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JP2008103026A - Forming method of metal protective film, and film-deposition system of metal protective film - Google Patents

Forming method of metal protective film, and film-deposition system of metal protective film Download PDF

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JP2008103026A
JP2008103026A JP2006284963A JP2006284963A JP2008103026A JP 2008103026 A JP2008103026 A JP 2008103026A JP 2006284963 A JP2006284963 A JP 2006284963A JP 2006284963 A JP2006284963 A JP 2006284963A JP 2008103026 A JP2008103026 A JP 2008103026A
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chamber
substrate
tantalum
metal
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JP2006284963A
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Tadashi Morita
正 森田
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Ulvac Inc
Original Assignee
Ulvac Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method of a metal protective film whose protective function of a metal material is enhanced and to provide a film-deposition system of the metal protective film. <P>SOLUTION: A control device 13 controls drive of respective chambers F1, F2, F3 and F4 and conveys a substrate 14 into the magnetic layer forming chamber F2 to form a magnetic layer 15 on the substrate 14. The control device 13 conveys the substrate 14 into a tantalum layer forming chamber F3 to coat the whole magnetic layer 15 with a tantalum layer 16 using an oblique incidence sputtering process. The control device 13 conveys the substrate 14 into the oxidation chamber F4 and exposes the entire surface of the tantalum layer 16 to oxygen radicals to oxidize the tantalum layer 16. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属保護膜の形成方法及び金属保護膜の成膜システムに関するものである。   The present invention relates to a metal protective film forming method and a metal protective film forming system.

一般的に、HDD(Hard Disk Drive)の読み取りヘッドやMRAM(Magneto resistive Random Access Memory)などの磁気デバイスには、Fe系合金などからなる磁性層が
備えられている。Fe系合金などからなる金属薄膜は、大気中に長く放置されたり、水や酸液中に長く浸されたりすると、容易に錆を発生して変質し、金属薄膜が本来有する性質を失ってしまう。
In general, magnetic devices such as HDD (Hard Disk Drive) read heads and MRAM (Magneto resistive Random Access Memory) are provided with a magnetic layer made of an Fe-based alloy or the like. When a metal thin film made of an Fe-based alloy is left in the atmosphere for a long time or is immersed in water or an acid solution for a long time, it easily generates rust and changes its properties and loses its original properties. .

一方、アルミニウムは、アルムニウム自身が酸化して、その表面に酸化アルムニウムからなる不動態層を形成し、大気中や水中においても錆を発生し難い材料となる。また、鉄にニッケルとクロムを添加したステンレス鋼も、表面に不導態層となる極薄のクロム酸化物層を形成し、錆を発生し難い材料となる。   On the other hand, aluminum is oxidized by aluminium itself to form a passive layer made of aluminum oxide on its surface, and becomes a material that hardly generates rust even in the air or in water. Further, stainless steel in which nickel and chromium are added to iron also forms an ultrathin chromium oxide layer serving as a non-conductive layer on the surface, and becomes a material that hardly generates rust.

そこで、特許文献1では、上記磁性層にクロム、ニオブ、タンタル、及びチタンからなる群より選ばれた少なくとも1種類の元素を添加し、磁性層の表面に酸素と結合した非磁性の金属酸化物層を形成する。これによって、磁性層の表面に極薄の不導体層を形成し、磁性層の磁気特性に影響を与えることなく、磁性層を化学的、機械的に保護する。
特開2001−134918号公報
Thus, in Patent Document 1, at least one element selected from the group consisting of chromium, niobium, tantalum, and titanium is added to the magnetic layer, and a nonmagnetic metal oxide bonded to oxygen on the surface of the magnetic layer. Form a layer. As a result, an extremely thin non-conductive layer is formed on the surface of the magnetic layer, and the magnetic layer is protected chemically and mechanically without affecting the magnetic properties of the magnetic layer.
JP 2001-134918 A

しかしながら、特許文献1では、磁性層の構成材料の中に不動態層の構成元素を添加させるため、磁性層の構成材料を限定させる必要があり、その適用範囲に限りがあった。また、不導体層の構成元素を磁性層の表面に積極的に偏析させるため、磁性層の構成材料の中に、さらにリン、ホウ素、ケイ素などを添加する。この結果、添加する各種元素の濃度分布にバラツキを招いて不導体層の厚さを制御し難くしていた。さらには、磁性層表面の酸化方法に関して何ら具体的に検討がなされていないため、酸化不足に起因した磁性層の腐食、あるいは過剰酸化に起因した磁気特性の劣化を招く虞があった。   However, in Patent Document 1, since the constituent element of the passive layer is added to the constituent material of the magnetic layer, it is necessary to limit the constituent material of the magnetic layer, and its application range is limited. Further, in order to positively segregate the constituent elements of the nonconductor layer on the surface of the magnetic layer, phosphorus, boron, silicon, or the like is further added to the constituent material of the magnetic layer. As a result, it has been difficult to control the thickness of the nonconductor layer by causing variations in the concentration distribution of various elements to be added. Furthermore, since no specific study has been made on the method for oxidizing the surface of the magnetic layer, there is a possibility that the magnetic layer may be corroded due to insufficient oxidation or the magnetic characteristics may be deteriorated due to excessive oxidation.

そこで、金属材料を変更することなく、金属薄膜の表面に別途極薄の不動態層を均一に形成できれば、対象となる金属薄膜の範囲を拡張させることができ、不導体層を独立して形成する分だけ、不導体層の膜厚や膜質の制御性を向上させることができる。ひいては、金属材料の特性(例えば、電気的特性、磁気的特性、形状、サイズ、光沢など)の保護性能を向上させることができる。   Therefore, if a separate ultrathin passive layer can be uniformly formed on the surface of the metal thin film without changing the metal material, the range of the target metal thin film can be expanded, and the nonconductive layer is formed independently. Therefore, the controllability of the film thickness and film quality of the nonconductive layer can be improved. As a result, the protection performance of the characteristics (for example, electrical characteristics, magnetic characteristics, shape, size, gloss, etc.) of the metal material can be improved.

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、金属材料の保護性能を向上させた金属保護膜の形成方法及び金属保護膜の成膜システムを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for forming a metal protective film and a film forming system for the metal protective film with improved protection performance of the metal material. is there.

上記目的を達成するため、請求項1に記載する金属保護膜の形成方法では、基板に金属層を形成する金属層形成工程と、斜め入射スパッタ法を用いて前記金属層に数原子層のタンタル層を被覆する被覆工程と、リモートプラズマ法を用いて前記タンタル層の表面を酸素ラジカルに晒して前記タンタル層を酸化する酸化工程と、を備えたことを要旨とする。   In order to achieve the above object, in the method for forming a metal protective film according to claim 1, a metal layer forming step of forming a metal layer on a substrate, and a tantalum of several atomic layers on the metal layer using an oblique incident sputtering method The gist of the invention includes a coating step for coating the layer and an oxidation step for oxidizing the tantalum layer by exposing the surface of the tantalum layer to oxygen radicals using a remote plasma method.

