專利名稱：基板臺(tái)、包括該基板臺(tái)的濺射裝置以及成膜方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基板臺(tái)、包括該基板臺(tái)的濺射裝置以及成膜方法。本申請(qǐng)以2008年1月15日于日本申請(qǐng)的特愿2008-005993號(hào)和2008年2月7 日于日本申請(qǐng)的特愿2008-027719號(hào)為基礎(chǔ)申請(qǐng)，在此引用它們的內(nèi)容。
背景技術(shù)：
一直以來，濺射裝置被廣泛用作成膜處理裝置，適于形成構(gòu)成隧道磁阻(TMR， Tunneling Magnetic Resistive)元件等半導(dǎo)體器件的被膜，其中，TMR構(gòu)成磁性隨機(jī)存儲(chǔ) 器(MRAM, Magnetic Random Access Memory)。作為這種濺射裝置，存在具有以下結(jié)構(gòu)的裝置，其在處理室內(nèi)配設(shè)有載置有基板 的基板臺(tái)以及相對(duì)于基板的法線方向傾斜配置的濺射陰極，該濺射陰極包括成膜材料的 靶。在這種濺射裝置中，一邊使基板臺(tái)旋轉(zhuǎn)一邊進(jìn)行濺射處理，以便獲得良好的膜質(zhì)分布。 另外，已知這樣一種結(jié)構(gòu)，其并不會(huì)使在靶附近生成的等離子體像現(xiàn)有的平衡磁控陰極那 樣在靶附近會(huì)聚，而是通過有意地破壞來自陰極的磁場(chǎng)的平衡，而使該等離子體擴(kuò)散到基 板附近(例如，參考專利文獻(xiàn)1)。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-282235號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開平06-264235號(hào)公報(bào)圖1是隧道接合磁阻元件的剖視圖。如圖1所示，隧道接合元件10是層壓磁性層(固定層)14，隧道勢(shì)壘層(絕緣 層)15以及磁性層(自由層)16等而形成的。在近年來的MRAM中，在磁性層14、16上使用垂直磁化膜的垂直磁化方式的隧道接 合元件10的開發(fā)取得進(jìn)展。垂直磁化方式是指使用不易受到去磁影響的垂直方向的磁化 旋轉(zhuǎn)的方式。這種方式能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)元件的微細(xì)化，并能夠提高記錄密度。因此被認(rèn)為 是用以實(shí)現(xiàn)制造千兆比特級(jí)存儲(chǔ)器所必不可少的。更進(jìn)一步地，期待一種能夠獲得大的電 阻變化率(MR比)，并能夠?qū)懭腚娏鹘档椭翑?shù)十分之一的方式。然而，對(duì)于現(xiàn)有的垂直磁化方式的隧道接合元件10，實(shí)際情況是無法獲得上述那 樣期望的MR比。作為其原因，可以舉出例如無法充分地控制磁性層14、16的磁化方向的 偏差。由于以往在形成垂直磁化膜時(shí)不對(duì)磁化方向施加磁場(chǎng)，而僅僅利用磁性層14、16垂 直磁化的性質(zhì)來進(jìn)行制造，因此存在著在成膜的磁性層14、16的磁化方向上產(chǎn)生偏差的問 題。其結(jié)果是在磁性層14、16的成膜工序中，磁性層14、16的晶體取向等膜特性產(chǎn)生偏差， 并產(chǎn)生膜電阻值的偏差。另外，在對(duì)磁性層14、16進(jìn)行成膜的處理室內(nèi)，與上述專利文獻(xiàn)1那樣在處理室內(nèi) 僅配置有一個(gè)陰極的情況不同，通常在處理室內(nèi)配置有多個(gè)陰極，在各陰極的靶上安裝有 不同種類的成膜材料。因此，各陰極相對(duì)于基板的法線傾斜配置。在這種情況下，伴隨著結(jié) 構(gòu)復(fù)雜化等實(shí)際上的困難，在各陰極上設(shè)置永久磁鐵或電磁鐵等來對(duì)基板的厚度方向(法 線方向)施加磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)并不現(xiàn)實(shí)。
而且，理想的是，為了形成上述垂直磁化膜的磁性層14、16，在對(duì)基板的表面施加 垂直磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行濺射處理。因此，可以考慮以下這樣的結(jié)構(gòu)，通過在載置基板的基板臺(tái)上內(nèi)置由永久磁鐵等 構(gòu)成的磁場(chǎng)施加單元，從而在對(duì)基板的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行濺 射成膜。例如，已知一種磁性膜形成裝置，其在靶與基板之間，在真空容器(室)周圍配置 了赫爾姆霍茲線圈( > a * iiy ^ ^ A )，用以對(duì)基板面沿垂直方向施加磁場(chǎng)(參考專利 文獻(xiàn)2)。然而，在這種磁性膜形成裝置中，存在著在真空容器的周圍配置赫爾姆霍茲線圈從 而導(dǎo)致裝置大型化的問題。圖18是示出內(nèi)置有磁場(chǎng)施加單元的基板臺(tái)的概要結(jié)構(gòu)圖。如圖18所示，基板臺(tái)300包括載置有基板W的臺(tái)主體301以及在處理室內(nèi)進(jìn)行 基板W的接收和基板W的交付的多根(圖18中僅示出一根)升降桿302。在臺(tái)主體301中 內(nèi)置有由永久磁鐵等構(gòu)成的磁場(chǎng)施加單元303。升降桿302插通在沿臺(tái)主體301的厚度方 向貫通的貫通孔304內(nèi)，相對(duì)于臺(tái)主體301可上下移動(dòng)。然而，對(duì)于這種結(jié)構(gòu)，由于在臺(tái)主體301上設(shè)置升降桿302的關(guān)系，所以必須形成 使升降桿302插通臺(tái)主體301和磁場(chǎng)施加單元303的貫通孔304。因此，在貫通孔304內(nèi)， 按照貫通孔304的外徑大小，形成不存在磁場(chǎng)施加單元303的空間。此時(shí)，從磁場(chǎng)施加單元303產(chǎn)生的磁力線B'通過貫通孔304轉(zhuǎn)回到磁場(chǎng)施加單元 303的背面?zhèn)?。也就是，在基板W上的貫通孔304的附近區(qū)域，在施加到基板W的表面上的 磁場(chǎng)方向上產(chǎn)生偏差。更進(jìn)一步地，存在這樣的問題在貫通孔304的中央?yún)^(qū)域中，會(huì)被施 加與貫通孔304的周圍區(qū)域相反的磁場(chǎng)。其結(jié)果是在磁性層214、216(參考圖12)中，磁化 方向在面內(nèi)產(chǎn)生偏差，成為引起MR比下降和面內(nèi)偏差的原因。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了解決上述課題，本發(fā)明的目的在于提供一種基板臺(tái)以及包括該基板臺(tái) 的濺射裝置、成膜方法，例如在利用濺射法進(jìn)行磁性層的成膜時(shí)，通過對(duì)基板的整個(gè)表面施 加垂直的磁場(chǎng)，能夠抑制磁性層的磁化方向的偏差，并獲得高M(jìn)R比。為了解決上述課題并達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基板臺(tái)，被配置在真空容器內(nèi)并具 有載置基板的基板載置面，所述基板臺(tái)包括第一磁場(chǎng)施加單元，對(duì)所述基板施加磁場(chǎng)，所 述第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向與所述基板的厚度方向一致。所述第一磁場(chǎng)施加單元也可以以包圍載置在所述基板載置面上的基板的周圍的 方式設(shè)置。根據(jù)上述基板臺(tái)，通過以包圍基板周圍的方式設(shè)置磁場(chǎng)施加單元，使該磁場(chǎng)施加 單元內(nèi)部的磁化方向與基板的厚度方向一致，從而能夠在以良好的精度對(duì)基板的表面施加 具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行濺射成膜。所述第一磁場(chǎng)施加單元的中央也可以在所述基板載置面的法線方向上，可配置在 與所述基板的表面相同的高度上。此時(shí)，通過在基板的厚度方向上的磁場(chǎng)施加單元的中央部配置基板的表面，能夠 增加向基板表面垂直射入的磁場(chǎng)分量。
