(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気抵抗変化率（ＭＲ比）等の磁気特性に優れたＧＭＲ及びＴＭＲ膜を高い歩留まりで製造可能な磁気抵抗膜の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】  磁化固定層、非磁性中間層、及び磁化自由層を含む磁気抵抗膜のうち、非磁性中間層及び磁化自由層を構成する少なくとも１つの薄膜を、スパッタ装置を用い基板近傍の圧力を８．０×１０−３Ｐａ以下として形成する。スパッタ装置は、カソードと基板ホルダとが配置された真空容器と、真空容器の排気口に連結された第１の排気装置と、ターゲットの表面近傍へのガス導入機構と、を備え、ターゲット表面近傍とその外側の中間空間との間で圧力差をつける第１の圧力調整手段と、中間空間と基板の表面近傍との間で圧力差をつける第２の圧力調整手段と、中間空間を排気する第２の排気装置とを設けたことを特徴とする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化固定層、非磁性中間層、及び磁化自由層を含む磁気抵抗膜の製造方法であって、前記非磁性中間層及び前記磁化自由層を構成する少なくとも１つの薄膜を、スパッタ装置を用い基板近傍の圧力を８．０×１０−３Ｐａ以下として形成することを特徴とする磁気抵抗膜の製造方法。
【請求項２】
前記スパッタ装置は、ターゲットを保持するカソードと基板を保持する基板ホルダとが配置された真空容器と、該真空容器の排気口に連結された第１の排気装置と、前記ターゲットの表面近傍にガスを放出するガス導入機構とを備え、前記ターゲットの表面近傍とその外側の中間空間との間で圧力差をつける第１の圧力調整手段と、前記中間空間と前記基板の表面近傍との間で圧力差をつける第２の圧力調整手段とを設け、さらに前記中間空間を排気する第２の排気装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗膜の製造方法。
【請求項３】
前記第１の圧力調整手段は前記ターゲットの表面近傍からその外側の中間空間へ流れるガスを制限するものであることを特徴とする請求項２に記載の磁気抵抗膜の製造方法。
【請求項４】
前記第１の圧力調整手段は前記ターゲットを囲むように配置された筒状部材であって、前記基板側で径が小さくなる形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載の磁気抵抗膜の製造方法。
【請求項５】
前記第１の圧力調整手段は、前記ターゲットを囲むように配置され、基板側端面が塞がれた円筒状部材であって、前記基板側端面に少なくとも１つの開口が形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の磁気抵抗膜の製造方法。
【請求項６】
前記第２の圧力調整手段は、前記真空容器内部を分割し１又は複数の開口を設けた仕切部材、又は基板側で径が小さくなる円筒部材であることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の磁気抵抗膜の製造方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の圧力調整手段は、前記真空容器内部を分割し１又は複数の開口を設けた仕切部材であることを特徴とする請求項２又は３に記載の磁気抵抗膜の製造方法。
【請求項８】