請求項1の構成によれば、タンタルのスパッタ粒子が、金属層の表面に向けて斜め入射する。そのため、金属層の凹凸形状に関わらず、金属層の表面全体にわたりタンタル粒子を付着させることができる。金属層の表面付着するタンタル粒子は、層状成長による成長機構を取るため、金属層の表面全体を均一に被覆する。金属層の表面を被覆するタンタル層は、酸素ラジカルに晒されるため、イオン種などによるダメージを回避して、その表面から膜厚方向に順次酸化して不動態化する。そして、タンタル層の膜厚に応じた時間だけ酸素ラジカルに晒すことにより、所望する極薄の均一な酸化タンタル層、すなわち不導体層を形成させることができる。この際、タンタル層は、酸素との高い親和性によって、金属層の酸化を抑制し、化学的耐性と機械的耐性の高い酸化物を形成する。   According to the configuration of the first aspect, the sputtered tantalum particles are incident obliquely toward the surface of the metal layer. Therefore, tantalum particles can be attached over the entire surface of the metal layer regardless of the irregular shape of the metal layer. The tantalum particles adhering to the surface of the metal layer uniformly cover the entire surface of the metal layer in order to adopt a growth mechanism by layer growth. Since the tantalum layer covering the surface of the metal layer is exposed to oxygen radicals, it is passivated by sequentially oxidizing from the surface in the film thickness direction while avoiding damage due to ion species and the like. Then, by exposing to oxygen radicals for a time corresponding to the film thickness of the tantalum layer, a desired ultrathin uniform tantalum oxide layer, that is, a nonconductor layer can be formed. At this time, the tantalum layer suppresses oxidation of the metal layer due to high affinity with oxygen, and forms an oxide having high chemical resistance and mechanical resistance.

これによって、酸化されたタンタル層が金属層への水や酸素の浸入を遮断し、金属層の金属特性や形状、サイズ、色彩、光沢を保持する。したがって、金属層の表面に別途均一な不導体層を形成する分だけ、金属材料の保護性能を向上させることができる。   Thus, the oxidized tantalum layer blocks water and oxygen from entering the metal layer, and retains the metal properties, shape, size, color, and gloss of the metal layer. Therefore, the protection performance of the metal material can be improved by the amount of forming a separate non-conductive layer on the surface of the metal layer.

請求項2に記載する金属保護層の形成方法では、前記金属層が、磁性層であることを要旨とする。
請求項2の構成によれば、磁性層の磁気特性や形状、サイズ、色彩、光沢を保持させることができ、磁性材料の保護性能を向上させることができる。
The gist of the method for forming a metal protective layer according to claim 2 is that the metal layer is a magnetic layer.
According to the configuration of the second aspect, the magnetic properties, shape, size, color, and gloss of the magnetic layer can be maintained, and the protection performance of the magnetic material can be improved.

請求項3に記載する金属保護層の成膜システムでは、搬送系を有して基板を搬送する真空搬送チャンバと、前記真空搬送チャンバに連結し、前記基板に金属層を形成する金属層形成チャンバと、前記真空搬送チャンバに連結し、前記金属層に数原子層のタンタル層を被覆する斜め入射スパッタチャンバと、前記真空搬送チャンバに連結し、酸素ラジカルを生成するリモートプラズマ源を搭載して前記タンタル層の表面を酸素ラジカルによって酸化する酸化チャンバと、前記搬送系と前記各チャンバを駆動制御して、前記基板を前記金属層形成チャンバに搬入して前記基板に前記金属層を形成する工程と、前記基板を前記斜め入射スパッタチャンバに搬入して前記基板の前記金属層にタンタル層を被覆する工程と、前記基板を前記酸化チャンバに搬入して前記タンタル層を酸化する工程と、を実行する制御装置と、を備えたことを要旨とする。   4. The metal protective layer deposition system according to claim 3, wherein a vacuum transport chamber having a transport system for transporting a substrate and a metal layer forming chamber connected to the vacuum transport chamber for forming a metal layer on the substrate. And an oblique incident sputtering chamber connected to the vacuum transfer chamber and covering the metal layer with a tantalum layer of several atomic layers, and a remote plasma source connected to the vacuum transfer chamber and generating oxygen radicals. An oxidation chamber that oxidizes the surface of the tantalum layer with oxygen radicals, a step of driving and controlling the transport system and the chambers, and carrying the substrate into the metal layer forming chamber to form the metal layer on the substrate; Carrying the substrate into the oblique incidence sputter chamber and coating the metal layer of the substrate with a tantalum layer; and Carry to and summarized in that and a control unit for executing the steps of oxidizing the tantalum layer.

請求項3の構成によれば、制御装置が斜め入射スパッタチャンバを駆動制御し、タンタルのスパッタ粒子を金属層の表面に向けて斜め入射させる。よって、金属層の凹凸形状に関わらず、金属層の表面全体にわたりタンタル粒子を均一に付着させることができる。また、制御装置が酸化チャンバを駆動制御し、タンタル層を酸素ラジカルに晒す。よって、イオン種などによるダメージを回避した状態で、タンタル層を不動態化させることができる。また、タンタル層の膜厚に応じた時間だけ酸素ラジカルに晒すことにより、所望する極薄の均一な酸化タンタル層、すなわち不導体層を形成させることができる。そして、制御装置が搬送系を駆動制御し、これらの各工程を共通する真空系で実行する。   According to the third aspect of the present invention, the control device drives and controls the oblique incident sputtering chamber so that the sputtered tantalum particles are incident obliquely toward the surface of the metal layer. Therefore, tantalum particles can be uniformly attached over the entire surface of the metal layer regardless of the irregular shape of the metal layer. Also, the control device drives and controls the oxidation chamber to expose the tantalum layer to oxygen radicals. Therefore, the tantalum layer can be passivated while avoiding damage due to ion species and the like. Further, by exposing to oxygen radicals for a time corresponding to the film thickness of the tantalum layer, a desired ultrathin uniform tantalum oxide layer, that is, a nonconductor layer can be formed. Then, the control device drives and controls the transport system, and executes these processes in a common vacuum system.

これによって、酸化されたタンタル層が金属層への水や酸素の浸入を遮断し、金属層の金属特性や形状、サイズ、色彩、光沢を保持させることができる。したがって、金属層の表面に別途均一な不導体層を形成する分だけ、金属材料の保護性能を向上させることができる。   As a result, the oxidized tantalum layer can block water and oxygen from entering the metal layer, and the metal properties, shape, size, color, and gloss of the metal layer can be maintained. Therefore, the protection performance of the metal material can be improved by the amount of forming a separate non-conductive layer on the surface of the metal layer.