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也可以在載置在所述基板載置面上的基板的背面?zhèn)仍O(shè)置所述第一磁場(chǎng)施加單元， 所述第一磁場(chǎng)施加單元具有所述基板外徑以上的大小。此時(shí)，通過設(shè)置被形成為基板外徑以上的大小的磁場(chǎng)施加單元，使該磁場(chǎng)施加單 元內(nèi)部的磁化方向與基板的厚度方向一致，從而能夠在以良好的精度對(duì)基板的表面施加具 有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行濺射成膜。也可以進(jìn)一步包括第一磁性體，位于所述第一磁場(chǎng)施加單元與所述基板之間。此時(shí)，通過在磁場(chǎng)施加單元與基板之間包含第一磁性體，從而在第一磁性體的內(nèi) 部沿著其中心軸配置有磁力線，因此能夠提高射入基板表面的磁場(chǎng)的垂直性。還可以進(jìn)一步包括第二磁性體，以包圍所述基板的周圍的方式配置。此時(shí)，通過以包圍基板的周圍的方式設(shè)置第二磁性體，從而在第二磁性體的內(nèi)側(cè) 沿著其中心軸配置有磁力線，因此能夠進(jìn)一步提高射入基板表面的磁場(chǎng)的垂直性。也可以進(jìn)一步包括升降桿，相對(duì)于所述基板載置面來升降所述基板；以及第二 磁場(chǎng)施加單元，被設(shè)置在該升降桿上，所述第一磁場(chǎng)施加單元具有貫通孔，所述升降桿可滑 動(dòng)地插通在所述貫通孔的內(nèi)部，所述第二磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向與所述第一磁場(chǎng) 施加單元的內(nèi)部的磁化方向一致。此時(shí)，通過在升降桿上設(shè)置與第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部具有同一磁化方向的第二 磁場(chǎng)施加單元，從而在臺(tái)主體與第一磁場(chǎng)施加單元上形成的貫通孔內(nèi)，存在有與第一磁場(chǎng) 施加單元的內(nèi)部具有同一磁化方向的第二磁場(chǎng)施加單元。據(jù)此，能夠在貫通孔內(nèi)使不存在 磁場(chǎng)施加單元的空間縮小。因此，能夠?qū)宓恼麄€(gè)表面施加垂直的磁場(chǎng)。也可以是在所述基板被載置在所述基板載置面上的狀態(tài)下，所述第一磁場(chǎng)施加單 元的上端面與所述第二磁場(chǎng)施加單元的上端面可配置在同一平面上。此時(shí)，通過使第一磁場(chǎng)施加單元與第二磁場(chǎng)施加單元各自的上端面可配置在同一 平面上，從而能夠提高施加在基板表面上的磁場(chǎng)的垂直性。也可以包括多根所述升降桿；以及支撐部件，將所述各升降桿相互連接，所述第 一磁場(chǎng)施加單元具有多個(gè)所述貫通孔，所述各升降桿分別配置在所述各貫通孔中。此時(shí)，通過支撐部件連接多根升降桿，能夠防止因第一磁場(chǎng)施加單元與第二磁場(chǎng) 施加單元的吸引排斥而造成的升降桿的歪倒以及對(duì)升降桿移動(dòng)的阻礙。還可以進(jìn)一步包括磁性體，位于位于所述第一磁場(chǎng)施加單元和所述基板之間以 及所述第二磁場(chǎng)施加單元和所述基板之間。此時(shí)，通過在各磁場(chǎng)施加單元與基板之間分別包含磁性體，從而在磁性體的內(nèi)部 沿著其中心軸配置有磁力線，因此能夠提高施加在基板表面上的磁場(chǎng)的垂直性。本發(fā)明的濺射裝置，包括所述基板臺(tái)；濺射陰極，相對(duì)于載置在所述基板載置面 上的基板的法線傾斜配置；濺射室，配置有所述基板臺(tái)和所述濺射陰極；真空排氣單元，進(jìn) 行該濺射室內(nèi)的真空排氣；氣體供給單元，向所述濺射室內(nèi)供給濺射氣體；以及電源，對(duì)所 述濺射陰極施加電壓。此時(shí)，通過真空排氣單元對(duì)濺射室內(nèi)抽真空后，由氣體供給單元向?yàn)R射室內(nèi)導(dǎo)入 濺射氣體，由電源對(duì)靶施加電壓，從而產(chǎn)生等離子體。這樣一來，濺射氣體的離子與作為陰 極的靶碰撞，成膜材料的粒子從靶中飛出并附著到基板上。據(jù)此，能夠?qū)宓谋砻孢M(jìn)行成 膜處理。
另外，由于包括上述本發(fā)明的基板臺(tái)，因此能夠?qū)宓恼麄€(gè)表面施加垂直的磁 場(chǎng)。所以，能夠在以良好的精度對(duì)基板的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行濺 射成膜。因此，例如在磁性層的成膜過程中，能夠在基板的整個(gè)面上使磁性層的磁化方向按 相對(duì)于基板表面垂直的方向?qū)R，同時(shí)進(jìn)行成膜。據(jù)此，由于能夠提高磁性層在面內(nèi)的磁化 方向的垂直性，因此能夠抑制磁性層在面內(nèi)的磁化方向的偏差。所以，能夠形成提高了磁性 層的磁化方向的面內(nèi)一致性的磁性多層膜，因此能夠提供高M(jìn)R的隧道接合元件。本發(fā)明的成膜方法，在通過第一磁場(chǎng)施加單元，對(duì)載置在基板臺(tái)上的基板，使該第 一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向與所述基板的厚度方向一致地來施加磁場(chǎng)的同時(shí)，在所 述基板的表面上進(jìn)行濺射處理，所述基板臺(tái)被配置在真空容器內(nèi)并具有載置基板的基板載 置面。所述第一磁場(chǎng)施加單元也可以以包圍所述基板的周圍的方式設(shè)置。此時(shí)，通過磁場(chǎng)施加單元來施加基板厚度方向的磁場(chǎng)，從而能夠在以良好的精度 對(duì)基板的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行濺射成膜。所述第一磁場(chǎng)施加單元也可以被設(shè)置在所述基板的背面?zhèn)?，且具有所述基板外?以上的大小。此時(shí)，通過被形成為基板外徑以上的大小的磁場(chǎng)施加單元來施加基板厚度方向的 磁場(chǎng)，從而能夠在以良好的精度對(duì)基板的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行 濺射成膜。也可以通過第二磁場(chǎng)施加單元對(duì)所述基板施加磁場(chǎng)，使所述第一磁場(chǎng)施加單元的 內(nèi)部的磁化方向與所述第二磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向一致，且將所述第一磁場(chǎng)施加 單元的上端面與所述第二磁場(chǎng)施加單元的上端面配置在同一平面上，而在所述基板上進(jìn)行 濺射處理，所述第二磁場(chǎng)施加單元被設(shè)置在升降桿上，所述升降桿可滑動(dòng)地插通在設(shè)置于 所述第一磁場(chǎng)施加單元上的貫通孔的內(nèi)部，相對(duì)于所述基板載置面來升降所述基板。此時(shí)，在升降桿上設(shè)置與第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部具有同一磁化方向的第二磁場(chǎng) 施加單元，第一磁場(chǎng)施加單元與第二磁場(chǎng)施加單元各自的上端面被配置在同一平面上，從 而在臺(tái)主體與第一磁場(chǎng)施加單元上形成的貫通孔內(nèi)，存在有與第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部具 有同一磁化方向的第二磁場(chǎng)施加單元。據(jù)此，能夠在貫通孔內(nèi)使不存在磁場(chǎng)施加單元的空 間縮小。因此，能夠在對(duì)基板的整個(gè)表面施加垂直磁場(chǎng)的狀態(tài)下，進(jìn)行濺射處理。另外，本發(fā)明的成膜方法的特征在于，使用上述成膜方法，形成垂直磁化膜，所述 垂直磁化膜用于形成隧道接合元件。此時(shí)，由于能夠在以良好的精度對(duì)基板的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同 時(shí)，進(jìn)行濺射成膜，因此能夠在使垂直磁化膜的面內(nèi)的磁化方向按相對(duì)于基板表面垂直的 方向?qū)R的同時(shí)，進(jìn)行成膜。據(jù)此，由于能夠提高垂直磁化膜的面內(nèi)的磁化方向的垂直性， 因此能夠抑制垂直磁化膜在面內(nèi)的偏差。所以，能夠形成提高了垂直磁化膜的膜特性、晶體 取向以及磁化方向的面內(nèi)一致性的磁性多層膜，因此能夠提供高M(jìn)R的隧道接合元件。根據(jù)本發(fā)明，通過使磁場(chǎng)施加單元內(nèi)部的磁化方向與基板的厚度方向一致，能夠 在以良好的精度對(duì)基板的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行濺射成膜。據(jù)此， 例如在垂直磁化膜的成膜過程中，能夠在使垂直磁化膜的磁化方向按相對(duì)于基板表面垂直 的方向?qū)R的同時(shí)，進(jìn)行成膜。據(jù)此，由于能夠提高垂直磁化膜的磁化方向的垂直性，因此能夠抑制磁性層的磁化方向的偏差。所以，能夠形成提高了垂直磁化膜的膜特性和晶體取 向的磁性多層膜，因此能夠提供高M(jìn)R的隧道接合元件。另外，根據(jù)本發(fā)明，通過在升降桿上設(shè)置與第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部具有同一磁 化方向的第二磁場(chǎng)施加單元，從而在臺(tái)主體與第一磁場(chǎng)施加單元上形成的貫通孔內(nèi)，存在 有與第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部具有同一磁化方向的第二磁場(chǎng)施加單元。據(jù)此，能夠在貫通 孔內(nèi)使不存在磁場(chǎng)施加單元的空間縮小。因此，能夠?qū)宓恼麄€(gè)表面施加垂直的磁場(chǎng)。


