[发明专利]真空薄膜形成设备

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘驱动装置的磁再现头、磁性随机存取存储器的存储元件以及磁传感器。

背景技术

使用绝缘膜MgO作为隧道阻挡层的隧道磁阻薄膜在室温下表现出200％以上的非常大的磁阻变化率，因此，期望将其应用于再现磁头和MRAM的存储元件。为了让磁头的分辨率更高并且MRAM的集成度更高，存在使元件尺寸减小的需求，并且为了确保高速数据传送，必须减小接合阻抗。尽管能够通过减小隧道阻挡层MgO的膜厚来减小接合阻抗，但同时会导致磁阻变化率也降低的问题。这是因为MgO膜生长的初始阶段时晶体定向被扰乱。

高频溅射存在如下问题：由于偏压电压容易被施加在与等离子体接触的结构上，并且由与等离子体之间的电位差所加速的、来自等离子体的正离子的流入不可避免，因而基板或膜形成期间的膜被损坏。另外，还要考虑由于绝缘膜沉积在基板上而使基板电位逐渐变化。

专利文献1公开了能够通过改变对高频溅射装置中的基板电极设置的可变电阻的电阻值来改变基板电极相对于阳极电极的电位的技术。专利文献2公开了在基板和靶材之间设置有用于控制入射到基板的粒子的电极的高频溅射装置。

[专利文献1]日本特开平9-302464号公报

[专利文献2]日本特开平6-179968号公报

发明内容

发明要解决的问题

在以往的高频溅射方法中，当形成绝缘膜时，难以确保工艺再现性。由于绝缘膜沉积在护罩和基板座上，电位随时间变化，因此，不能保持等离子体的状态和基板上的自偏压的大小恒定。因此，每个要处理的基板的质量不同。特别是当在同一膜形成设备中形成金属薄膜时，质量变化显著。另外，在基板是导电性基板的情况下，由于绝缘膜沉积在基板上，基板上的自偏压的大小随时间变化，从而导致工艺的不稳定性。本发明的目的是始终将基板上的自偏压自动地调整为固定值，并以良好的工艺再现性形成高质量的绝缘膜。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，根据本发明的真空薄膜形成设备包括：高频溅射装置，其包括：室；排气部件，其对所述室的内部进行排气；气体导入部件，其将气体供给至所述室中；基板座，其设置在所述室内；以及电极，其设置在所述基板座内；以及至少一个真空处理室，其能够从由物理气相沉积(PVD)室、化学气相沉积(CVD)室、物理蚀刻室、化学蚀刻室、基板加热室、基板冷却室、氧化处理室、还原处理室和灰化室构成的组中选择，其中，所述高频溅射装置还包括电连接至所述电极以调整所述基板座上的基板的电位的可变阻抗机构。

发明的效果

根据本发明的利用可变阻抗机构来控制施加至基板的自偏压的大小的真空薄膜形成设备，能够始终将基板上的自偏压自动地调整为固定值，并以良好的工艺再现性形成高质量的薄膜。

附图说明

图1是根据本发明的高频溅射装置的示意图。

图2是示出使用根据本发明的高频溅射装置来形成膜的方法的图。

图3是根据本发明的高频溅射装置的示意图。

图4是包括根据本发明的溅射装置的真空薄膜形成设备的示意图。

图5是使用根据本发明的溅射装置制造出的磁阻薄膜的示意图。

图6是示出接合阻抗相对于使用根据本发明的溅射装置制造的、经过处理的基板的数量的变化的图。

附图标记说明

1高频溅射装置；3基板座；4可变阻抗机构；8Vdc运算电路；9阻抗控制部；10输入检测器；11高频电源。

具体实施方式

图1是体现本发明的特征的高频溅射装置1的示意图。参照图1说明可应用本发明的高频溅射装置1的结构。溅射装置1包括溅射阴极13a和13b，并且溅射阴极13a和13b均包括靶材承载台。在阴极13a和13b的靶材承载台上分别承载有靶材5a和5b。在本实施例中，靶材5a是绝缘体MgO靶材并且靶材5b是金属Ta靶材，然而，用户可以通过选择适当地改变靶材。阴极13a连接至高频电源6，并且阴极13b连接至DC电源15。溅射装置1还包括基板座3和金属护罩7，其中，基板座3设置有用于承载待进行溅射处理的基板2的基板承载台，金属护罩7用于防止从靶材5释放出的溅射粒子附着至真空室16。阴极13a和13b各自的靶材承载台安装成使得它们的表面不与基板座3的基板承载台平行。这里，优选为靶材5a和5b的直径等于或小于基板座3的直径。