請求項4に記載する金属保護膜の成膜システムでは、前記金属層は、磁性層であることを要旨とする。
請求項4の構成によれば、磁性層の磁気特性や形状、サイズ、色彩、光沢を保持させることができ、磁性材料の保護性能を向上させることができる。
The gist of the system for forming a metal protective film according to claim 4 is that the metal layer is a magnetic layer.
According to the configuration of the fourth aspect, the magnetic properties, shape, size, color, and gloss of the magnetic layer can be maintained, and the protection performance of the magnetic material can be improved.

上記したように、本発明によれば、金属材料の保護性能を向上させた金属保護膜の形成方法及び金属保護膜の成膜システムを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a method for forming a metal protective film and a film forming system for the metal protective film that improve the protective performance of the metal material.

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。図1は、金属保護膜の成膜システムを説明する図である。図2は、上記成膜システムを用いて成膜した金属保護膜を示す断面図である。図3、図4は、それぞれ斜め入射スパッタチャンバと酸化チャンバを説明する図である。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a metal protective film forming system. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a metal protective film formed using the film forming system. 3 and 4 are diagrams for explaining the oblique incident sputtering chamber and the oxidation chamber, respectively.

図1において、金属保護膜の成膜システム10は、移載機11と、成膜処理装置12と、制御装置13と、を備えている。
移載機11は、複数の基板14を収容したカセットCと、カセットCに収容された基板14を移載するロボットを搭載し、カセットCに収容される基板14を順次成膜処理装置12に移載する。また、移載機11は、成膜処理装置12によって成膜処理の施された基板14を対応するカセットCに収容する。図2において、基板14としては、例えば、金属、半導体、絶縁体、又は誘電体からなるものを用いることができる。あるいは、金属、半導体、絶縁体、又は誘電体からなる下地層を有したシリコン基板やガラス基板などを用いてもよい。
In FIG. 1, the metal protective film deposition system 10 includes a transfer device 11, a film deposition processing device 12, and a control device 13.
The transfer machine 11 is equipped with a cassette C that accommodates a plurality of substrates 14 and a robot that transfers the substrates 14 accommodated in the cassette C. The substrates 14 accommodated in the cassette C are sequentially transferred to the film forming apparatus 12. Transfer. Moreover, the transfer machine 11 accommodates the substrate 14 on which the film forming process has been performed by the film forming apparatus 12 in the corresponding cassette C. In FIG. 2, as the substrate 14, for example, a substrate made of a metal, a semiconductor, an insulator, or a dielectric can be used. Alternatively, a silicon substrate or a glass substrate having a base layer made of a metal, a semiconductor, an insulator, or a dielectric may be used.

図1において、成膜処理装置12には、真空搬送チャンバFXが備えられている。真空搬送チャンバFXには、ロードチャンバFLと、下地処理チャンバF1と、金属層形成チャンバとしての磁性層形成チャンバF2と、斜め入射スパッタチャンバとしてのタンタル層形成チャンバF3と、酸化チャンバF4と、が真空搬送チャンバFXと連通可能に連結されている。   In FIG. 1, the film forming apparatus 12 is provided with a vacuum transfer chamber FX. The vacuum transfer chamber FX includes a load chamber FL, a base processing chamber F1, a magnetic layer forming chamber F2 as a metal layer forming chamber, a tantalum layer forming chamber F3 as an oblique incident sputtering chamber, and an oxidation chamber F4. The vacuum transfer chamber FX is connected to be communicable.

ロードチャンバFLは、複数の基板14を収容するステージを有し、移載機11から移載される各基板14を収容してチャンバ内を所定の圧力まで減圧する。また、ロードチャンバFLは、成膜処理の施された各基板14を収納してチャンバ内を大気開放する。   The load chamber FL has a stage that accommodates a plurality of substrates 14, accommodates each substrate 14 transferred from the transfer machine 11, and depressurizes the chamber to a predetermined pressure. The load chamber FL accommodates each substrate 14 on which film formation has been performed and opens the chamber to the atmosphere.

真空搬送チャンバFXは、所定の圧力に減圧された真空チャンバであって、搬送系を構成する搬送ロボットRBを搭載する。搬送ロボットRBは、ロードチャンバFLに収容された各基板14を真空搬送チャンバFXに搬入して各チャンバF1〜F4に搬送する。真空搬送チャンバFXは、成膜処理の施された基板14を順次ロードチャンバFLに収納する。   The vacuum transfer chamber FX is a vacuum chamber depressurized to a predetermined pressure, and is equipped with a transfer robot RB that constitutes a transfer system. The transfer robot RB carries the substrates 14 accommodated in the load chamber FL into the vacuum transfer chamber FX and transfers them to the chambers F1 to F4. The vacuum transfer chamber FX sequentially stores the substrate 14 subjected to the film forming process in the load chamber FL.

下地処理チャンバF1は、基板14の表面をスパッタするスパッタチャンバであって、基板14の表面をスパッタ洗浄する。
磁性層形成チャンバF2は、基板14の表面に磁性層15を形成するためのターゲットを装着したスパッタチャンバであって、ターゲット種に対応した薄膜を成膜する。磁性層形成チャンバF2は、1つに限らず、磁性層15に要する層数分だけ成膜処理装置12に搭載される構成であってもよい。図2において、磁性層15としては、単層構造、多層構造、グラニュラ構造などの層構造からなる遷移金属元素を主成分とした磁性材料を用いることができる。磁性材料としては、例えば、Fe系合金(CoFe、CoFeB、NiFeなど)の強磁性材料、さらにはFe系合金と非磁性材料の充填剤(SiO、Al、Taなど)を混合したグラニュラ構造膜、IrMn、PtMn、PdPtMn、NiMn、NiOなどの反強磁性材料などを用いることができる。また、磁性層15は、非磁性材料からなる非磁性層を含む構造であってもよい。非磁性材料としては、例えば、TMR効果を発現するためのMgO、MgF、Al、Ta、積層フェリ層を構成するためのRu、Rh、Pdなどを用いることができる。
The base processing chamber F1 is a sputtering chamber that sputters the surface of the substrate 14 and cleans the surface of the substrate 14 by sputtering.
The magnetic layer forming chamber F2 is a sputtering chamber equipped with a target for forming the magnetic layer 15 on the surface of the substrate 14, and forms a thin film corresponding to the target type. The number of magnetic layer forming chambers F2 is not limited to one, and the number of layers required for the magnetic layer 15 may be mounted on the film forming apparatus 12. In FIG. 2, as the magnetic layer 15, a magnetic material mainly composed of a transition metal element having a layer structure such as a single layer structure, a multilayer structure, or a granular structure can be used. Examples of magnetic materials include ferromagnetic materials such as Fe alloys (CoFe, CoFeB, NiFe, etc.), and fillers of Fe alloys and nonmagnetic materials (SiO 2 , Al 2 O 3 , Ta 2 O 3, etc.). A granular structure film in which is mixed, an antiferromagnetic material such as IrMn, PtMn, PdPtMn, NiMn, or NiO can be used. The magnetic layer 15 may have a structure including a nonmagnetic layer made of a nonmagnetic material. As the non-magnetic material, for example, MgO, MgF, Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 for exhibiting the TMR effect, Ru, Rh, Pd for forming a laminated ferri layer, or the like can be used.