圖1是隧道接合元件的剖視圖；圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的隧道接合元件的制造裝置的概要結(jié)構(gòu)圖；圖3A是第一實(shí)施方式所述的濺射裝置的立體圖；圖3B是第一實(shí)施方式所述的濺射裝置的側(cè)面剖視圖；圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的磁場(chǎng)施加單元的主要部分的剖視圖；圖5A是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的磁場(chǎng)施加單元的主要部分的立體圖；圖5B是本發(fā)明的第二實(shí)施方式中的磁場(chǎng)施加單元的主要部分的剖視圖；圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施方式中的磁場(chǎng)施加單元的主要部分的剖視圖；圖7是本發(fā)明的第四實(shí)施方式中的磁場(chǎng)施加單元的主要部分的剖視圖；圖8是示出平行度的定義的說明圖；圖9是平行度(度)沿距基板中心的距離(mm)的分布示意圖；圖10是示出本發(fā)明中的磁場(chǎng)施加單元的其他結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖11是示出本發(fā)明中的基板的其他結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖12是隧道接合元件的剖視圖；圖13是本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的隧道接合元件的制造裝置的概要結(jié)構(gòu)圖；圖14A是第五實(shí)施方式所述的濺射裝置的立體圖；圖14B是沿第五實(shí)施方式所述的濺射裝置的A-A'線的側(cè)面剖視圖；圖15是本發(fā)明的第五實(shí)施方式中的基板臺(tái)的立體圖；圖16是相當(dāng)于圖15的C-C'線的剖視圖；圖17是對(duì)從磁場(chǎng)施加單元產(chǎn)生的磁力線進(jìn)行說明的說明圖；圖18是示出內(nèi)置有磁場(chǎng)施加單元的基板臺(tái)的概要結(jié)構(gòu)圖。符號(hào)說明W基板23濺射裝置62臺(tái)64靶65、100、105永久磁鐵(磁場(chǎng)施加單元)101磁性體(第一磁性體)103軛(第二磁性體)73濺射氣體供給單元(氣體供給單元)222濺射裝置
238第一磁場(chǎng)施加單元239 第一磁性體(磁性體)240貫通孔242第二磁場(chǎng)施加單元243第二磁性體(磁性體)244支撐部件262基板臺(tái)265 濺射陰極273濺射氣體供給單元(氣體供給單元)
具體實(shí)施例方式接下來，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式所述的濺射裝置以及成膜方法進(jìn)行說明。 此外，在以下說明所使用的各附圖中，為了使各部件為可識(shí)別的大小，適當(dāng)改變了各部件的 比例尺。(第一實(shí)施方式)(磁性多層膜)首先，對(duì)作為包含磁性層的多層膜的一例的MRAM所使用的隧道接合元件進(jìn)行說 明。圖1是隧道接合元件的側(cè)面剖視圖。隧道接合元件10是在基板W上主要層壓有磁性層(固定層)16，由MgO等構(gòu)成的 隧道勢(shì)壘層15，磁性層(自由層)14，以及由PtMn、IrMn等構(gòu)成的反鐵磁性層(未圖示) 的垂直磁化方式的隧道接合元件10。此外，磁性層14、16的構(gòu)成材料可以采用例如FePt、 TbFeCo、Co/Pd、Fe/EuO、Co/Pt、Co/Pd、CoPtCr-SiO2、CoCrTaPt、CoCrPt 等。另外，隧道接合 元件10實(shí)際上還層壓有上述以外的功能層，成為15層左右的多層結(jié)構(gòu)。磁性層(固定層)14是其磁化方向被固定為相對(duì)于基板W的表面相垂直的層，具 體而言，相對(duì)于基板W的表面，朝向上方被固定。另一方面，磁性層(自由層)14是其磁化 方向按照外部磁場(chǎng)的方向進(jìn)行變化的層，相對(duì)于磁性層(固定層)14的磁化方向可以平行 或反平行地反轉(zhuǎn)。根據(jù)固定層16和自由層14這兩者的磁化方向是相互平行還是反平行， 隧道接合元件10的電阻值會(huì)有所不同。通過在MRAM(未圖示)中包含這樣的隧道接合元 件10，能夠使磁性體的磁化方向具有“0”、“ 1，，的信息，因此能夠讀出或改寫“ 1”或“0”。(磁性多層膜的制造裝置)圖2是本實(shí)施方式所述的磁性多層膜的制造裝置(以下，稱為制造裝置)的概要 結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，本實(shí)施方式的制造裝置20是以基板搬送室26為中心按放射狀配置 有多個(gè)濺射裝置21 24的制造裝置，是一貫執(zhí)行構(gòu)成例如上述隧道接合元件的磁性多層 膜的預(yù)處理和成膜工序的集群式制造裝置20。具體而言，制造裝置20包括保持成膜前的基板W的基板盒室27、執(zhí)行反鐵磁性 層的成膜工序的第一濺射裝置21、執(zhí)行磁性層(固定層)16的成膜工序的濺射裝置(第二 濺射裝置)22、執(zhí)行隧道勢(shì)壘層15的成膜工序的第三濺射裝置23、以及執(zhí)行磁性層(自由層)16的成膜工序的濺射裝置(第四濺射裝置)24。另外，經(jīng)由基板搬送室26在濺射裝置 24的搬送側(cè)包含有基板預(yù)處理用裝置25。在上述制造裝置20中，在必要的基板預(yù)處理之后，在各濺射裝置21 24中，在基 板W上形成磁性層16、隧道勢(shì)壘層15、磁性層14等磁性多層膜。這樣，集群式制造裝置20 不會(huì)使提供到制造裝置20的基板W暴露于大氣中，而能夠在基板W上形成磁性多層膜。此 外，在磁性多層膜上形成抗蝕圖(> 7 7卜〃夕一 > )，通過刻蝕使磁性多層膜形成規(guī)定形 狀之后，去掉抗蝕圖，從而形成隧道接合元件10。在此，對(duì)作為本實(shí)施方式所述的濺射裝置的，執(zhí)行磁性多層膜之中的磁性層14、16 的成膜工序的濺射裝置22、24進(jìn)行說明。此外，由于本實(shí)施方式的濺射裝置22、24是大致 相同的結(jié)構(gòu)，因此在以下說明中對(duì)濺射裝置22進(jìn)行說明，省略濺射裝置24的說明。圖3A是本實(shí)施方式所述的濺射裝置的立體圖，圖3B是沿圖3A的A-A線的側(cè)面剖 視圖。另外，圖4是主要部分的剖視圖。如圖3A和圖3B所示，濺射裝置22是將載置基板W的臺(tái)62和靶64配設(shè)在規(guī)定位 置而構(gòu)成的。在上述第一濺射裝置21中經(jīng)過反鐵磁性層的成膜工序的基板W，經(jīng)由未圖示 的搬入口，從基板搬送室26被搬送至濺射裝置22。如圖3B所示，濺射裝置22包括由Al合金或不銹鋼等金屬材料形成為箱型的室 61。在室61的底面附近的中央部設(shè)置有載置基板W的臺(tái)62。臺(tái)62通過未圖示的旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)，使其旋轉(zhuǎn)軸62a與基板W的中心0 —致，能夠以任意的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。據(jù)此，能夠使載 置在臺(tái)62上的基板W與其表面相平行地旋轉(zhuǎn)。此外，本實(shí)施方式的基板W使用基板尺寸例 如為外徑300mm的硅片。以包圍上述臺(tái)62和靶64的方式設(shè)置有由不銹鋼等構(gòu)成的防護(hù)板(側(cè)部防護(hù)板71 和下部防護(hù)板72)。側(cè)部防護(hù)板71形成為圓筒狀，被配設(shè)為其中心軸與臺(tái)62的旋轉(zhuǎn)軸62a 一致。另外，從側(cè)部防護(hù)板71的下端部到臺(tái)62的外周邊設(shè)置有下部防護(hù)板72。該下部防 護(hù)板72與基板W的表面相平行地形成，被配設(shè)為其中心軸與臺(tái)62的旋轉(zhuǎn)軸62a —致。由臺(tái)62、下部防護(hù)板72和側(cè)部防護(hù)板71、以及室61的頂面所包圍的空間形成為 對(duì)基板W進(jìn)行濺射處理的濺射處理室70 (濺射室)。該濺射處理室70為軸對(duì)稱形狀，其對(duì) 稱軸與臺(tái)62的旋轉(zhuǎn)軸62a —致。據(jù)此，能夠?qū)錡的各部分進(jìn)行均質(zhì)的濺射處理，能夠 降低膜厚分布的偏差。在形成濺射處理室70的側(cè)部防護(hù)板71的上部，連接有供給濺射氣體的濺射氣體 供給單元(氣體供給單元)73。該濺射氣體供給單元73用于向?yàn)R射處理室70內(nèi)導(dǎo)入氬氣 (Ar)等濺射氣體，濺射氣體由設(shè)置在濺射處理室70外部的濺射氣體供給源74供給。此外， 從濺射氣體供給單元73也可以供給O2等反應(yīng)氣體。另外，在室61的側(cè)面設(shè)置有排氣口 69。 該排氣口 69與未圖示的排氣泵(真空排氣單元)連接。在室61的頂面附近的周邊部，沿著臺(tái)62的旋轉(zhuǎn)軸62a的周圍(基板W的周向) 等間隔地配置有多個(gè)(例如四個(gè))靶64。靶64與未圖示的外部電源(電源)連接，保持于 負(fù)電位(陰極)。在各靶64的表面上分別配置有上述磁性層14的成膜材料和襯底膜的成膜材料等 可層壓為磁性多層膜的多種成膜材料。而且，在各靶64上配置的成膜材料可以適當(dāng)變更。 另外，也可以是在所有的靶64上都配置磁性層14、16的成膜材料的結(jié)構(gòu)。