磁化固定層、非磁性中間層、及び磁化自由層を含む磁気抵抗膜の製造装置であって、前記非磁性中間層及び前記磁化自由層を構成する少なくとも１つの薄膜を形成するスパッタ室が、ターゲットを保持するカソードと基板を保持する基板ホルダとが配置された真空容器と、該真空容器の排気口に連結された第１の排気装置と、前記ターゲットの表面近傍にガスを放出するガス導入機構とを備え、前記ターゲットの表面近傍とその外側の中間空間との間で圧力差をつける第１の圧力調整手段と、前記中間空間と前記基板の表面近傍との間で圧力差をつける第２の圧力調整手段とを設け、さらに前記中間空間を排気する第２の排気装置を備えたことを特徴とする磁気抵抗膜の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は磁気抵抗膜の製造方法及び製造装置に係り、特に、磁気抵抗変化率（ＭＲ比）等の磁気特性に優れた磁気抵抗膜の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）膜やトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）膜等の磁気抵抗膜は、反強磁性層、磁化固定層、非磁性中間層及び磁化自由層からなる積層構造を有し、大きな磁気抵抗変化率（ＭＲ比）を有することから、高記録密度用の磁気ヘッドや非揮発性メモリ（ＭＲＡＭ）等の磁気デバイスに実用化されている。
近年、磁気デバイスの記録密度はますます増大し、これに伴い、例えば磁気ヘッドの場合、より一層の高出力、高速動作が求められている。このための研究開発も盛んに行われ、磁気特性のさらなる向上を図るため、膜質の改善、各層の処理方法の検討及び層構成の検討等が行われている。例えば、ＧＭＲ膜の場合、磁化固定層に１ｎｍ以下の極薄い酸化層ＮＯＬ（nano oxide layer)  を挿入する層構成とすることにより、大きなＭＲ比が得られると報告されている。
【０００３】
また、反強磁性層と非磁性中間層との間で薄膜表面をプラズマ処理することにより、ＭＲ比の改善が図られている。
【特許文献１】特開２００３−８６８６６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上述べたように、ＧＭＲ膜の積層膜中に酸化膜ＮＯＬを挿入する構成を採用したり、又はプラズマ処理を行うことにより、ＭＲ比はある程度改善するものの、ＧＭＲ膜はナノメータオーダーの極薄い金属膜を積層するものであるため、ＧＭＲ特性のより一層の改良には、各構成膜の膜質、膜厚均一性、及び平坦性等の改善のが不可欠であり、これらを再現性良く形成可能な成膜方法の開発が強く、求められている。
【０００５】
そこで、本発明者は、ナノメータオーダーの積層膜に関する成膜方法及び条件を種々検討する中で、各構成膜の膜質や平坦性等が成膜条件のうち特にスパッタ圧と大きく関係し、スパッタ圧によりＭＲ比が変化することが分かった。一方、本発明者らは、並行して、低圧スパッタ装置の研究開発を進めており、放電を安定に維持しながら、基板近傍圧力を１０−４Ｐａ程度と極めて低い圧力とすることが可能なマグネトロンスパッタ装置を開発した（特願２００３−７７８８８）。この低圧スパッタ装置を用いた成膜実験により、例えば非磁性中間層を２．０×１０−３Ｐａ以下の低圧にして成膜すると、比抵抗が低下するなど膜質の改善や膜厚の均一性及び平坦性が向上し、結果としてＭＲ比が向上することが分かった。
【０００６】
以上の事情は、ＭＲＡＭやＴＭＲ膜の場合も同様であり、特に、１〜数原子層の極薄膜が積層される場合、従来のスパッタ装置では積層膜の高品質化を図りつつ再現性良く成膜を行うことは困難となってきた。
このような状況に鑑み、本発明は、磁気抵抗変化率（ＭＲ比）等の磁気特性に優れたＧＭＲ及びＴＭＲ膜を高い歩留まりで製造可能な磁気抵抗膜の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の磁気抵抗膜の製造方法は、磁化固定層、非磁性中間層、及び磁化自由層を含む磁気抵抗膜の製造方法であって、前記非磁性中間層及び前記磁化自由層を構成する少なくとも１つの薄膜を、スパッタ装置を用い基板近傍の圧力を８．０×１０−３Ｐａ以下として形成することを特徴とする。