図1において、タンタル層形成チャンバF3は、磁性層15にタンタル層を積層するチャンバである。図3において、タンタル層形成チャンバF3は、真空搬送チャンバFXに連結された真空槽(チャンバ本体21)を有し、真空搬送チャンバFXの搬出する基板14をチャンバ本体21の内部に搬入する。チャンバ本体21は、供給配管22を介してArとNのマスフローコントローラMCに連結され、所定流量のArとNが供給される。チャンバ本体21は、排気配管23を介してターボ分子ポンプやロータリポンプなどからなる排気系PUに連結され、チャンバ内の圧力を所定圧力に減圧する。 In FIG. 1, the tantalum layer forming chamber F <b> 3 is a chamber for laminating a tantalum layer on the magnetic layer 15. In FIG. 3, the tantalum layer forming chamber F <b> 3 has a vacuum chamber (chamber main body 21) connected to the vacuum transfer chamber FX, and carries the substrate 14 carried out of the vacuum transfer chamber FX into the chamber main body 21. The chamber body 21 via a supply pipe 22 connected to the mass flow controller MC of Ar and N 2, Ar and N 2 of a predetermined flow rate is supplied. The chamber body 21 is connected to an exhaust system PU including a turbo molecular pump and a rotary pump via an exhaust pipe 23 to reduce the pressure in the chamber to a predetermined pressure.

チャンバ本体21の内部底面には、基板ホルダ24が配設されて、搬入した基板14を載置して位置決め固定する。基板ホルダ24は、チャンバ本体21の下側に配設されたホルダモータ25に駆動連結されて、載置する基板14の中心軸Aを回転中心にして基板14をその周方向(図3の矢印方向)に回転する。基板ホルダ24の周囲には防着板26が配設されて、スパッタされたスパッタ粒子のチャンバ内側壁への付着を抑制する。   A substrate holder 24 is disposed on the inner bottom surface of the chamber body 21, and the loaded substrate 14 is placed and positioned and fixed. The substrate holder 24 is drivably coupled to a holder motor 25 disposed on the lower side of the chamber body 21 so that the substrate 14 is moved in the circumferential direction about the central axis A of the substrate 14 to be placed (the arrow in FIG. 3). Direction). An adhesion-preventing plate 26 is disposed around the substrate holder 24 to suppress adhesion of sputtered sputtered particles to the inner wall of the chamber.

基板ホルダ24の斜め上方には、円盤状に形成された一対のタンタルターゲットTGが配置されている。各タンタルターゲットTGは、中心軸Aに対して対称に配設されて、その内表面の法線方向を基板14の法線方向(中心軸A)から所定の角度だけ傾斜させる。各タンタルターゲットTGの外側には、導電体からなるバッキングプレート27が配設されている。各バッキングプレート27は、それぞれ対応するタンタルターゲットTGを支持固定してチャンバ本体21の上部に取付ける。各バッキングプレート27は、外部電源に接続されて、対応するタンタルターゲットTGに所定の直流電圧を供給する。   A pair of tantalum targets TG formed in a disk shape is disposed obliquely above the substrate holder 24. Each tantalum target TG is disposed symmetrically with respect to the central axis A, and the normal direction of the inner surface thereof is inclined by a predetermined angle from the normal direction of the substrate 14 (central axis A). A backing plate 27 made of a conductor is disposed outside each tantalum target TG. Each backing plate 27 supports and fixes the corresponding tantalum target TG and is attached to the upper portion of the chamber body 21. Each backing plate 27 is connected to an external power source and supplies a predetermined DC voltage to the corresponding tantalum target TG.

各バッキングプレート27の外側には、それぞれ対応する磁気回路28が配置されている。各磁気回路28は、それぞれ対応するタンタルターゲットTGの内表面に沿ってマグネトロン磁場を形成する。   Corresponding magnetic circuits 28 are arranged outside the backing plates 27. Each magnetic circuit 28 forms a magnetron magnetic field along the inner surface of the corresponding tantalum target TG.

各タンタルターゲットTGの内側には、一部に開口部29aを有するシャッター板29が配設されている。シャッター板29及び前記防着板26はそれぞれ電気的に接地されて、バッキングプレート27とシャッター板29及び防着板26との間に所定の直流電圧を印加する。   Inside each tantalum target TG, a shutter plate 29 having an opening 29a in part is disposed. The shutter plate 29 and the deposition preventing plate 26 are electrically grounded, and a predetermined DC voltage is applied between the backing plate 27 and the shutter plate 29 and the deposition preventing plate 26.

基板14を載置して基板ホルダ24を回転し、タンタル層形成チャンバF3にスパッタガス(ArあるいはAr/N)を供給してチャンバ内の圧力を所定の圧力に制御する。次いで、シャッター板29や防着板26用のアノード部分と、開口部29aに対応するバッキングプレート27と、の間に直流電圧を印加する。これによって、タンタルターゲットTGと対応するシャッター板29との間に電圧が印加され、この間で高密度のプラズマが生じ、タンタルターゲットTGがスパッタされる。スパッタされたタンタル粒子は、タンタルターゲットTGの内表面の略法線方向に沿って飛行し、開口部29aを介して、回転する基板14の表面に到達する。すなわち、スパッタされたタンタル粒子は、基板14の法線方向に対して傾斜する入射方向に沿って基板14の表面(磁性層15の表面)に着弾する。磁性層15の表面に着弾したタンタル粒子は、磁性層15の表面全体にわたり層状成長し、均一な膜厚からなるタンタル層16を形成する。 The substrate 14 is placed, the substrate holder 24 is rotated, and a sputtering gas (Ar or Ar / N 2 ) is supplied to the tantalum layer forming chamber F3 to control the pressure in the chamber to a predetermined pressure. Next, a DC voltage is applied between the anode portion for the shutter plate 29 and the deposition preventing plate 26 and the backing plate 27 corresponding to the opening 29a. As a result, a voltage is applied between the tantalum target TG and the corresponding shutter plate 29, and high-density plasma is generated between them to sputter the tantalum target TG. The sputtered tantalum particles fly along a substantially normal direction of the inner surface of the tantalum target TG, and reach the surface of the rotating substrate 14 through the opening 29a. That is, the sputtered tantalum particles land on the surface of the substrate 14 (the surface of the magnetic layer 15) along the incident direction inclined with respect to the normal direction of the substrate 14. The tantalum particles that have landed on the surface of the magnetic layer 15 grow in layers over the entire surface of the magnetic layer 15 to form a tantalum layer 16 having a uniform thickness.