另外，上述靶64相對(duì)于載置在臺(tái)62上的基板W的法線傾斜配設(shè)。另外，靶64被配置為，通過其表面的中心點(diǎn)T的法線(中心軸)64a相對(duì)于基板W 的旋轉(zhuǎn)軸62a，以例如角度θ傾斜，靶64的法線64a與基板W的表面在基板W的周邊部分 相交叉。在此，也如圖4所示，在基板W的徑向外側(cè)，以包圍基板W周圍的方式，配置有環(huán)狀 的永久磁鐵(磁場(chǎng)施加單元)65。該永久磁鐵65被形成為其內(nèi)徑、厚度均大于基板W，永久 磁鐵65內(nèi)部的磁化方向與基板W的厚度方向(法線方向)一致。在永久磁鐵65的軸向的 中央部配置有基板W。也就是，在基板W的法線方向上的永久磁鐵65的中央部配置有基板 W的表面。據(jù)此，從永久磁鐵65延伸的磁力線Bi，從N極(例如上面?zhèn)?通過中央孔，大致 垂直地穿過基板W的表面之后，向著S極(例如下面?zhèn)?而形成。因此，在永久磁鐵65的 內(nèi)側(cè)延伸的磁力線Bi，具有相對(duì)于基板W的表面垂直(法線方向)的磁場(chǎng)分量，向基板W的 整個(gè)表面大致垂直地射入。此外，在本實(shí)施方式中，將磁場(chǎng)施加單元設(shè)為環(huán)狀的永久磁鐵來 進(jìn)行說明，但只要是包圍基板周圍的結(jié)構(gòu)，那么也可以分開設(shè)置多個(gè)永久磁鐵。(成膜方法)接下來，對(duì)利用本實(shí)施方式的濺射裝置的成膜方法進(jìn)行說明。此外，在以下說明 中，在上述磁性多層膜之中，主要對(duì)由濺射裝置22執(zhí)行的磁性層14的成膜方法進(jìn)行說明。首先，如圖3A和圖3B所示，在臺(tái)62上載置基板W，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使臺(tái)62以規(guī)定 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。通過真空泵將濺射處理室70內(nèi)抽真空后，從濺射氣體供給單元73向?yàn)R射處 理室70內(nèi)導(dǎo)入氬氣等濺射氣體。從與靶64連接的外部電源對(duì)靶64施加電壓從而產(chǎn)生等 離子體。這樣一來，濺射氣體的離子與作為陰極的靶64碰撞，成膜材料的粒子從靶64中飛 出，并附著到基板W上。由此，磁性層14成膜在基板W的表面上(參考圖1)。此時(shí)，通過使 靶64附近產(chǎn)生高密度等離子體，能夠使成膜速度高速化。而如上所述，垂直磁化方式的隧道接合元件使用不易受到去磁影響的垂直方向的 磁化旋轉(zhuǎn)。這種方式能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)元件的微細(xì)化，并能夠提高記錄密度，因此被認(rèn)為是用 以實(shí)現(xiàn)制造千兆比特級(jí)存儲(chǔ)器所必不可少的。更進(jìn)一步地，它被作為能夠獲得高M(jìn)R比、能 夠使寫入電流降低至數(shù)十分之一的技術(shù)。但是，在磁性層的成膜工序中，由于成膜的磁性層 14,16的磁化方向上偏差的影響，造成無法獲得所期望的MR比。因此，在本實(shí)施方式中，在磁性層14的成膜工序中，通過設(shè)置在基板W周圍的永久 磁鐵65，產(chǎn)生相對(duì)于基板W的表面垂直的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行成膜。如圖4所示，如果通過永久磁鐵65施加磁場(chǎng)，則從永久磁鐵65延伸的磁力線Bl 向基板W的整個(gè)表面垂直射入。具體而言，在永久磁鐵65的內(nèi)側(cè)延伸的磁力線Bi，從N極 (上面?zhèn)?產(chǎn)生并通過永久磁鐵65的內(nèi)側(cè)射入S極(下面?zhèn)?。從靶64中飛出的磁性層 14的成膜材料受到相對(duì)于基板W的表面垂直的磁場(chǎng)，并在基板W的表面上堆積。此外，優(yōu)選 地，通過永久磁鐵65所施加的磁場(chǎng)，在基板W的表面的各部分中為50 (Oe)以上。其結(jié)果是在磁性層14的成膜過程中，能夠使磁性層14的磁化方向相對(duì)于基板W 的表面變?yōu)榇怪钡貋磉M(jìn)行成膜。此時(shí)，能夠?qū)⒋判詫?4的平行度(關(guān)于平行度的定義請(qǐng)見 后述)抑制在1度以下。此外，優(yōu)選地，根據(jù)使用的成膜材料，設(shè)定退火條件用以提高磁性 層14的垂直性。如此，根據(jù)本實(shí)施方式，形成以包圍基板W周圍的方式設(shè)置永久磁鐵65，使該永久磁鐵65內(nèi)部的磁化方向與基板W的法線方向一致的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置沿基板W的法線方向具有磁化方向的永久磁鐵65，能夠 在以良好的精度對(duì)基板W的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行濺射成膜。因 此，在磁性層14的成膜過程中，能夠在使磁性層14的磁化方向相對(duì)于基板W的表面垂直對(duì) 齊的同時(shí)，進(jìn)行成膜。據(jù)此，能夠提高磁性層14的磁化方向的垂直性，因此能夠抑制磁性層 14的磁化方向的偏差。所以，能夠形成提高了磁性層14的膜特性和晶體取向的磁性多層 膜，因此能夠提供高M(jìn)R的隧道接合元件10。另外，通過在基板W的法線方向上的永久磁鐵65的中央部配置基板W的表面，能 夠增加垂直射入基板W的表面的磁場(chǎng)分量。因此，能夠進(jìn)一步降低磁性層14的磁化方向的偏差。據(jù)此，不會(huì)使濺射裝置22的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，而能夠提供高M(jìn)R且寫入電流低的隧道接 合元件10。(第二實(shí)施方式)接下來，說明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，磁場(chǎng)施加單元的結(jié)構(gòu)與第 一實(shí)施方式不同，對(duì)與第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的符號(hào)并省略說明。圖5A是第二 實(shí)施方式中的主要部分的立體圖，圖5B是剖視圖。此外，在圖5A和圖5B中，為了使說明易 于理解，省略上述室61 (參考圖3A和圖3B)等的記載。如圖5A和圖5B所示，在基板W的背面?zhèn)扰渲糜信c基板W的背面相平行的永久磁鐵 100。該永久磁鐵100為圓板狀，被配置為其中心軸與基板W的中心0 —致。永久磁鐵100 內(nèi)部的磁化方向與基板W的厚度方向(法線方向)一致。因此，從永久磁鐵100延伸的磁 力線B2，從永久磁鐵100的N極(例如上面?zhèn)?大致垂直地穿過基板W的表面之后，在基板 W的外周轉(zhuǎn)回并向著S極(例如下面?zhèn)?而形成。此時(shí)，磁力線B2具有相對(duì)于基板W的表 面垂直(法線方向)的磁場(chǎng)分量，向基板W的整個(gè)表面垂直射入。另外，永久磁鐵100的外徑被形成為大于基板W的外徑(例如300mm)。此外，只 要永久磁鐵的外徑在基板的外徑以上，就可以適當(dāng)?shù)刈兏O(shè)計(jì)。另外，永久磁鐵優(yōu)選是一體 的，但是也可以使用多個(gè)永久磁鐵來構(gòu)成基板外徑以上的永久磁鐵。此時(shí)，優(yōu)選地，各永久 磁鐵間的間隔為Imm以下。如此，在本實(shí)施方式中，形成在基板W的背面?zhèn)仍O(shè)置有具有基板W外徑以上的大小 的永久磁鐵100，使該永久磁鐵100內(nèi)部的磁化方向與基板W的法線方向一致的結(jié)構(gòu)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)與上述第一實(shí)施方式同樣的效果。另外，通過將永久磁鐵 100的外徑形成為基板W的外徑以上，能夠增加射入基板W的磁力線B2的垂直性，也就是能 夠增加相對(duì)于基板W的表面垂直的磁場(chǎng)分量。(第三實(shí)施方式)接下來，說明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，關(guān)于在磁場(chǎng)施加單元與基 板之間設(shè)置有第一磁性體這點(diǎn)，與第二實(shí)施方式不同，對(duì)與第二實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注 相同的符號(hào)并省略說明。圖6是第三實(shí)施方式中的主要部分的剖視圖。此外，在圖6中，為 了使說明易于理解，省略上述室61 (參考圖3A和圖3B)等的記載。如圖6所示，在永久磁鐵100上設(shè)置有磁性體(第一磁性體)101。該磁性體101 由實(shí)施了鍍鎳的Fe或磁性不銹鋼(SUS430)等構(gòu)成。永久磁鐵100為圓板狀，被形成為大于永久磁鐵100的外徑。在本實(shí)施方式中，在實(shí)現(xiàn)與上述第二實(shí)施方式同樣的效果的同時(shí)，在永久磁鐵100 上形成磁性體101，從而在磁性體101的內(nèi)部沿著其中心軸配置有磁力線，因此能夠提高從 永久磁鐵100延伸的磁力線B3的垂直性。也就是，由于能夠增加相對(duì)于基板W的表面垂直 的磁場(chǎng)分量，因此在磁性膜14、16(參考圖1)的成膜工序中，能夠進(jìn)一步降低磁性層14的 磁化方向的偏差。(第四實(shí)施方式)接下來，說明本發(fā)明的第四實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，關(guān)于以包圍基板周圍的方 式設(shè)置有第二磁性體這點(diǎn)，與第二實(shí)施方式不同，對(duì)與第二實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同 的符號(hào)并省略說明。圖7是第四實(shí)施方式中的主要部分的剖視圖。此外，在圖7中，為了使 說明易于理解，省略上述室61 (參考圖3A和圖3B)等的記載。如圖7所示，在磁性體101上設(shè)置有軛(第二磁性體)103。該軛103與上述磁性 體101同樣由實(shí)施了鍍鎳的Fe或磁性不銹鋼(SUS430)等構(gòu)成。軛103被形成為在磁性體 101的外周部分垂直豎立于磁性體101的表面，并遍及磁性體101的整個(gè)外周。因此，軛103 被配置為包圍基板W的周圍。在本實(shí)施方式中，在實(shí)現(xiàn)與上述第二實(shí)施方式同樣的效果的同時(shí)，通過在磁性體 101上配置軛103，從而在軛103的內(nèi)側(cè)沿著其中心軸配置有磁力線，因此能夠進(jìn)一步提高 從永久磁鐵100延伸的磁力線B4的垂直性。也就是，由于能夠增加相對(duì)于基板W的表面垂 直的磁場(chǎng)分量，因此在磁性膜14 (參考圖1)的成膜工序中，能夠進(jìn)一步降低磁性層14的磁 化方向的偏差。(平行度測(cè)定試驗(yàn))本申請(qǐng)的發(fā)明人使用包括上述各實(shí)施方式中的磁場(chǎng)施加單元的濺射裝置，進(jìn)行了 測(cè)定磁場(chǎng)相對(duì)于基板的法線方向的平行度的試驗(yàn)。