即ち、非磁性中間層をマグネトロンスパッタ法でかつ８．０×１０−３Ｐａ以下の低圧で形成することにより、ＭＲ比が向上するとともに、膜厚の均一性及び平坦性が向上し、ＧＭＲ及びＴＭＲ膜の歩留まりが大幅に向上する。また、磁化自由層の構成膜の場合も同様である。なお、本発明において、非磁性中間層とは、例えばＧＭＲ膜の場合はＣｕ等の非磁性伝導層、ＴＭＲ膜の場合はＡｌ２Ｏ３等のトンネルバリア層のことをいう。
【０００８】
ここで、前記スパッタ装置は、ターゲットを保持するカソードと基板を保持する基板ホルダとが配置された真空容器と、該真空容器の排気口に連結された第１の排気装置と、前記ターゲットの表面近傍にガスを放出するガス導入機構と、を備え、前記ターゲットの表面近傍とその外側の中間空間との間で圧力差をつける第１の圧力調整手段と、前記中間空間と前記基板の表面近傍との間で圧力差をつける第２の圧力調整手段とを設け、さらに前記中間空間を排気する第２の排気装置を備えたことを特徴とする。
スパッタ装置を以上の構成とすることにより、基板近傍の圧力を８．０×１０−３Ｐａ以下の低圧にすることが可能となる。即ち、第１及び第２の圧力調整手段を設けて、ターゲット近傍空間、基板近傍空間、及びこれらの中間空間とで圧力差を生じさせる構成とし、さらに中間空間を排気する第２の排気装置を設けることにより、基板方向に向かうプロセスガスは低減し、その結果、ターゲット近傍空間と基板近傍空間との圧力差をさらに大きくすることが可能となり、安定なスパッタ放電を維持しながら、基板周辺のより一層の低圧力化が可能となる。
【０００９】
前記第１の圧力調整手段は前記ターゲットの表面近傍からその外側の中間空間へ流れるガスを制限するものであり、例えば、前記第１の圧力調整手段は、前記ターゲットを囲むように配置された筒状部材であって、前記基板側で径が小さくなる形状であることを特徴とする。或いは前記ターゲットを囲み、基板側端面が塞がれた円筒状部材であって、前記基板側端面に１又は複数の開口が形成されていることを特徴とする。
このような構成とすることにより、基板近傍での圧力をより低く設定することができ、特に、基板側端面に複数の開口を形成した構造では、開口の大きさ、長さにより、一層の低圧化が可能となるだけでなく、例えばスパッタ粒子の基板への垂直入射性が向上する。
【００１０】
第２の圧力調整手段も第１の圧力調整手段と同じ形状とすることができるが、さらには、真空容器内部をターゲット側と基板ホルダ側とに分割し、１又は複数の開口をもうけた仕切部材を用いてもよい。また、前記第１及び第２の圧力調整手段のいずれも１又は複数の開口をもうけた仕切部材としても良い。
なお、本発明においては、圧力調整手段は少なくとも２つ配置すればよく、必要に応じ３又はそれ以上の圧力調整手段を設ける構成としても良い。
【発明の効果】
【００１１】
以上述べてきたように、本発明により、即ち、非磁性中間層及び磁化自由層を構成する少なくとも１つの薄膜を８．０×１０−３Ｐａ以下の圧力で形成することにより、ＭＲ比、膜厚均一性及び平坦性を向上させることができ、高特性のＧＭＲ膜及びＴＭＲ膜をより高い歩留まり製造することが可能となる。
これにより、一層高出力・高感度の磁気ヘッドが実現可能となって、ハードディスクやＭＲＡＭのさらなる高記録密度化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１３】
本発明の磁気抵抗膜の製造方法の一例として、図９Ａに示した構成のＧＭＲ膜について、その製造方法を説明する。