これによって、タンタル層形成チャンバF3は、図2に示すように、磁性層15の凹凸形状に関わらず、磁性層15の表面全体にわたって極薄(数原子層分:例えば、1〜2nm)のタンタル層16を均一に被覆させることができる。   As a result, the tantalum layer forming chamber F3 has an extremely thin tantalum layer (several atomic layers: for example, 1 to 2 nm) over the entire surface of the magnetic layer 15, regardless of the uneven shape of the magnetic layer 15, as shown in FIG. Layer 16 can be uniformly coated.

酸化チャンバF4は、タンタル層を酸化するチャンバである。図4において、酸化チャンバF4は、真空搬送チャンバFXに連通可能に連結されたチャンバ本体31を備えている。チャンバ本体31は、供給配管32を介してArとOのマスフローコントローラM
Cに連結され、所定流量のArとOが供給される。チャンバ本体31は、排気配管33を介して排気系PUに連結され、チャンバ内の圧力を所定圧力(例えば、0.1〜1.0Pa)に減圧する。
The oxidation chamber F4 is a chamber for oxidizing the tantalum layer. In FIG. 4, the oxidation chamber F4 includes a chamber body 31 that is connected to the vacuum transfer chamber FX so as to be able to communicate therewith. The chamber body 31 is connected to a mass flow controller M of Ar and O 2 via a supply pipe 32.
Connected to C, Ar and O 2 at a predetermined flow rate are supplied. The chamber body 31 is connected to the exhaust system PU via an exhaust pipe 33, and reduces the pressure in the chamber to a predetermined pressure (for example, 0.1 to 1.0 Pa).

チャンバ本体31の内部には、基板ホルダ34が配設されて、搬入した基板14を載置して位置決め固定する。チャンバ本体31の内部には、上下方向に貫通する多数の貫通孔を有したグリッド35が配設されている。グリッド35は、チャンバ本体31の内部空間を上下方向に区画し、上側に広がるプラズマ形成空間31Uと、下側に広がるラジカル照射空間31Lを区画形成する。グリッド35は、プラズマ形成空間31Uで酸素プラズマが形成されるとき、プラズマ形成空間31Uからラジカル照射空間31Lへのイオン種の通過を抑制し、酸素ラジカルのみをラジカル照射空間31Lに通過させる。   A substrate holder 34 is disposed inside the chamber main body 31, and the loaded substrate 14 is placed and positioned and fixed. A grid 35 having a large number of through holes penetrating in the vertical direction is disposed inside the chamber body 31. The grid 35 partitions the internal space of the chamber body 31 in the vertical direction, and forms a plasma forming space 31U that extends upward and a radical irradiation space 31L that extends downward. When oxygen plasma is formed in the plasma forming space 31U, the grid 35 suppresses the passage of ion species from the plasma forming space 31U to the radical irradiation space 31L, and allows only oxygen radicals to pass through the radical irradiation space 31L.

チャンバ本体31の上側であって基板ホルダ34の上方には、誘導コイル36が配設されている。誘導コイル36は、マッチングボックス37を介して高周波電源に接続され、所定周波数(例えば、13.56MHz)の高周波電力が供給される。誘導コイル36は、高周波電源から所定の高周波電力(例えば、300W)が供給されるとき、酸素系の誘導結合プラズマ(酸素プラズマ)をプラズマ形成空間31Uに形成する。基板ホルダ34に保持される基板14の表面は、プラズマ形成空間31Uに酸素プラズマが形成されるとき、グリッド35を通過した酸素ラジカルによって酸化される。すなわち、酸化チャンバF4は、リモートプラズマ源をプラズマ形成空間31Uに有したリモートプラズマチャンバであって、ラジカル照射空間31Lに載置された基板14(タンタル層16)の表面を酸素ラジカルによって酸化する。   An induction coil 36 is disposed above the chamber body 31 and above the substrate holder 34. The induction coil 36 is connected to a high frequency power source via a matching box 37, and is supplied with high frequency power of a predetermined frequency (for example, 13.56 MHz). The induction coil 36 forms oxygen-based inductively coupled plasma (oxygen plasma) in the plasma forming space 31U when a predetermined high-frequency power (for example, 300 W) is supplied from a high-frequency power source. The surface of the substrate 14 held by the substrate holder 34 is oxidized by oxygen radicals that have passed through the grid 35 when oxygen plasma is formed in the plasma forming space 31U. That is, the oxidation chamber F4 is a remote plasma chamber having a remote plasma source in the plasma formation space 31U, and oxidizes the surface of the substrate 14 (tantalum layer 16) placed in the radical irradiation space 31L with oxygen radicals.

基板ホルダ34に基板14を載置し、酸化チャンバF4に酸化ガス(OあるいはO/Ar)を供給してチャンバ内の圧力を所定の圧力に制御する。次いで、誘導コイル36に高周波電力を供給してプラズマ形成空間31Uに酸素プラズマを形成する。そして、ラジカル照射空間31Lに酸素ラジカルを供給し、磁性層15の表面を被覆するタンタル層16をその膜厚(例えば、1〜2nm)に応じた時間(例えば、10〜100秒)だけ酸素ラジカルに晒す。酸素ラジカルに晒されるタンタル層16は、イオン種などによるダメージを回避し、その表面から膜厚方向に順次酸化されて不動態化する。タンタル層16のタンタル原子は、酸素との高い親和性によって、磁性層15の構成原子と酸素との結合を抑制し、供給される酸素ラジカルをタンタル層16に取り込んで化学的耐性と機械的耐性の高い酸化物を形成する。なお、タンタル層16を酸素ラジカルに晒す酸化時間は、予め試験等に基づいて設定されて、磁性層15を酸化させない最長時間に設定されるのが好ましい。 The substrate 14 is placed on the substrate holder 34, and an oxidizing gas (O 2 or O 2 / Ar) is supplied to the oxidation chamber F4 to control the pressure in the chamber to a predetermined pressure. Next, high frequency power is supplied to the induction coil 36 to form oxygen plasma in the plasma forming space 31U. Then, oxygen radicals are supplied to the radical irradiation space 31L, and the tantalum layer 16 covering the surface of the magnetic layer 15 is exposed to oxygen radicals for a time (for example, 10 to 100 seconds) corresponding to the film thickness (for example, 1 to 2 nm). Expose to. The tantalum layer 16 exposed to oxygen radicals avoids damage due to ion species and the like, and is oxidized and passivated sequentially from its surface in the film thickness direction. The tantalum atoms of the tantalum layer 16 suppress the bonding between the constituent atoms of the magnetic layer 15 and oxygen due to high affinity with oxygen, and the supplied oxygen radicals are taken into the tantalum layer 16 to have chemical resistance and mechanical resistance. High oxides are formed. The oxidation time for exposing the tantalum layer 16 to oxygen radicals is preferably set in advance based on tests and the like, and is set to the longest time during which the magnetic layer 15 is not oxidized.