本試驗(yàn)中的平行度的測(cè)定是在距離磁場(chǎng) 施加單元5mm左右的基板的表面位置上，使用霍爾元件并通過三維磁場(chǎng)測(cè)定器來進(jìn)行的。 另外，對(duì)于本試驗(yàn)中的磁場(chǎng)的測(cè)定部位，按照磁場(chǎng)相對(duì)于基板中心為軸對(duì)稱來考慮，在從基 板表面上的基板中心到外周(距外周邊2mm左右的位置)的區(qū)間中，沿著半徑方向進(jìn)行測(cè) 定。此外，測(cè)定是針對(duì)于基板上相正交的兩個(gè)方向來進(jìn)行的。此外，各條件A C中的測(cè)定條件如下所示。條件A 僅永久磁鐵(外徑300mm、厚度5mm)(與圖5A和圖5B所示的第二實(shí)施方 式同樣的結(jié)構(gòu))；條件B 永久磁鐵(外徑300mm、厚度5mm) +磁性體(Fe 外徑300mm、厚度 1. 5mm)(與圖6所示的第三實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu))；條件C 永久磁鐵(外徑300mm、厚度 5mm) +磁性體(Fe 外徑300mm、厚度1. 5mm) +軛(Fe 內(nèi)徑330mm、寬度20mm、高度30mm)(與 圖7所示的第四實(shí)施方式同樣的結(jié)構(gòu))。圖8是示出平行度的定義的說明圖。如圖8所示，平行度是指在基板W的各點(diǎn)上，垂直于面的法線與磁力線BO的切線 方向所形成的角度θ。也就是，角度θ如果為0度，則為相對(duì)于基板W垂直的磁場(chǎng)。實(shí)際 上，從基板的中心0來假設(shè)軸對(duì)稱坐標(biāo)系，測(cè)定相對(duì)于基板W的表面垂直的磁場(chǎng)分量Bs與 平行的磁場(chǎng)分量Bh，并根據(jù)arctan(Bh/BS)求出角度θ。圖9示出平行度(度)沿距基板中心的距離(mm)的分布。
如圖9所示，在條件A C中的任何一種情況下，隨著從基板的中心(Omm)趨向外 周，平行度都處于增加的趨勢(shì)，在條件A的情況下，在基板的最外周(148mm)能夠?qū)⑵叫卸?抑制到11度左右。另外，在條件B的情況下，能夠?qū)⑵叫卸纫种频?度左右?？梢哉J(rèn)為這 是由于在永久磁鐵上配置磁性體，從而在磁性體的內(nèi)部沿著其中心軸配置有磁力線，因此 提高了從永久磁鐵延伸的磁力線的垂直性。更進(jìn)一步地，在條件C的情況下，能夠?qū)⒒遄钔庵艿钠叫卸纫种频?mm左右，能 夠大幅地降低磁化方向的偏差?？梢哉J(rèn)為這是由于在磁性體的外周部分配置包圍基板的 軛，從而在軛的內(nèi)側(cè)沿著其中心軸配置有磁力線，因此特別提高了基板外周部分的磁力線 的垂直性。根據(jù)以上結(jié)果，通過如上所述的永久磁鐵對(duì)基板的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的 磁場(chǎng)，例如在垂直磁化方式的磁性層的成膜過程中，能夠在使磁性層的磁化方向相對(duì)于基 板表面垂直對(duì)齊的同時(shí)，進(jìn)行成膜。據(jù)此，能夠提高磁性層的膜特性和晶體取向，并提高磁 性層的磁化方向的垂直性，抑制磁性層的磁化方向的偏差，因此能夠獲得高M(jìn)R。以上，參考附圖對(duì)本發(fā)明所述的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，當(dāng)然本發(fā)明并不限定 于所述的例子。在上述例子中示出的各結(jié)構(gòu)部件或組合等為一例，在不脫離本發(fā)明宗旨的 范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求等，可以進(jìn)行各種變更。例如，在上述各實(shí)施方式中，對(duì)使用永久磁鐵作為磁場(chǎng)施加單元的情況進(jìn)行了說 明，但也可以采用諸如使用電磁鐵來代替永久磁鐵的結(jié)構(gòu)。另外，在上述各實(shí)施方式中，對(duì) 磁性多層膜之中形成隧道接合元件中的磁性層的情況進(jìn)行了說明，但是并不限于磁性層， 也可以針對(duì)各種成膜材料采用上述各實(shí)施方式。圖10、11是示出磁場(chǎng)施加單元的其他結(jié)構(gòu)的俯視圖。在上述各實(shí)施方式中，對(duì)使用圓板狀或環(huán)狀的永久磁鐵的情況進(jìn)行了說明，但是 可以適當(dāng)?shù)刈兏O(shè)計(jì)，如圖10所示，使用矩形的永久磁鐵105等。另外，在上述各實(shí)施方式 中，對(duì)使用圓板狀的基板W (例如參考圖3A和圖3B)的情況進(jìn)行了說明，但是可以適當(dāng)?shù)刈?更設(shè)計(jì)，如圖11所示，使用矩形的基板106等。此外，在圖10、11的任何一種結(jié)構(gòu)中，從提 高磁場(chǎng)的垂直性的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選將永久磁鐵105的外徑設(shè)定為基板W、105的外徑以上。(第五實(shí)施方式)接下來，根據(jù)

本發(fā)明的第五實(shí)施方式。此外，在以下說明所使用的各附圖 中，為了使各部件為可識(shí)別的大小，適當(dāng)改變了各部件的比例尺。(磁性多層膜)首先，對(duì)作為包含磁性層的多層膜的一例的MRAM所使用的隧道接合元件進(jìn)行說 明。圖12是隧道接合元件的側(cè)面剖視圖。隧道接合元件210是在基板W上主要層壓有磁性層(固定層)216，由MgO等構(gòu)成 的隧道勢(shì)壘層215，磁性層(自由層)214，以及由PtMn、IrMn等構(gòu)成的反鐵磁性層(未圖 示)的垂直磁化方式的隧道接合元件210。此外，磁性層214、216的構(gòu)成材料可以采用例如 FePt, TbFeCo, Co/Pd、Fe/EuO、Co/Pt、Co/Pd、CoPtCr-SiO2, CoCrTaPt, CoCrPt 等。另外，隧 道接合元件210實(shí)際上還層壓有上述以外的功能層，成為15層左右的多層結(jié)構(gòu)。磁性層(固定層)214是其磁化方向被固定為相對(duì)于基板W的表面相垂直的層，具體而言，相對(duì)于基板W的表面，朝向上方被固定。另一方面，磁性層(自由層)214是其磁化 方向按照外部磁場(chǎng)的方向進(jìn)行變化的層，相對(duì)于磁性層(固定層)214的磁化方向可以平行 或反平行地反轉(zhuǎn)。根據(jù)固定層216和自由層214這兩者的磁化方向是相互平行還是反平行， 隧道接合元件210的電阻值會(huì)有所不同。通過在MRAM(未圖示)中包含這樣的隧道接合元 件210，能夠使磁性體的磁化方向具有“0”、“ 1”的信息，因此能夠讀出或改寫“ 1”或“0”。(磁性多層膜的制造裝置)圖13是本實(shí)施方式所述的磁性多層膜的制造裝置(以下，稱為制造裝置)的概要 結(jié)構(gòu)圖。如圖13所示，本實(shí)施方式的制造裝置220是以基板搬送室226為中心按放射狀配 置有基板預(yù)處理室225和多個(gè)濺射裝置221 224的制造裝置，是一貫執(zhí)行構(gòu)成例如上述 隧道接合元件的磁性多層膜的預(yù)處理和成膜工序的集群式制造裝置220。具體而言，制造裝置220包括執(zhí)行基板W的預(yù)處理工序的基板預(yù)處理室225、保 持成膜前的基板W的基板盒室227、執(zhí)行反鐵磁性層的成膜工序的第一濺射裝置221、執(zhí)行 磁性層(固定層)216的成膜工序的第二濺射裝置(濺射裝置)222、執(zhí)行隧道勢(shì)壘層215的 成膜工序的第三濺射裝置223、以及執(zhí)行磁性層(自由層)216的成膜工序的第四濺射裝置 (濺射裝置)224。在上述制造裝置220中，在基板預(yù)處理室225中實(shí)施了必要的基板預(yù)處理之后，在 各濺射裝置221 224中，在基板W上形成有磁性層216、隧道勢(shì)壘層215、磁性層214等磁 性多層膜。這樣，集群式制造裝置220不會(huì)使提供到制造裝置220的基板W暴露于大氣中， 而能夠在基板W上形成磁性多層膜。此外，在磁性多層膜上形成抗蝕圖，通過刻蝕使磁性多 層膜形成規(guī)定形狀之后，去掉抗蝕圖，從而形成隧道接合元件210。(濺射裝置)在此，對(duì)作為本實(shí)施方式所述的濺射裝置的、執(zhí)行磁性多層膜之中的磁性層214、 216的成膜工序的第二、第四濺射裝置222、224進(jìn)行說明。此外，由于本實(shí)施方式的第二、 第四濺射裝置222、224是大致相同的結(jié)構(gòu)，因此在以下說明中對(duì)第二濺射裝置222進(jìn)行說 明，省略第四濺射裝置224的說明。另外，在以下說明中，將第二濺射裝置222作為濺射裝 置222進(jìn)行說明。圖14A是本實(shí)施方式所述的濺射裝置的立體圖，圖14B是沿圖14A的A-A線的側(cè) 面剖視圖。另外，圖15是主要部分的剖視圖。如圖14A和圖14B所示，濺射裝置222是將載置基板W的基板臺(tái)262和包含成膜 材料的靶264的濺射陰極265配設(shè)在規(guī)定位置而構(gòu)成的。在上述第一濺射裝置221中經(jīng)過 反鐵磁性層的成膜工序的基板W，經(jīng)由未圖示的搬入口，從基板搬送室226被搬送至濺射裝 置 222。如圖14B所示，濺射裝置222包括由Al合金或不銹鋼等金屬材料形成為箱型的室 261。在室261的底面附近的中央部設(shè)置有載置基板W的基板臺(tái)262。基板臺(tái)262通過未圖 示的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使其旋轉(zhuǎn)軸262a與基板W的中心0 —致，能夠以任意的轉(zhuǎn)速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。據(jù) 此，能夠使載置在基板臺(tái)262上的基板W與其表面相平行地旋轉(zhuǎn)。此外，本實(shí)施方式的基板 W使用基板尺寸例如為外徑300mm的硅片。