図９Ａの磁気抵抗膜の製造方法に好適に用いられる製造装置を図１に示す。この製造装置は、バッファ層Ｔａ及び反強磁性層ＰｔＭｎを形成するための第１スパッタ室２２と、磁化固定層（ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ）を形成するための第２スパッタ室２３と、非磁性中間層Ｃｕを１０−３Ｐａ以下の低圧で形成するための低圧スパッタ室２０と、磁化自由層（ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ）及び保護層Ｔａを形成するための第３スパッタ室２４と、基板を収納したカセットを搬出入するロードロック室２１とからなり、これらが基板搬送用ロボット２８が配置された搬送室２７の周りにゲートバルブ２６を介して連結されている。各スパッタ室には、それぞれの膜に対応したターゲットを備えた１又は複数のマグネトロンカソードが備え付けられ、それぞれはガス供給系と少なくとも１つの排気装置に連結されている。ここで、低圧スパッタ室２０を、図３を参照して説明する。なお、第１〜第３のスパッタ室は、一般に用いられる公知の構造のスパッタ室である。
【００１４】
低圧スパッタ室２０は、図３に示すように、真空容器１の内部に、Ｃｕターゲット３，バッキングプレート４及び磁石ユニット５からなるマグネトロンカソード２と、基板７を保持する基板ホルダ８とが対向して配置された構成である。真空容器１のターゲット側にはターゲット３の表面近傍にプロセスガスを吹き出すガス導入配管９が取り付けられ、一方基板ホルダ側には排気口１７が設けられ、これにメインバルブ１９を介して第１の排気装置（例えば、ターボ分子ポンプ）１１が取り付けられている。なお、マグネトロンカソード２は絶縁部材６を介して真空容器１に固定され、直流又は高周波電源（不図示）に接続されている。またガス導入配管９はガス供給系（不図示）に連結されている。
【００１５】
さらに、真空容器内に圧力差を形成するために第１及び第２の圧力調整手段が配置される。即ち、第１の圧力調整手段１３としては、ターゲットを囲むように配置された円筒形状部材であって、基板側の端面は塞がれ、１又は複数の開口１３ａが形成されたものが用いられる。また、第２の圧力調整手段１４は、真空容器１内部を仕切る仕切板に１又は複数の開口１４ａが設けたものである。さらに、本実施例では、第２の排気装置１２が１つ取り付けられ、第１の圧力調整手段と第２の圧力調整手段とで囲まれる空間（中間空間）のガスを排気する構成となっている。
第１及び第２の圧力調整手段のいずれの場合も、開口１３ａ，１４ａを複数ターゲット中心軸に対称に設けるのが好ましく、開口の大きさは１〜３０ｍｍ径（好ましくは５〜２０ｍｍ）で、第２の圧力調整手段の方を大きくするのが好ましい。また、開口の長さ（板の厚さ）は、特に制限はないが、５〜２０ｍｍ程度が通常用いられる。
【００１６】
以上のように、第１の圧力調整手段及び第２の圧力調整手段の開口の大きさ、数、第２の排気装置の容量、数及び取付位置を適宜選択することにより、例えばターゲット近傍で１．０×１０−２Ｐａのとき、基板周辺で１．０×１０−４Ｐａを達成することが可能となった。また、本実施例のスパッタ室は、開口の大きさ及び厚さを調整することにより、基板に入射するスパッタ粒子の垂直性がより改善される。  
【００１７】
次に、図１の製造装置を用いたＧＭＲ膜の製造方法を、図９Ａに示したＧＭＲ膜について説明する。
まず、多数の石英ガラス基板を収納したカセットをロードロック室２１に搬入し、内部を排気する。搬送ロボット２８は、ゲートバルブを開けカセットから基板を取り出し、第１スパッタ室２２の基板ホルダ上に載置する。スパッタ室２２の内部を一旦高真空に排気した後、Ａｒガスを所定流量導入し、ＳｉＯ２基板上にＴａバッファ層を形成する。同様にして、ＰｔＭｎ反強磁性層を形成する。
【００１８】
その後、基板を第２スパッタ室２３、低圧スパッタ室２０、第３スパッタ室２４へと順送りし、各スパッタ室で構成膜を所定の膜厚形成するとともに、ロードロック室２１のカセットから連続して基板を取り出し、同様に順送りして、ＧＭＲ積層膜を形成する。最後のＴａ保護層が形成された基板は、ロードロック室のカセットに戻される。このようにして全ての層が形成されるまで基板は高清浄雰囲気におかれるため、膜界面の汚染は防止され高品質なＧＭＲ膜が得られる。
