JP5190316B2

JP5190316B2 - High frequency sputtering equipment

Info

Publication number: JP5190316B2
Application number: JP2008215386A
Authority: JP
Inventors: 佳紀永峰; 貫人中村; 孝二恒川
Original assignee: Canon Anelva Corp
Current assignee: Canon Anelva Corp
Priority date: 2007-10-04
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2013-04-24
Anticipated expiration: 2028-08-25
Also published as: JP2010077452A

Description

本発明は、磁気ディスク駆動装置の磁気再生ヘッド、磁気ランダムアクセスメモリの記憶素子および磁気センサを製造する高周波スパッタリング装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a magnetic reproducing head of a magnetic disk drive, a storage element of a magnetic random access memory, and a high frequency sputtering apparatus for manufacturing a magnetic sensor and a manufacturing method thereof.

絶縁膜ＭｇＯをトンネルバリア層としたトンネル磁気抵抗薄膜は室温で200%以上の巨大な磁気抵抗変化率を示すことから、再生用磁気ヘッドおよびＭＲＡＭの記憶素子への応用が期待されている。磁気ヘッドの高分解能化およびＭＲＡＭの高集積化のためにその素子サイズを小さくする要求があるが、データの高速転送を確保するためには接合抵抗を低くすることが必要不可欠である。トンネルバリア層ＭｇＯの膜厚を薄くすることで接合抵抗を下げることはできるが、同時に磁気抵抗変化率も低下してしまうという問題があった。ＭｇＯ膜成長初期段階における結晶配向が乱れていたためと考えられる。 A tunnel magnetoresistive thin film using an insulating film MgO as a tunnel barrier layer exhibits a huge magnetoresistance change rate of 200% or more at room temperature, and is expected to be applied to a reproducing magnetic head and a memory element of an MRAM. In order to increase the resolution of the magnetic head and to increase the integration of the MRAM, there is a need to reduce the element size. However, in order to ensure high-speed data transfer, it is essential to reduce the junction resistance. Although the junction resistance can be lowered by reducing the thickness of the tunnel barrier layer MgO, there is a problem that the rate of change in magnetoresistance is also lowered at the same time. This is probably because the crystal orientation in the initial stage of MgO film growth was disturbed.

高周波スパッタリングはＤＣスパッタリングに比べプラズマ密度が高く、かつプラズマと接する構造物に対し容易にバイアス電圧がかかるため、基板に対しプラズマとの電位差で加速されたプラズマからの正イオンが流入しやすい。このエネルギーをもった正イオンの基板への流入はスパッタ原子の基板上での表面拡散を促進するため、高密度かつ高配向な膜を形成することができる。しかしながら、基板上バイアス電位が大きすぎる場合には、高エネルギー正イオンが成膜中の膜にダメージを与えるという問題が発生する。すなわち、高品質薄膜を形成するためには最適な基板電位の範囲が存在し、その制御が重要である。ここで、基板に絶縁膜が堆積していくにつれ基板の電位は徐々に変化することも考慮しなければならない。 High-frequency sputtering has a higher plasma density than DC sputtering, and a bias voltage is easily applied to a structure in contact with the plasma, so that positive ions from plasma accelerated by a potential difference from the plasma are likely to flow into the substrate. Since inflow of positive ions having this energy into the substrate promotes surface diffusion of sputtered atoms on the substrate, a high-density and highly oriented film can be formed. However, when the bias potential on the substrate is too large, there arises a problem that high-energy positive ions damage the film being formed. That is, in order to form a high-quality thin film, there is an optimum substrate potential range, and its control is important. Here, it must be considered that the potential of the substrate gradually changes as the insulating film is deposited on the substrate.

特許文献１には、高周波スパッタリング装置における基板電極に設けられた可変抵抗の抵抗値を変更させることによって、アノード電極に対する基板電極の電位を変更することができる技術が開示されている。特許文献２には、基板とターゲットとの間に基板への入射粒子制御用の電極が設けられた高周波スパッタリング装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a technique that can change the potential of a substrate electrode with respect to an anode electrode by changing the resistance value of a variable resistor provided on the substrate electrode in a high-frequency sputtering apparatus. Patent Document 2 discloses a high frequency sputtering apparatus in which an electrode for controlling incident particles on a substrate is provided between the substrate and a target.

