。舉一個例子來說，對于Al可以實現(xiàn)0.26。/。的膜厚分布，對于Ta可以實 現(xiàn)0.42%的膜厚分布，對于PtMn可以實現(xiàn)0.71%的膜厚分布，對于CoFe 可以實現(xiàn)0.47%的膜厚分布，對于NiFe可以實現(xiàn)0.39%的膜厚分布，對于 Ru可以實現(xiàn)0.20%的膜厚分布。從而，多用于半導(dǎo)體設(shè)備的Cu、 Ta、 Al 等自不用說，對于磁性材料的CoFe、 NiTe、 PtMn、 IrMn等、或者非磁性金 屬的Ru等也可以同樣獲得良好的膜厚分布。
因此，通過使用本實施方式中的濺射裝置和成膜方法形成^t性多層膜， 可以減少各個層內(nèi)的膜厚分布的偏差。特別在形成隧道接合元件時，能夠平 坦地形成隧道勢壘層，所以，可以減少襯底上的不同位置的隧道4矣合元件電 阻值的偏差。而且，由于能夠平坦地形成自由層，所以隧道接合元件中自由
層的磁化均勻，為使自由層的磁化方向反轉(zhuǎn)而施加的磁場的偏差減少。這些
對于生產(chǎn)在大口徑晶片(wafer )上具有均勻性能的MRAM元件時極為重要。 再有，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于上述實施方式，在不超出本發(fā)明宗旨 的范圍內(nèi)，本發(fā)明的技術(shù)范圍包含對上述實施方式進(jìn)行各種變更的情況。也 就是說，實施方式中舉出的具體材料、結(jié)構(gòu)等只不過是一個例子而已，可以 進(jìn)4亍適當(dāng)?shù)淖兏?br> 例如，在上述實施方式中，是在腔室的底面附近配置臺子并在頂面附近 配置靶，但也可以上下顛倒，在腔室的底面附近配置靶，在頂面附近配置臺 子。此外，在上述實施方式中，配置襯底時，使襯底的中心與臺子的旋轉(zhuǎn)軸 線一致，但也可以使襯底的中心相對臺子的旋轉(zhuǎn)軸線偏移。而且還可以在臺 子上配置多個襯底并同時進(jìn)行成膜處理。
本發(fā)明適用于被膜的形成。其中，該被膜用于構(gòu)成GMR自旋閥或TMR 元件等半導(dǎo)體設(shè)備，該GMR自旋閥用于構(gòu)成^f茲頭，該TMR元件用于構(gòu)成 MRAM。
權(quán)利要求
1、一種濺射裝置，圍繞旋轉(zhuǎn)軸線使圓盤狀襯底旋轉(zhuǎn)的同時，對該襯底的襯底表面進(jìn)行成膜處理，其特征在于，該裝置包括腔室，在其內(nèi)部形成有濺射處理室；臺子，設(shè)置在所述腔室的第1區(qū)域，用于將所述襯底表面朝向所述濺射處理室內(nèi)的狀態(tài)下保持所述襯底，同時以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心使該襯底在與所述襯底表面平行的面內(nèi)旋轉(zhuǎn)；濺射陰極，其設(shè)置在所述腔室的第2區(qū)域中從所述旋轉(zhuǎn)軸線相離的位置，具有在所述濺射處理室中與所述襯底對置的陰極表面，所述第2區(qū)域隔著所述濺射處理室位于所述第1區(qū)域的相反側(cè)；其中，當(dāng)從所述旋轉(zhuǎn)軸線到所述襯底的外周邊緣部的距離為R，從所述旋轉(zhuǎn)軸線到所述陰極表面的中心點的距離為OF，從所述襯底表面到所述陰極表面的中心點的高度為TS時，大概滿足R∶OF∶TS＝100∶175∶190±20的關(guān)系，同時，所述旋轉(zhuǎn)軸線與通過所述陰極表面的中心點的法線交叉，其交叉角度滿足22°±2°的關(guān)系。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射裝置，其特征在于，包圍所述襯底的隔離板，以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心軸，以軸對稱形狀配置； 所述濺射處理室，由所述隔離板和所述襯底表面所包圍的內(nèi)側(cè)空間形成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的濺射裝置，其特征在于，所述隔離板包括從所述第2區(qū)域向所述第1區(qū)域呈圓筒狀地延伸的第1 隔離板，和，從該第1隔離板的所述第1區(qū)域側(cè)的端部延伸到所述襯底的外周 邊緣部的呈漏斗狀的第2隔離板；其中，所述第2隔離板相對所述襯底表面的傾斜角設(shè)置在20。以下。
4、 一種采用權(quán)利要求1-3中任一項所述的濺射裝置的成膜方法，其特征 在于，該方法包4舌 抽為真空的工序，在所述臺子保持所述襯底，并將所述濺射處理室抽為真工,成膜工序，利用所述臺子使所述襯底旋轉(zhuǎn)的同時，將濺射氣體導(dǎo)入所述濺 射處理室內(nèi)并產(chǎn)生等離子體，對所述襯底表面進(jìn)行成膜處理。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜方法，其特征在于， 以30rpm以上的轉(zhuǎn)數(shù)旋轉(zhuǎn)所述襯底。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的成膜方法，其特征在于， 在所述成膜工序中，形成含有磁性層的多層膜。
全文摘要
一種濺射裝置，圍繞旋轉(zhuǎn)軸線使圓盤狀襯底旋轉(zhuǎn)的同時，對該襯底的襯底表面進(jìn)行成膜處理，其特征在于，該裝置包括，腔室；臺子，以所述旋轉(zhuǎn)軸線為中心使該襯底旋轉(zhuǎn)；濺射陰極，其具有與所述襯底對置的陰極表面；其中，當(dāng)從所述旋轉(zhuǎn)軸線到所述襯底的外周邊緣部的距離為R，從所述旋轉(zhuǎn)軸線到所述陰極表面的中心點的距離為OF，從所述襯底表面到所述陰極表面的中心點的高度為TS時，大概滿足R∶OF∶TS＝100∶175∶190±20的關(guān)系，同時，所述旋轉(zhuǎn)軸線與通過所述陰極表面的中心點的法線交叉，其交叉角度滿足22°±2°的關(guān)系。
文檔編號C23C14/06GK101098980SQ200680001790
公開日2008年1月2日 申請日期2006年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月19日
發(fā)明者森田正, 菊地幸男 申請人:株式會社愛發(fā)科