【００１９】
ここで、低圧スパッタ室２０での成膜手順を以下に説明する。ゲートバルブ２６を介して低圧スパッタ室に磁化固定層まで形成された基板７が搬入され、基板ホルダ８上に載置されると、ゲートバルブ２６が閉じ、排気装置１１，１２により真空容器１内部が高真空に排気される。所定時間経過後、ガス供給系からＡｒガスが所定流量導入され、高周波電源（不図示）からカソードに電力を供給して放電を発生させる。次に、放電を維持しながらメインバルブ１９’を調節してターゲット近傍での圧力を１．０×１０−２Ｐａ程度に調節する。続いて、メインバルブ１９を調節して基板近傍の圧力を例えば８，０×１０−３Ｐａ以下の所定の値に設定する。
【００２０】
続いて、シャッター（不図示）を開け、基板のＣｏＦｅ膜上に、Ｃｕ膜を形成する。所定の膜厚が形成された時点で、電力及びガスの供給を停止する。内部を高真空まで排気した後、ゲートバルブ２６を開け、搬送ロボット２８により基板７を取り出し、次の第３スパッタ室２４へ搬送し、磁化自由層及び保護層の形成が行われる。一方、第２スパッタ室２３で磁化固定層が形成された基板は低圧スパッタ室２０に送られ、同様にＣｕ膜が形成される。
【００２１】
ここで、具体的な実験結果を説明する。図９Ａの膜構成で、膜厚１．８〜２．５ｎｍのＣｕ膜を有するＧＭＲ膜を作製した。Ｃｕ膜形成時のターゲット近傍の圧力は１．０×１０−２Ｐａ、基板近傍の圧力は８．０×１０−４Ｐａとした。なお、他の膜形成時の圧力は２．４×１０−２〜２．２×１０−１Ｐａとした。作製したＧＭＲ膜について、四探針法で測定したＭＲ比を図４に示す。また、比較のため、図３の低圧スパッタ室の代わりに、従来のスパッタ室を備えた装置を用いて同様にしてＣｕ膜を形成してＧＭＲ膜を作製した。作製したＧＭＲ膜のＭＲ比を併せて図４にまとめた。なお、比較例では、Ｃｕ膜形成時の基板近傍（スパッタ室）の圧力は、３．６×１０−２Ｐａとした。
【００２２】
図４から明らかなように、低圧のマグネトロンスパッタ法により非磁性中間膜を形成すると、ＭＲ比が改善されることが分かる。特にＣｕ膜が薄くなるほど、従来例との差異が顕著になり、本実施例の製造方法により、極薄膜であっても、良質で均一なＣｕ膜が形成されることが分かる。
また、Ｃｕ膜が１．８ｎｍの時のＧＭＲ膜で、磁化自由層の保磁力Ｈｃｆが２．１７×１０２Ａ／ｍ（比較例）から１．９７×１０２Ａ／ｍまで低下した。
また、従来のスパッタ室でスパッタ圧３．０×１０−２Ｐａで２０ｎｍのＣｕ膜を成膜したところ、Ｃｕ膜の比抵抗は５．１μΩ・ｃｍであったが、低圧スパッタ室で基板上の圧力を３．０×１０−３Ｐａに下げてＣｕ膜を成膜したところ、Ｃｕ膜の比抵抗は４．６μΩ・ｃｍまで下げることができた。
【００２３】
以上述べたように、非磁性中間層のスパッタ圧力を従来の３．６×１０−２Ｐａから８×１０−4Ｐａと低くすることにより、ＧＭＲ膜の磁気特性は大幅に向上した。この理由の詳細は、現在のところ明確ではないが、基板近傍での圧力を低圧にしたことから、膜中に混入するＡｒ等のスパッタガスが減少し膜質が向上したことや、従来法とは異なり基板はプラズマにほとんど曝されないこと、さらには、膜の表面粗さＲａが減少し平坦性が向上したこと等の結果と考えられる。なお、非磁性中間層のスパッタ圧力を８．０×１０−３Ｐａとした場合も８．０×１０−4Ｐａの場合とほぼ同様の結果となった。
【００２４】
さらに、図１の製造装置において、Ｃｕターゲットと磁化自由層のＣｏＦｅターゲット又はＮｉＦｅターゲットとを交換し、低圧スパッタ室で磁化自由層のＣｏＦｅ層（又はＮｉＦｅ層）を基板近傍圧力を８．０×１０−3Ｐａとして形成した。これ以外は同様にしてＧＭＲ膜を作製した。磁化自由層のＣｏＦｅ層又はＮｉＦｅ層を同様にいずれの場合も上記比較例よりもＭＲ比が向上することが確認された。即ち、非磁性中間層及び磁化自由層を構成する膜の少なくとも１つを極低圧でスパッタすることにより、ＧＭＲ膜の磁気特性が向上することが分かった。