これによって、酸化チャンバF4は、磁性層15の表面全体にわたって均一で極薄の酸化タンタル層を形成させることができ、酸化されたタンタル層16によって、磁性層15への水や酸素の浸入を遮断させることができる。この結果、磁性層15の磁気特性や形状、サイズ、色彩、光沢などを保持させることができ、磁性層15の表面に別途均一な不導体層を形成する分だけ、磁性層15の保護性能を向上させることができる。   As a result, the oxidation chamber F4 can form a uniform and extremely thin tantalum oxide layer over the entire surface of the magnetic layer 15, and the oxidized tantalum layer 16 blocks water and oxygen from entering the magnetic layer 15. Can be made. As a result, the magnetic properties, shape, size, color, gloss, etc. of the magnetic layer 15 can be maintained, and the protective performance of the magnetic layer 15 can be increased by forming a separate non-conductive layer on the surface of the magnetic layer 15. Can be improved.

図1において、制御装置13は、各種制御指令を演算するためのCPUや成膜プログラムを格納するためのメモリ、CPUのワーキングエリアとなるメモリなどを備えている。この制御装置13には、移載機11と、成膜処理装置12が電気的に接続されている。   In FIG. 1, the control device 13 includes a CPU for calculating various control commands, a memory for storing a film forming program, a memory serving as a working area for the CPU, and the like. The transfer device 11 and the film forming apparatus 12 are electrically connected to the control device 13.

移載機11は、搭載するカセットC(基板14)の位置を検出して各基板14の位置に関する情報(基板位置情報)を生成し、該基板位置情報を制御装置13に出力する。制御装置13は、移載機11からの情報に基づいて前記成膜プログラムを実行し、移載機11に基板14の移載処理を実施させる。   The transfer machine 11 detects the position of the cassette C (substrate 14) to be mounted, generates information (substrate position information) regarding the position of each substrate 14, and outputs the substrate position information to the control device 13. The control device 13 executes the film forming program based on the information from the transfer machine 11 and causes the transfer machine 11 to perform the transfer process of the substrate 14.

成膜処理装置12の各チャンバは、それぞれチャンバの圧力や基板14の有無を検出してチャンバの状態に関する情報(チャンバ情報)を生成し、該チャンバ情報を制御装置13に出力する。制御装置13は、各チャンバ情報に基づいて前記成膜プログラムを実行し、各チャンバの各々に成膜処理を実行させる。   Each chamber of the film forming apparatus 12 detects the pressure of the chamber and the presence / absence of the substrate 14 to generate information (chamber information) on the state of the chamber, and outputs the chamber information to the controller 13. The control device 13 executes the film forming program based on each chamber information, and causes each chamber to execute a film forming process.

真空搬送チャンバFXの搬送ロボットRBは、搬送アームの手先位置を検出して手先位置に関する情報(手先位置情報)を生成し、該手先位置情報を制御装置13に出力する。制御装置13は、手先位置情報と、上記各チャンバ情報と、に基づいて、成膜プログラムを実行し、ロードチャンバFLが収容する基板14を、下地処理チャンバF1、磁性層形成チャンバF2、タンタル層形成チャンバF3、酸化チャンバF4の順に搬送する。   The transfer robot RB of the vacuum transfer chamber FX detects the hand position of the transfer arm, generates information on the hand position (hand position information), and outputs the hand position information to the control device 13. The control device 13 executes a film forming program based on the hand position information and each of the chamber information, and the substrate 14 accommodated in the load chamber FL is treated as a base processing chamber F1, a magnetic layer forming chamber F2, a tantalum layer. Transport is performed in the order of the formation chamber F3 and the oxidation chamber F4.

すなわち、制御装置13は、まず、ロードチャンバFLから搬出された基板14を下地処理チャンバF1に搬入し、下地処理チャンバF1で基板14の表面をスパッタ洗浄する。次いで、制御装置13は、下地処理チャンバF1から磁性層形成チャンバF2に基板14を搬送し、洗浄された基板14の表面に磁性層15を形成する(金属層形成工程)。磁性層15を形成すると、制御装置13は、磁性層形成チャンバF2からタンタル層形成チャンバF3に基板14を搬送し、基板14(磁性層15)の表面にタンタル層16を積層する(被覆工程)。タンタル層16を積層すると、制御装置13は、タンタル層形成チャンバF3から酸化チャンバF4に基板14を搬送し、予め設定された酸化時間だけ、タンタル層16の表面に酸化処理を施す(酸化工程)。   That is, the control device 13 first carries the substrate 14 carried out from the load chamber FL into the base processing chamber F1, and sputter-cleans the surface of the substrate 14 in the base processing chamber F1. Next, the control device 13 transports the substrate 14 from the base processing chamber F1 to the magnetic layer forming chamber F2, and forms the magnetic layer 15 on the cleaned surface of the substrate 14 (metal layer forming step). When the magnetic layer 15 is formed, the control device 13 transfers the substrate 14 from the magnetic layer forming chamber F2 to the tantalum layer forming chamber F3, and stacks the tantalum layer 16 on the surface of the substrate 14 (magnetic layer 15) (covering step). . When the tantalum layer 16 is stacked, the control device 13 transports the substrate 14 from the tantalum layer forming chamber F3 to the oxidation chamber F4, and oxidizes the surface of the tantalum layer 16 for a preset oxidation time (oxidation process). .

次に、実施例を挙げて本発明の効果を説明する。
(実施例)
シリコン酸化膜を有したシリコン基板を基板14として用い、基板14を、下地処理チャンバF1及び磁性層形成チャンバF2に搬送して、膜厚が50nmのFe系合金層(Co−10at%Fe:磁性層15)を得た。次に、磁性層15の形成された基板14をタンタル層形成チャンバF3に搬送して、膜厚が1nmのタンタル層16を得た。
Next, the effects of the present invention will be described with reference to examples.
(Example)
A silicon substrate having a silicon oxide film is used as the substrate 14, and the substrate 14 is transferred to the base processing chamber F1 and the magnetic layer forming chamber F2, and an Fe-based alloy layer (Co-10 at% Fe: magnetic) having a thickness of 50 nm. Layer 15) was obtained. Next, the substrate 14 on which the magnetic layer 15 was formed was transferred to the tantalum layer forming chamber F3 to obtain a tantalum layer 16 having a thickness of 1 nm.