以包圍上述基板臺(tái)262和濺射陰極265的方式設(shè)置有由不銹鋼等構(gòu)成的防護(hù)板(側(cè)部防護(hù)板271和下部防護(hù)板272)。側(cè)部防護(hù)板271形成為圓筒狀，被配設(shè)為其中心軸 與基板臺(tái)262的旋轉(zhuǎn)軸262a—致。另外，從側(cè)部防護(hù)板271的下端部到基板臺(tái)262的外周 邊設(shè)置有下部防護(hù)板272。該下部防護(hù)板272與基板W的表面相平行地形成，被配設(shè)為其中 心軸與基板臺(tái)262的旋轉(zhuǎn)軸262a —致。由基板臺(tái)262、下部防護(hù)板272和側(cè)部防護(hù)板271、以及室261的頂面所包圍的空 間形成為對(duì)基板W進(jìn)行濺射處理的濺射處理室270 (濺射室)。該濺射處理室270為軸對(duì)稱 形狀，其對(duì)稱軸與基板臺(tái)262的旋轉(zhuǎn)軸262a —致。據(jù)此，能夠?qū)錡的各部分進(jìn)行均質(zhì) 的濺射處理，能夠降低膜質(zhì)分布和磁化方向的偏差。在室261的頂面附近的周邊部，沿著基板臺(tái)262的旋轉(zhuǎn)軸262a的周圍(基板W的 周向)等間隔地配置有多個(gè)(例如四個(gè))濺射陰極265。各濺射陰極265與未圖示的外部電源(電源)連接，保持于負(fù)電位。在各濺射陰 極265的表面上分別配置有靶264。靶264為圓板形狀，由上述磁性層214的成膜材料和襯 底膜的成膜材料等可層壓為磁性多層膜的多種成膜材料構(gòu)成。而且，各靶的材料可以適當(dāng) 地變更。另外，也可以是在所有的濺射陰極上都配置同一材料(例如磁性層的成膜材料) 的靶的結(jié)構(gòu)。另外，上述濺射陰極265相對(duì)于載置在基板臺(tái)262上的基板W的法線傾斜配設(shè)。 即，安裝在濺射陰極265上的靶264被配置為，通過其表面的中心點(diǎn)T的法線(中心軸)264a 相對(duì)于基板W的旋轉(zhuǎn)軸262a，以例如角度θ傾斜，靶264的法線264a與基板W的表面在基 板W的周邊部分相交叉。在濺射裝置222的外部，設(shè)置有向?yàn)R射處理室270內(nèi)供給濺射氣體的濺射氣體供 給單元(氣體供給單元)273。該濺射氣體供給單元273向?yàn)R射處理室270內(nèi)供給氬氣(Ar) 等濺射氣體。濺射氣體供給單元273被構(gòu)成為與形成濺射處理室270的側(cè)部防護(hù)板271的上部 連接，向?yàn)R射處理室270內(nèi)的靶264的附近供給濺射氣體。此外，從濺射氣體供給單元273 也可以供給O2等反應(yīng)氣體。另外，在室261的側(cè)面設(shè)置有排氣口 269。該排氣口 269與未 圖示的排氣泵(排氣單元)連接。(基板臺(tái))接下來，對(duì)上述基板臺(tái)262進(jìn)行更詳細(xì)的說明。圖15是基板臺(tái)的立體圖，圖16是相當(dāng)于圖15的C-C'線的剖視圖。另外，圖17 是對(duì)從磁場(chǎng)施加單元產(chǎn)生的磁力線進(jìn)行說明的說明圖。如圖15、16所示，上述基板臺(tái)262包括臺(tái)主體230以及升降桿232。臺(tái)主體230 是由SUS等構(gòu)成的圓板形狀的部件，由基礎(chǔ)部233和蓋部234組成?；A(chǔ)部233是有底筒 狀部件，其從具有圓板形狀的底部235的外周邊豎立設(shè)置有圓筒部236，由底部235和圓筒 部236所包圍的區(qū)域構(gòu)成為剖視呈凹狀的收容部237。在收容部237內(nèi)收容有第一磁場(chǎng)施加單元238。該第一磁場(chǎng)施加單元238由永久 磁鐵等構(gòu)成，被形成為具有與收容部237的內(nèi)徑相同的外徑的圓板形狀。第一磁場(chǎng)施加單 元238被配置為其中心軸與基板臺(tái)262的旋轉(zhuǎn)軸262a—致，也就是第一磁場(chǎng)施加單元238 的中心軸與基板W的中心0 —致。第一磁場(chǎng)施加單元238用于從載置在臺(tái)主體230上的基 板W的背面?zhèn)?，?duì)基板W的表面施加大致垂直的磁場(chǎng)，其內(nèi)部的磁化方向與基板W的厚度方向(法線方向)一致。因此，如圖17所示，從第一磁場(chǎng)施加單元238延伸的磁力線B，從第一磁場(chǎng)施加單 元238的N極(例如上面?zhèn)?大致垂直地穿過基板W的表面之后，在基板W的外周轉(zhuǎn)回并 向著S極(例如下面?zhèn)?而形成。此時(shí)，從第一磁場(chǎng)施加單元238產(chǎn)生的磁力線B，具有相 對(duì)于基板W的表面垂直(法線方向)的磁場(chǎng)分量，被垂直地施加于基板W的表面。另外，如圖15、16所示，第一磁場(chǎng)施加單元238的外徑被形成為大于基板W的外徑 (例如300mm)。據(jù)此，能夠?qū)錡的表面施加均勻的磁場(chǎng)。此外，只要第一磁場(chǎng)施加單元 的外徑在基板的外徑以上，就可以適當(dāng)?shù)刈兏O(shè)計(jì)。另外，第一磁場(chǎng)施加單元優(yōu)選為一體的 永久磁鐵，但是也可以使用多個(gè)永久磁鐵來構(gòu)成基板外徑以上的永久磁鐵。例如，也可以是 在中心配置圓板狀的永久磁鐵，并配置多個(gè)環(huán)狀的永久磁鐵以包圍其周圍的結(jié)構(gòu)。此時(shí)，優(yōu) 選地，各永久磁鐵間的間隔為Imm以下。在第一磁場(chǎng)施加單元238的上面配置有第一磁性體239。該第一磁性體239由實(shí) 施了鍍鎳的Fe或磁性不銹鋼(SUS430)等構(gòu)成。第一磁性體239被形成為具有與第一磁場(chǎng) 施加單元238相同的外徑，且比第一磁場(chǎng)施加單元238更薄。在第一磁性體239的上面設(shè)置有覆蓋第一磁性體239的蓋部234。該蓋部234是圓板形狀的部件，被形成為外徑與基礎(chǔ)部233中的圓筒部236的內(nèi) 徑相同，厚度S例如為5mm左右。通過在收容部237內(nèi)的第一磁性體239的上面配置蓋部 234，來堵塞收容部237的開口。蓋部234的上面形成為平坦面，并構(gòu)成為載置基板W的基 板載置面234a。此外，在臺(tái)主體230的外周部分，圓筒部236的端面從蓋部234的上面位置 突出出來。在臺(tái)主體230的旋轉(zhuǎn)軸262a與外周之間，沿著臺(tái)主體230的周向，等間隔地形成 有多個(gè)(例如三個(gè))貫通孔240。該貫通孔240是例如內(nèi)徑D為IOmm左右的圓孔，在包括 第一磁場(chǎng)施加單元238和第一磁性體239的臺(tái)主體230的厚度方向(軸向)上貫通。在各貫通孔240中插通有沿臺(tái)主體230的厚度方向可上下移動(dòng)的多根(例如三 根)升降桿232 (232a 232c)。各升降桿232a 232c是圓柱形狀的物體，其豎立設(shè)置于 被設(shè)置在臺(tái)主體230下方的升降板241上，被形成為外徑E例如為8mm左右。通過使升降 板241上下移動(dòng)，從而使各升降桿232a 232c同時(shí)上下移動(dòng)。各升降桿232a 232c在 其上端面支撐基板W的背面，通過使各升降桿232a 232c上升并從臺(tái)主體230的上面突 出出來，從而執(zhí)行搬入到室261內(nèi)的基板W的接收、以及從室261內(nèi)搬出的基板W的交付。在此，在各升降桿232的前端部分內(nèi)置有第二磁場(chǎng)施加單元242。該第二磁場(chǎng)施 加單元242是由永久磁鐵等構(gòu)成的圓柱形狀的物體，被形成為厚度與上述第一磁場(chǎng)施加單 元238的厚度相同，同時(shí)其內(nèi)部的磁化方向與第一磁場(chǎng)施加單元238內(nèi)部的磁化方向一致。 也就是，如圖17所示，從第二磁場(chǎng)施加單元242延伸的磁力線B也與第一磁場(chǎng)施加單元238 同樣，從其N極(例如上面?zhèn)?大致垂直地穿過基板W的表面之后，在基板W的外周轉(zhuǎn)回并 向著S極(例如下面?zhèn)?而形成。如圖15、16所示，在第二磁場(chǎng)施加單元242的上面配置有由與上述第一磁性體239 同樣的材質(zhì)構(gòu)成的第二磁性體243。該第二磁性體243被形成為具有與第二磁場(chǎng)施加單元 242相同的外徑，而厚度與第一磁性體239的厚度相同。升降桿232可配置為，當(dāng)基板W被載置在臺(tái)主體230的基板載置面234a上時(shí)，升降桿232的前端部分存在于貫通孔240內(nèi)。即，可在與基板W的背面之間隔開間隙來配置 升降桿232的前端面。此時(shí)，可配置為，使內(nèi)置在升降桿232中的第二磁場(chǎng)施加單元242的 上端面與收容在臺(tái)主體230中的第一磁場(chǎng)施加單元238的各自的上端面位于同一平面上。 此外，升降桿232可通過上述基板臺(tái)262的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，與基板臺(tái)262 —起旋轉(zhuǎn)。如此，本實(shí)施方式的濺射裝置222的基板臺(tái)262，在上述第一磁場(chǎng)施加單元238之 外，在臺(tái)主體230的貫通孔240內(nèi)，還存在與第一磁場(chǎng)施加單元238內(nèi)部的磁化方向具有同 一磁化方向的第二磁場(chǎng)施加單元242。也就是，被構(gòu)成為，在遍及基板W的背面?zhèn)鹊拇笾抡?個(gè)面上，配置有將基板W的厚度方向作為磁化方向的磁場(chǎng)施加單元238、242。另外，各升降桿232a 232c在其升降板241側(cè)，通過支撐部件244相互連接。該 支撐部件244是與各升降桿232a 232c的軸向相正交而延伸設(shè)置的棒狀部件。