【００２５】
なお、図３に示した低圧スパッタ室においては、ガス導入配管は１つで１箇所からガスがターゲットに向かって放出される構成としたが、複数のガス放出口をターゲットに対して対称に配置する構成とするのが好ましい。また、第２の排気装置は一つに限ることはなく、複数配置しても良い。
さらに、図３では第１の圧力調整手段に円筒形部材を用いたが、図５に示すように、仕切板１３を用いても良い。また、図５においては、ターゲット近傍空間を排気するための排気装置をさらに設ける構成としても良い。
また、本実施例では、製造装置として、クラスタ型の装置構成としたが、各室を直線的に配置するインライン型の装置構成とすることも可能である。
【実施例２】
【００２６】
本実施例では、図９Ｂに示した構成のＴＭＲ膜の製造に好適に用いられる製造装置を図２に示し、これを参照してＴＭＲ膜の製造方法を説明する。
この製造装置は、バッファ層Ｔａ及び反強磁性ＰｔＭｎを形成するための第１スパッタ室２２と、磁化固定層（ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ）を形成するための第２スパッタ室２３と、トンネルバリア層用のＡｌを８．０×１０−３Ｐａ以下の低圧で形成するため低圧スパッタ室２０と、Ａｌを酸化してトンネルバリア膜Ａｌ２Ｏ３とする酸化室２５、磁化自由層（ＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ）及び保護層Ｔａを形成するための第３スパッタ室２４と、該基板を収納したカセットを搬出入するロードロック室２１とからなり、これらが基板搬送用ロボット２８が配置された搬送室２７の周りにゲートバルブ２６を介して連結されている。なお、低圧スパッタ室２０の構成は実施例１と同様である。
【００２７】
酸化室２５には酸素ガス供給系（不図示）と連結されており、基板上に酸素ガスを導入して磁化固定層上のＡｌ膜のみを酸化する。この他、基板を所定温度に加熱して酸化する構成や酸素プラズマで酸化する構成でも良い。８．０×１０−3Ｐａ以下の低圧スパッタを用いることにより、平坦且つ均一膜厚で、しかも不純物の混入しない緻密なＡｌ膜が形成され、これを酸化室で酸化することにより、高品質のバリア層が形成できる。
成膜手順はＧＭＲ膜の場合と同様であり、ＴＭＲ膜に関してもトンネルバリア層及び磁化自由層を構成する少なくとも１つの膜を低圧スパッタ法により形成することにより、膜質の改善及び平坦化を達成でき、ＧＭＲ膜と同様磁気特性が向上する。
なお、本実施例においては、トンネルバリア膜の形成に、低圧スパッタ室でＡｌを形成した後、酸化室で酸化してＡｌ２Ｏ３とする構成としたが、低圧スパッタ室に導入されるＡｒガスに酸素ガス等を混合し、反応性スパッタにより直接基板上にＡｌ２Ｏ３膜を形成する方法の他、ターゲットにＡｌ２Ｏ３を用いて直接形成する方法を用いても良い。
【００２８】
本発明に好適に用いられる低圧スパッタ室としては、図３及び５に示したもの以外に例えば、図６〜８の構成のものが好適に用いられる。
図６のスパッタ室は、第１の圧力調整手段１３として、先細りのノズル形状部材が用いられ、ターゲット３を囲んで配置される。その外側に配置される第２の圧力調整手段１４としては、先細りノズル形状に加え先端部に同一径の円筒を取り付けた形状の部材が用いられている。
さらに、第１及び第２の圧力調整手段の間の空間（中間空間）と連通する排気口１７’がマグネトロンカソード２の後方に設けられ、この排気口１７’にはメインバルブ１９’を介して第２の排気装置（例えば、ターボ分子ポンプ）１２が取り付けられている。