次いで、タンタル層16によって被覆された基板14(磁性層15)を酸化チャンバF4に搬送し、酸化チャンバF4の内部にAr/O(Ar:O=3:1)の混合ガスを供給して圧力を0.4Paに調整した。そして、誘導コイル36に300Wの高周波電力を供給して酸素プラズマを生成し、タンタル層16の表面を60秒間だけ酸素ラジカルに晒して実施例の試料を得た。実施例の試料は、酸化されたタンタル層16の膜厚が1nmと極薄のため、タンタル層16を有しない状態と略同じ形状、サイズ、色、光沢、平坦性などを呈する。この実施例の試料を所定の時間だけ酸液中に浸漬し、磁性層15の膜厚を計測した。酸には、0.5規定のシュウ酸液を用いた。 Next, the substrate 14 (magnetic layer 15) covered with the tantalum layer 16 is transferred to the oxidation chamber F4, and a mixed gas of Ar / O 2 (Ar: O 2 = 3: 1) is supplied into the oxidation chamber F4. The pressure was adjusted to 0.4 Pa. Then, 300 W high frequency power was supplied to the induction coil 36 to generate oxygen plasma, and the surface of the tantalum layer 16 was exposed to oxygen radicals for 60 seconds to obtain a sample of the example. Since the oxidized tantalum layer 16 has an extremely thin film thickness of 1 nm, the sample of the example exhibits substantially the same shape, size, color, gloss, flatness, and the like as the state without the tantalum layer 16. The sample of this example was immersed in an acid solution for a predetermined time, and the film thickness of the magnetic layer 15 was measured. As the acid, a 0.5 N oxalic acid solution was used.

(比較例)
実施例と同じく、シリコン酸化膜を有したシリコン基板を基板14として用い、基板14を、下地処理チャンバF1及び磁性層形成チャンバF2に搬送し、膜厚が50nmのFe系合金層(Co−10at%Fe:磁性層15)を成膜して比較例の試料を得た。そして、比較例の試料を所定の時間だけ酸液中に浸漬し、磁性層15の膜厚を計測した。酸には、実施例と同じく、0.5規定のシュウ酸液を用いた。
(Comparative example)
As in the example, a silicon substrate having a silicon oxide film was used as the substrate 14, the substrate 14 was transferred to the base processing chamber F1 and the magnetic layer forming chamber F2, and an Fe-based alloy layer (Co-10at) having a film thickness of 50 nm was used. % Fe: magnetic layer 15) was formed to obtain a comparative sample. Then, the sample of the comparative example was immersed in the acid solution for a predetermined time, and the film thickness of the magnetic layer 15 was measured. As the acid, a 0.5 N oxalic acid solution was used as in the example.

Figure 2008103026
表1において、比較例の磁性層15は、浸漬時間が経過するともに徐々に侵食されて、20分を経過した後には、磁性層15の全てが侵食されて消失する。一方、実施例の磁性層15は、浸漬時間が120分を経過した後も、シュウ酸による侵食を発生させることなく、その膜厚を保持し続ける。この結果、実施例のタンタル層16は、良好な耐食性を発現し、磁性層15の保護膜として機能することが分かる。
Figure 2008103026
In Table 1, the magnetic layer 15 of the comparative example is gradually eroded as the immersion time elapses, and after 20 minutes, all of the magnetic layer 15 is eroded and disappears. On the other hand, the magnetic layer 15 of the example continues to maintain its film thickness without causing erosion by oxalic acid even after the immersion time of 120 minutes has passed. As a result, it can be seen that the tantalum layer 16 of the example exhibits good corrosion resistance and functions as a protective film for the magnetic layer 15.

次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
(1)上記実施形態では、基板14に磁性層15を形成し、その後、斜め入射スパッタ法を用いて、磁性層15の表面に数原子層のタンタル層16を被覆した。そして、リモートプラズマ法を用いて、タンタル層16の表面を所定の時間だけ酸素ラジカルに晒し、タンタル層16のみを酸化して不動態化した。
Next, effects of the present embodiment configured as described above will be described below.
(1) In the above embodiment, the magnetic layer 15 is formed on the substrate 14, and then the tantalum layer 16 of several atomic layers is coated on the surface of the magnetic layer 15 by using the oblique incident sputtering method. Then, using the remote plasma method, the surface of the tantalum layer 16 was exposed to oxygen radicals for a predetermined time, and only the tantalum layer 16 was oxidized and passivated.

したがって、磁性層15の表面の凹凸形状に関わらず、磁性層15の表面全体にわたってタンタル粒子を付着させることができ、層状成長による成長機構によって、磁性層15の表面全体にわたり均一なタンタル層16を被覆させることができる。そして、タンタル層16をその膜厚に応じた時間だけ酸素ラジカルに晒すため、イオン種などによるダメージを回避して、極薄の均一な酸化タンタル層、すなわち不導体層を形成させることができる。この結果、酸化されたタンタル層16が磁性層15への水や酸素の浸入を遮断し、磁性層15の磁気特性や形状、サイズ、色彩、光沢を保持させることができる。よって、磁性層15の表面に別途均一で極薄の不導体層を形成させる分だけ、磁性材料の構成元素に関わらず、磁性材料の保護性能を向上させることができる。   Therefore, tantalum particles can be deposited over the entire surface of the magnetic layer 15 regardless of the irregular shape of the surface of the magnetic layer 15, and the uniform tantalum layer 16 can be formed over the entire surface of the magnetic layer 15 by the growth mechanism by layer growth. Can be coated. Since the tantalum layer 16 is exposed to oxygen radicals for a time corresponding to the film thickness, damage due to ion species or the like can be avoided, and an extremely thin uniform tantalum oxide layer, that is, a non-conductor layer can be formed. As a result, the oxidized tantalum layer 16 blocks water and oxygen from entering the magnetic layer 15, and the magnetic properties, shape, size, color, and gloss of the magnetic layer 15 can be maintained. Therefore, the protective performance of the magnetic material can be improved regardless of the constituent elements of the magnetic material by forming a separate and extremely thin non-conductive layer on the surface of the magnetic layer 15.