支撐部 件244通過其兩端被架設(shè)在兩根升降桿232a、232b之間，例如其一端與多根升降桿232a 232c之中的一根升降桿232a的周面相連接，另一端與和升降桿232a相鄰的升降桿232b的 周面相連接。因此，各升降桿232a 232c通過三根支撐部件244被彼此連接，用以防止了 各升降桿232a 232c朝徑向歪倒等。此外，支撐部件并不限于棒狀部件。(成膜方法)接下來，對(duì)利用本實(shí)施方式的濺射裝置的成膜方法進(jìn)行說明。此外，在以下說明 中，在上述磁性多層膜之中，主要對(duì)由濺射裝置222執(zhí)行的磁性層214的成膜方法進(jìn)行說 明。首先，如圖15、16所示，將在第一濺射裝置221內(nèi)經(jīng)過反鐵磁性層等的成膜的基板 W搬送到濺射裝置222內(nèi)。具體而言，首先使升降桿232上升，使升降桿232從臺(tái)主體230 的上面突出出來。通過上升的升降桿232，接收從第一濺射裝置221搬送的基板W。接著，在由升降桿232的前端面支撐基板W的背面的狀態(tài)下，使升降桿232下降并 將基板W載置在臺(tái)主體230的基板載置面234a上。此時(shí)，優(yōu)選地，在內(nèi)置于升降桿232的 第二磁場(chǎng)施加單元242與內(nèi)置于臺(tái)主體230的第一磁場(chǎng)施加單元238的上端面處于同一平 面的位置上，使升降桿232的下降停止。然而，在使升降桿232下降時(shí)，例如由于第一磁場(chǎng) 施加單元238的上面?zhèn)鹊拇艠O與第二磁場(chǎng)施加單元242的下面?zhèn)鹊拇艠O不同，因此在各磁 場(chǎng)施加單元238、242之間產(chǎn)生吸引力，并有可能導(dǎo)致升降桿232倒下。因此，分別通過支撐 部件244來連接各升降桿232a 232c，從而即使在各磁場(chǎng)施加單元238、242之間產(chǎn)生吸引 力時(shí)，也能夠防止各升降桿232a 232c歪倒。據(jù)此，也不會(huì)阻礙升降桿232的移動(dòng)。在基板載置面234a上載置基板W之后，通過旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使基板臺(tái)262與升降桿232 一起以規(guī)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。接著，通過真空泵將濺射處理室270內(nèi)抽真空后，從濺射氣體供給 單元273向?yàn)R射處理室270內(nèi)導(dǎo)入氬氣等濺射氣體。由與濺射陰極265連接的外部電源對(duì) 靶264施加電壓。這樣一來，在濺射處理室270內(nèi)由等離子體激發(fā)的濺射氣體的離子與靶 264碰撞，成膜材料的粒子從靶264中飛出，并附著到基板W上。由此，磁性層214成膜在基 板W的表面上(參考圖12)。此時(shí)，通過使靶264附近產(chǎn)生高密度等離子體，能夠使成膜速 度高速化。在本實(shí)施方式中，在磁性層214的成膜工序中，通過設(shè)置在基板W周圍的第一磁場(chǎng) 施加單元238和第二磁場(chǎng)施加單元242，產(chǎn)生相對(duì)于基板W的表面垂直的磁場(chǎng)的同時(shí)，進(jìn)行成膜。如果通過第一磁場(chǎng)施加單元238施加磁場(chǎng)，則從第一磁場(chǎng)施加單元238延伸的磁 力線B向基板W的表面垂直射入。具體而言，從第一磁場(chǎng)施加單元238延伸的磁力線B從 N極(上面?zhèn)?產(chǎn)生并大致垂直地穿過基板W的表面之后，射入第一磁場(chǎng)施加單元238的S 極(下面?zhèn)?。從靶264中飛出的磁性層214的成膜材料的粒子受到相對(duì)于基板W的表面 垂直的磁場(chǎng)，并在基板W的表面上堆積。此時(shí)，通過在第一磁場(chǎng)施加單元238的上面配置第 一磁性體239，從而在第一磁性體239的內(nèi)部沿著其中心軸配置有磁力線，因此能夠提高從 第一磁場(chǎng)施加單元238延伸的磁力線B相對(duì)于基板W表面的垂直性。也就是，能夠增加相 對(duì)于基板W的表面垂直的磁場(chǎng)分量。此外，優(yōu)選地，通過各磁場(chǎng)施加單元238、242所施加的 磁場(chǎng)，在基板W的表面的各部分中為50 (Oe)以上。另外，優(yōu)選地，根據(jù)使用的成膜材料，設(shè) 定退火條件用以提高磁性層214在面內(nèi)的磁化方向的垂直性。在磁性層214被成膜之后，向第三濺射裝置223搬送基板W。具體而言，在由升降 桿232的前端面支撐基板W的狀態(tài)下，使升降桿232上升至基板W的交付位置，交付基板W。 在此，在使升降桿232上升時(shí)，與上述使升降桿232下降時(shí)同樣，例如由于第一磁場(chǎng)施加單 元238的上端側(cè)的磁極與第二磁場(chǎng)施加單元242的下端側(cè)的磁極不同，因此在各磁場(chǎng)施加 單元238、242之間產(chǎn)生吸引力，有可能導(dǎo)致升降桿232倒下。因此，分別通過支撐部件244 來連接各升降桿232a 232c，從而即使在各磁場(chǎng)施加單元238、242之間產(chǎn)生吸引力時(shí)，也 能夠防止各升降桿232a 232c歪倒。據(jù)此，也不會(huì)阻礙升降桿232的移動(dòng)。然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中，如圖18所示，由于在臺(tái)主體301上設(shè)置升降桿302的關(guān) 系，所以必須形成使升降桿302插通臺(tái)主體301和磁場(chǎng)施加單元303的貫通孔304。因此， 在貫通孔304內(nèi)，按照貫通孔304的外徑大小，形成不存在磁場(chǎng)施加單元303的空間。此時(shí)，在磁場(chǎng)施加單元303的外周部分的區(qū)域中，從磁場(chǎng)施加單元303產(chǎn)生的磁力 線B'大致垂直地穿過基板W的表面，對(duì)基板W的表面施加大致垂直的磁場(chǎng)。另一方面，在 貫通孔304附近的區(qū)域中，從磁場(chǎng)施加單元303延伸的磁力線B'彎曲延伸。在距離貫通孔 304更近的區(qū)域中，從磁場(chǎng)施加單元303產(chǎn)生的磁力線B'通過貫通孔304轉(zhuǎn)回到磁場(chǎng)施加 單元303的背面?zhèn)?。也就是，在基板W上的貫通孔304的附近區(qū)域中，施加到基板W表面的 磁場(chǎng)方向產(chǎn)生偏差。更進(jìn)一步地，存在這樣的問題在貫通孔304的中央?yún)^(qū)域中，有可能會(huì) 被施加與貫通孔304的周圍區(qū)域相反的磁場(chǎng)。其結(jié)果在磁性層214、216(參考圖12)中，磁 化方向在面內(nèi)產(chǎn)生偏差，成為引起MR比下降和面內(nèi)偏差的原因。因此，在本實(shí)施方式中，除了收容在臺(tái)主體230中的第一磁場(chǎng)施加單元238以外， 還在升降桿232的內(nèi)部內(nèi)置有與第一磁場(chǎng)施加單元238的內(nèi)部具有同一磁化方向的第二 磁場(chǎng)施加單元242。也就是，在第一磁場(chǎng)施加單元238的貫通孔240內(nèi)，存在有與第一磁場(chǎng) 施加單元238的內(nèi)部具有同一磁化方向的第二磁場(chǎng)施加單元242。如果與第一磁場(chǎng)施加單 元238 —起，通過第二磁場(chǎng)施加單元242對(duì)基板W的表面施加磁場(chǎng)，則從第二磁場(chǎng)施加單元 242延伸的磁力線B向基板W的表面垂直射入。具體而言，從第二磁場(chǎng)施加單元242延伸 的磁力線B與第一磁場(chǎng)施加單元238同樣，從N極(上面?zhèn)?產(chǎn)生并大致垂直地穿過基板 W的表面之后，射入第二磁場(chǎng)施加單元242的S極(下面?zhèn)?。在從第一磁場(chǎng)施加單元238延伸的磁力線B之中，從貫通孔240的附近區(qū)域延伸 的磁力線B，與從存在于貫通孔240內(nèi)的第二磁場(chǎng)施加單元242延伸的磁力線互相排斥，從而大致垂直地穿過基板W的表面。另外，在基板W上的貫通孔240的中央?yún)^(qū)域中，從第二磁 場(chǎng)施加單元242延伸的磁力線B也大致垂直地穿過基板W的表面。此時(shí)，通過在第二磁場(chǎng) 施加單元242的上面配置第二磁性體243，從而與上述第一磁性體239同樣，由于在第二磁 性體243的內(nèi)部沿著其中心軸配置有磁力線，因此能夠提高從第二磁場(chǎng)施加單元242延伸 的磁力線B相對(duì)于基板W表面的垂直性。也就是，能夠增加相對(duì)于基板W的表面垂直的磁 場(chǎng)分量。其結(jié)果是由于能夠?qū)錡的整個(gè)表面施加垂直的磁場(chǎng)，因此能夠在磁性層214 的成膜過程中，磁性層214的磁化方向能夠相對(duì)于基板W的表面變?yōu)榇怪钡貋磉M(jìn)行成膜。如此，根據(jù)本實(shí)施方式，通過在升降桿232上設(shè)置與設(shè)置于臺(tái)主體230的第一磁場(chǎng) 施加單元238的內(nèi)部具有同一磁化方向的第二磁場(chǎng)施加單元242，從而在形成在臺(tái)主體230 上的貫通孔240內(nèi)，存在有與第一磁場(chǎng)施加單元238的內(nèi)部具有同一磁化方向的第二磁場(chǎng) 施加單元242。據(jù)此，能夠在貫通孔240內(nèi)使不存在磁場(chǎng)施加單元238、242的空間縮小。因 此，能夠?qū)錡的整個(gè)表面施加垂直的磁場(chǎng)。另外，通過在各磁場(chǎng)施加單元238、242的上面分別配置磁性體39、43，從而在磁性 體239、243的內(nèi)部沿著其中心軸配置有磁力線，因此能夠提高施加在基板W表面上的磁場(chǎng) 的垂直性。