【００２９】
図６では、第１の圧力調整手段は先細りのノズル形状、第２の圧力調整手段はさらに先端部は同一径の円筒形状としたが、逆の配置としても良いし、両者とも同じ形状としても良い。また、第２の排気装置１２は、第１の排気装置１１に比べ排気量の小さいポンプでよく、第１及び第２の排気装置の排気量等は、要求される基板近傍の圧力に応じて、第１及び第２の圧力調整手段それぞれの長さや絞りの程度とともに、定めればよい。
【００３０】
このような圧力調整手段を２つ配置することにより、ターゲット表面空間、第１の圧力調整手段出口、第２の圧力調整手段出口へと圧力を順に下げることができ、しかも第１の圧力調整手段出口でガスの一部は第２の排気装置により直接外部に排出されるため、基板方向に向かうガス量は減少し、第２の圧力調整手段出口の圧力をさらに下げることが可能となる。従って、ターゲット近傍では例えば３．０×１０−２Ｐａ程度の圧力で安定して放電を維持させながら、基板近傍では高機能薄膜の成膜に不可欠な８．０×１０−３Ｐａ以下の圧力とすることが可能となる。
【００３１】
また、図７のスパッタ装置は、第２の排気装置を２つ配置したもので、カソード２の後方と、カソード横の真空容器側壁とに第２の排気装置１２，１２’を配置した構成である。これ以外は図６と同じである。
また、図８のスパッタ装置は、第２の圧力調整手段１４の一部を真空容器の壁で構成したものであり、２つの第２の排気装置１２，１２’の内１つを第２の圧力調整手段を形成する壁に取り付け、もう一つをカソードの後方に配置した構成である。このように、複数の排気装置を配置することにより、ターゲット近傍と基板近傍との圧力差をさらに大きくすることができる。
【００３２】
以上の実施例では、２つの圧力調整手段を用いたスパッタ装置について説明してきたが、本発明は２つに限るものではなく、要求される基板近傍圧力に応じて、３つ又はそれ以上の圧力調整手段を配置すれば良い。
なお、図９には、いわゆるボトムタイプの磁気抵抗膜を示したが、トップタイプ及びデュアルタイプ等どのような膜構成の磁気抵抗膜に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１の磁気抵抗膜の製造装置を示す模式的断面図である。
【図２】実施例２の磁気抵抗膜の製造装置を示す模式的断面図である。
【図３】低圧スパッタ室の構成を示す模式的断面図である。
【図４】ＭＲ比とＣｕ膜の膜厚との関係を示したグラフである。
【図５】低圧スパッタ室の他の態様例を示す模式的断面図である。
【図６】低圧スパッタ室の他の態様例を示す模式的断面図である。
【図７】低圧スパッタ室の他の態様例を示す模式的断面図である。
【図８】低圧スパッタ室の他の態様例を示す模式的断面図である。
【図９】磁気抵抗膜の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  真空容器、
２  マグネトロンカソード、
３  ターゲット、
４  バッキングプレート、
５  磁石ユニット、
６  絶縁部材、
７  基板、
８  基板ホルダ、
９  ガス導入管、
１１  第１の排気装置
１２、１２’  第２の排気装置、
１３  第１の圧力調整手段、
１３a、１４a  開口、
１４  第２の圧力調整手段１４、
１５  防着板、
１５a  排気孔、
１６  アースシールド、
１７、１７’  排気口、
１８電源、
１９  メインバルブ、
２０  低圧スパッタ室、
２１  ロードロック室、
２２〜２４  スパッタ室、
２５  酸化室、
２６  ゲートバルブ、
２７  搬送室、
２８  ロボット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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