(2)上記実施形態では、制御装置13が、各チャンバF1,F2,F3,F4を駆動制御し、基板14を磁性層形成チャンバF2に搬入して基板14に磁性層15を形成する。また、制御装置13が、基板14をタンタル層形成チャンバF3に搬入し、斜め入射スパッタ法を用いて、磁性層15の全体にわたりタンタル層16を被覆する。また、制御装置13が、基板14を酸化チャンバF4に搬入し、タンタル層16の全体を酸素ラジカルに晒して、タンタル層16の全体を酸化する。そして、制御装置13が搬送ロボットRBを駆動制御して、これらの各工程を共通する真空系によって実行する。   (2) In the above embodiment, the control device 13 drives and controls the chambers F1, F2, F3, and F4, carries the substrate 14 into the magnetic layer formation chamber F2, and forms the magnetic layer 15 on the substrate 14. In addition, the control device 13 carries the substrate 14 into the tantalum layer forming chamber F3, and covers the tantalum layer 16 over the entire magnetic layer 15 by using the oblique incidence sputtering method. The control device 13 carries the substrate 14 into the oxidation chamber F4, exposes the entire tantalum layer 16 to oxygen radicals, and oxidizes the entire tantalum layer 16. Then, the control device 13 drives and controls the transport robot RB, and executes each of these processes by a common vacuum system.

したがって、制御装置13の駆動制御によって、所望する膜厚のタンタル層16を磁性層15の全体にわたって均一に形成させることができる。また、制御装置13の駆動制御によって、タンタル層16の膜厚に応じた処理時間だけ、タンタル層16を酸素ラジカルに晒すことができる。よって、所望する膜厚の不動態層を、磁性層15の表面全体にわたり、より確実に形成させることができる。しかも、これらの各工程を共通する真空系で実行させるため、磁性層15の大気開放に起因した酸化などを確実に回避させることができ
る。
Therefore, the tantalum layer 16 having a desired film thickness can be uniformly formed over the entire magnetic layer 15 by the drive control of the control device 13. Further, the drive control of the control device 13 allows the tantalum layer 16 to be exposed to oxygen radicals for a processing time corresponding to the film thickness of the tantalum layer 16. Therefore, a passive layer having a desired film thickness can be more reliably formed over the entire surface of the magnetic layer 15. Moreover, since these steps are performed in a common vacuum system, oxidation due to the release of the magnetic layer 15 to the atmosphere can be reliably avoided.

尚、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、金属層を磁性層15に具体化したが、これに限らず、金属層を非磁性金属によって構成してもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, the metal layer is embodied as the magnetic layer 15, but the present invention is not limited to this, and the metal layer may be composed of a nonmagnetic metal.

・上記実施形態では、タンタル層形成工程と、酸化工程と、を共通する成膜処理装置12によって実行する構成にした。これに限らず、タンタル層形成工程と、酸化工程と、をそれぞれ異なる成膜処理装置によって実行する構成にしてもよい。   In the embodiment described above, the tantalum layer forming step and the oxidation step are performed by the common film forming apparatus 12. However, the present invention is not limited to this, and the tantalum layer forming step and the oxidation step may be executed by different film forming apparatuses.

本実施形態の金属保護膜の成膜システムを示す図。The figure which shows the film-forming system of the metal protective film of this embodiment. 同じく、金属保護膜を説明する図。The figure explaining a metal protective film similarly. 同じく、タンタル層形成チャンバを説明する図。Similarly, the figure explaining a tantalum layer formation chamber. 同じく、酸化チャンバを説明する図。Similarly, the figure explaining an oxidation chamber.

符号の説明Explanation of symbols

FX…真空搬送チャンバ、F2…金属層形成チャンバとしての磁性層形成チャンバ、F3…斜め入射スパッタチャンバとしてのタンタル層形成チャンバ、F4…酸化チャンバ、10…成膜システム、12…成膜システムを構成する成膜処理装置、13…成膜システムを構成する制御装置、14…基板、15…金属層としての磁性層、16…タンタル層。   FX ... vacuum transfer chamber, F2 ... magnetic layer formation chamber as a metal layer formation chamber, F3 ... tantalum layer formation chamber as an oblique incidence sputtering chamber, F4 ... oxidation chamber, 10 ... film formation system, 12 ... film formation system Deposition processing apparatus, 13... Control device constituting the deposition system, 14... Substrate, 15. Magnetic layer as a metal layer, 16.

Claims (4)

基板に金属層を形成する金属層形成工程と、
斜め入射スパッタ法を用いて前記金属層に数原子層のタンタル層を被覆する被覆工程と、
リモートプラズマ法を用いて前記タンタル層の表面を酸素ラジカルに晒して前記タンタル層を酸化する酸化工程と、
を備えたことを特徴とする金属保護膜の形成方法。
A metal layer forming step of forming a metal layer on the substrate;
A coating step of coating the metal layer with a tantalum layer of several atomic layers using an oblique incidence sputtering method;
An oxidation step of oxidizing the tantalum layer by exposing the surface of the tantalum layer to oxygen radicals using a remote plasma method;
A method for forming a metal protective film, comprising:
請求項1に記載する金属保護膜の形成方法において、
前記金属層は、磁性層であることを特徴とする金属保護膜の形成方法。
In the formation method of the metal protective film of Claim 1,
The method for forming a metal protective film, wherein the metal layer is a magnetic layer.
搬送系を有して基板を搬送する真空搬送チャンバと、
前記真空搬送チャンバに連結し、前記基板に金属層を形成する金属層形成チャンバと、
前記真空搬送チャンバに連結し、前記金属層に数原子層のタンタル層を被覆する斜め入射スパッタチャンバと、
前記真空搬送チャンバに連結し、酸素ラジカルを生成するリモートプラズマ源を搭載して前記タンタル層の表面を酸素ラジカルによって酸化する酸化チャンバと、
前記搬送系と前記各チャンバを駆動制御し、前記基板を前記金属層形成チャンバに搬入して前記基板に前記金属層を形成する工程と、前記基板を前記斜め入射スパッタチャンバに搬入して前記基板の前記金属層にタンタル層を被覆する工程と、前記基板を前記酸化チャンバに搬入して前記タンタル層を酸化する工程と、を実行する制御装置と、
を備えたことを特徴とする金属保護膜の成膜システム。
A vacuum transfer chamber having a transfer system for transferring a substrate;
A metal layer forming chamber connected to the vacuum transfer chamber and forming a metal layer on the substrate;
An oblique incident sputtering chamber connected to the vacuum transfer chamber and covering the metal layer with a tantalum layer of several atomic layers;
An oxidation chamber connected to the vacuum transfer chamber and equipped with a remote plasma source for generating oxygen radicals to oxidize the surface of the tantalum layer with oxygen radicals;
Driving and controlling the transfer system and the chambers, carrying the substrate into the metal layer forming chamber to form the metal layer on the substrate; carrying the substrate into the oblique incident sputtering chamber; A control device that performs the steps of: coating the metal layer with a tantalum layer; and carrying the substrate into the oxidation chamber and oxidizing the tantalum layer;
A metal protective film deposition system comprising:
請求項3に記載する金属保護膜の成膜システムにおいて、
前記金属層は、磁性層であることを特徴とする金属保護膜の成膜システム。
In the metal-protection-film formation system according to claim 3,
The metal protective layer is a magnetic protective layer.
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