更進(jìn)一步地，在成膜工序時(shí)，可將第一磁場(chǎng)施加單元238與第二磁場(chǎng)施加單元242 各自的上端面配置在同一平面上，從而能夠提高施加在基板W表面上的磁場(chǎng)的垂直性。也就是，由于能夠增加相對(duì)于基板W的表面垂直的磁場(chǎng)分量，因此在磁性層214、 216(參考圖12)的成膜工序中，能夠進(jìn)一步降低磁性層214的磁化方向在面內(nèi)的偏差。在此，如圖12所示，對(duì)于現(xiàn)有的垂直磁化方式的隧道接合元件210，實(shí)際情況是無 法獲得上述那樣期望的MR比。作為其原因，可以舉出例如無法充分控制磁性層214、216中 磁化方向在面內(nèi)的偏差。由于以往在形成垂直磁化膜時(shí)不對(duì)磁化方向施加磁場(chǎng)，而僅僅利 用磁性層214、216垂直磁化的性質(zhì)來進(jìn)行制造，因此存在著成膜的磁性層214、216的磁化 方向在面內(nèi)產(chǎn)生偏差的問題。其結(jié)果是在磁性層214、216的成膜工序中，在磁性層214、216 中，在面內(nèi)產(chǎn)生磁化方向的偏差，成為引起MR比下降和面內(nèi)偏差的原因。與此相對(duì)，根據(jù)本實(shí)施方式的濺射裝置222，由于能夠?qū)錡的整個(gè)表面施加 垂直的磁場(chǎng)，因此能夠在以良好的精度對(duì)基板W的表面施加具有垂直磁場(chǎng)分量的磁場(chǎng)的同 時(shí)，進(jìn)行濺射成膜。因此，例如在磁性層214、216的成膜過程中，在基板W的整個(gè)面上，能夠 在使磁性層214、216的磁化方向按相對(duì)于基板W的表面垂直的方向?qū)R的同時(shí)，進(jìn)行成膜。 據(jù)此，能夠提高磁性層214、216的磁化方向的垂直性，因此能夠抑制磁性層214、216的磁化 方向在面內(nèi)的偏差。所以，能夠形成提高了磁性層214、216的磁化方向的面內(nèi)一致性的磁 性多層膜，因此能夠提供在遍及基板W的整個(gè)面上都有高M(jìn)R的隧道接合元件。以上，參考附圖對(duì)本發(fā)明所述的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行了說明，當(dāng)然本發(fā)明并不限定 于所述的例子。在上述例子中示出的各結(jié)構(gòu)部件或組合等為一例，在不脫離本發(fā)明宗旨的 范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求等，可以進(jìn)行各種變更。例如，在上述各實(shí)施方式中，對(duì)使用永久磁鐵作為各磁場(chǎng)施加單元的情況進(jìn)行了 說明，但也可以采用諸如使用電磁鐵來代替永久磁鐵的結(jié)構(gòu)。另外，在上述各實(shí)施方式中，對(duì)磁性多層膜之中形成隧道接合元件中的磁性層的 情況進(jìn)行了說明，但是并不限于磁性層，也可以針對(duì)各種成膜材料采用上述各實(shí)施方式。
更進(jìn)一步地，在上述實(shí)施方式中，對(duì)在濺射裝置中采用本發(fā)明的基板臺(tái)的情況進(jìn) 行了說明，但是在濺射裝置以外，也可以采用基板臺(tái)。例如，可以用于對(duì)載置在基板臺(tái)上的 基板的表面垂直地施加磁場(chǎng)的磁場(chǎng)測(cè)定器等。根據(jù)本發(fā)明的基板臺(tái)、包括該基板臺(tái)的濺射裝置以及成膜方法，例如在利用濺射 法進(jìn)行磁性層的成膜時(shí)，通過對(duì)基板的整個(gè)表面施加垂直的磁場(chǎng)，能夠抑制磁性層的磁化 方向的偏差，獲得高M(jìn)R比。
權(quán)利要求
一種基板臺(tái)，被配置在真空容器內(nèi)并具有載置基板的基板載置面，所述基板臺(tái)包括第一磁場(chǎng)施加單元，對(duì)所述基板施加磁場(chǎng)，所述第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向與所述基板的厚度方向一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板臺(tái)，所述第一磁場(chǎng)施加單元以包圍載置在所述基板載置 面上的基板的周圍的方式設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基板臺(tái)，所述第一磁場(chǎng)施加單元的中央，在所述基板載置面 的法線方向上可配置在與所述基板的表面相同的高度上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板臺(tái)，在載置在所述基板載置面上的基板的背面?zhèn)仍O(shè)置所 述第一磁場(chǎng)施加單元，所述第一磁場(chǎng)施加單元具有所述基板的外徑以上的大小。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板臺(tái)，進(jìn)一步包括第一磁性體，位于所述第一磁場(chǎng)施加單元與所述基板之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基板臺(tái)，進(jìn)一步包括 第二磁性體，以包圍所述基板的周圍的方式配置。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基板臺(tái)，進(jìn)一步包括 升降桿，相對(duì)于所述基板載置面來升降所述基板；以及 第二磁場(chǎng)施加單元，被設(shè)置在該升降桿上，所述第一磁場(chǎng)施加單元具有貫通孔，所述升降桿可滑動(dòng)地插通在所述貫通孔的內(nèi)部， 所述第二磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向與所述第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向一致。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基板臺(tái)，在所述基板被載置在所述基板載置面上的狀態(tài)下， 所述第一磁場(chǎng)施加單元的上端面與所述第二磁場(chǎng)施加單元的上端面可配置在同一平面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基板臺(tái)，包括 多根所述升降桿；以及支撐部件，將所述各升降桿相互連接， 所述第一磁場(chǎng)施加單元具有多個(gè)所述貫通孔， 所述各升降桿分別配置在所述各貫通孔中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基板臺(tái)，進(jìn)一步包括磁性體，位于所述第一磁場(chǎng)施加單元和所述基板之間以及所述第二磁場(chǎng)施加單元和所 述基板之間。
11.一種濺射裝置，包括權(quán)利要求1 10的任一項(xiàng)所述的基板臺(tái)；濺射陰極，相對(duì)于載置在所述基板載置面上的基板的法線傾斜配置； 濺射室，配置有所述基板臺(tái)和所述濺射陰極； 真空排氣單元，進(jìn)行該濺射室內(nèi)的真空排氣； 氣體供給單元，向所述濺射室內(nèi)供給濺射氣體；以及 電源，對(duì)所述濺射陰極施加電壓。
12.—種成膜方法，在通過第一磁場(chǎng)施加單元，對(duì)載置在基板臺(tái)上的基板，使該第一磁 場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向與所述基板的厚度方向一致地來施加磁場(chǎng)的同時(shí)，在所述基板的表面上進(jìn)行濺射處理，所述基板臺(tái)被配置在真空容器內(nèi)并具有載置基板的基板載置
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的成膜方法，所述第一磁場(chǎng)施加單元以包圍所述基板的周圍 的方式設(shè)置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的成膜方法，所述第一磁場(chǎng)施加單元被設(shè)置在所述基板的背 面?zhèn)?，且具有所述基板的外徑以上的大小?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的成膜方法，通過第二磁場(chǎng)施加單元對(duì)所述基板施加磁場(chǎng)， 使所述第一磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向與所述第二磁場(chǎng)施加單元的內(nèi)部的磁化方向 一致，且將所述第一磁場(chǎng)施加單元的上端面與所述第二磁場(chǎng)施加單元的上端面配置在同一 平面上，而在所述基板上進(jìn)行濺射處理，所述第二磁場(chǎng)施加單元被設(shè)置在升降桿上，所述升 降桿可滑動(dòng)地插通在設(shè)置于所述第一磁場(chǎng)施加單元的貫通孔的內(nèi)部，相對(duì)于所述基板載置 面來升降所述基板。
16.一種成膜方法，使用權(quán)利要求12 15任意一項(xiàng)所述的成膜方法，形成垂直磁化膜， 所述垂直磁化膜用于形成隧道接合元件。
全文摘要
一種基板臺(tái)，被配置在真空容器內(nèi)并具有載置基板的基板載置面，包括對(duì)所述基板施加磁場(chǎng)的第一磁場(chǎng)施加單元，所述第一磁場(chǎng)施加單元內(nèi)部的磁化方向與所述基板的厚度方向一致。
文檔編號(hào)C23C14/14GK101910455SQ200980102039
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月15日
發(fā)明者沈國華, 菊地幸男 申請(qǐng)人:株式會(huì)社愛發(fā)科