特開平９−３０２４６４号公報JP-A-9-302464 特開平６−１７９９６８号公報JP-A-6-179968

しかしながら、近年の半導体デバイスには、非常に薄い膜が要求されている。特に、磁気抵抗薄膜のトンネルバリア層に使用される結晶性絶縁膜のＭｇＯの膜厚は非常に薄く、成長初期段階から高配向成長させなければならない。そのため、基板に絶縁膜が徐々に堆積することにより、変化してしまう基板バイアスを意図的に制御し、基板上でのスパッタ原子の表面拡散を促しつつかつダメージを与えるに至らないバイアス電位の範囲内に抑えることが重要である。本発明の目的は、基板電位を調整することで基板に対する自己バイアスの制御を行い、絶縁膜成長初期段階から良好な結晶配向を得ることで高い磁気抵抗変化率を保ちつつ低い接合抵抗を両立する磁気抵抗薄膜を作製することである。 However, very thin films are required for recent semiconductor devices. In particular, the crystalline insulating film MgO used for the tunnel barrier layer of the magnetoresistive thin film is very thin, and must be highly oriented from the initial growth stage. Therefore, the range of bias potential that does not cause damage while intentionally controlling the substrate bias that changes by gradually depositing an insulating film on the substrate and promoting the surface diffusion of sputtered atoms on the substrate. It is important to keep it within. The object of the present invention is to control the self-bias with respect to the substrate by adjusting the substrate potential, and to obtain a good crystal orientation from the initial stage of the insulating film growth, and to achieve both a low junction resistance while maintaining a high magnetoresistance change It is to produce a magnetoresistive thin film.

上記目的を達成するために、本発明に従った高周波スパッタリング装置は、チャンバと、チャンバの内部を排気する排気手段と、チャンバ内にガスを供給するガス導入手段と、基板載置台を備える基板ホルダと、基板ホルダを回転させることが可能な回転駆動手段と、ターゲット載置台を備えるスパッタリングカソードであって基板載置台の表面とターゲット載置台の表面とが非平行となるように配置されることを特徴とするスパッタリングカソードと、基板ホルダ内部に設けられた電極と、電極と電気的に接続されており基板ホルダ上の基板電位を調整する可変インピーダンス機構を有することを特徴とする。基板ホルダに可変インピーダンス機構を設けることで、絶縁物成膜中のステージ電位を調整し最適化する。 In order to achieve the above object, a high-frequency sputtering device according to the present invention includes a chamber, an exhaust means for exhausting the interior of the chamber, a gas introduction means for supplying gas into the chamber, and a substrate holder including a substrate mounting table. And a sputtering cathode provided with a rotation driving means capable of rotating the substrate holder and a target mounting table, and arranged such that the surface of the substrate mounting table and the surface of the target mounting table are non-parallel. The sputtering cathode is characterized by having a variable impedance mechanism that is electrically connected to the electrode and adjusts the substrate potential on the substrate holder. By providing a variable impedance mechanism in the substrate holder, the stage potential during film formation of the insulator is adjusted and optimized.

本発明の可変インピーダンス機構により基板にかかる自己バイアスの大きさを制御する高周波スパッタリング装置によれば、高い磁気抵抗変化率を保ちつつ低い接合抵抗を両立する磁気抵抗薄膜を作製することができる。 According to the high-frequency sputtering apparatus that controls the magnitude of the self-bias applied to the substrate by the variable impedance mechanism of the present invention, it is possible to produce a magnetoresistive thin film that achieves a low junction resistance while maintaining a high magnetoresistance change rate.

＜第１の実施形態＞
図１Ａは、本発明の特徴を示す高周波スパッタリング装置１の模式図である。図１Ａを参照して、本発明を適用できる高周波スパッタリング装置１の構成について説明する。
スパッタリング装置１は、スパッタリングカソード１４ａ及び１４ｂを備えており、カソード１４ａ及び１４ｂはそれぞれターゲット載置台を備えている。カソード１４ａ及び１４ｂのターゲット載置台には、ターゲット５ａ及び５ｂがそれぞれ搭載されている。本実施例においては、ターゲット５ａは絶縁物ＭｇＯターゲットであり、ターゲット５ｂは金属Ｔａターゲットであるが、ユーザの選択により適宜変更することは可能である。一方のカソード１４ａは、ブロッキングコンデンサ（不図示）を介して、高周波電源６と接続されている。高周波電源６は、接地されている。なお、ここでいう高周波電源６は、２００〜１０００Ｗの電力を供給することができるものを言う。他方のカソード１４ｂは、ＤＣ電源１６に接続され、ＤＣ電源１６は、接地されている。高周波スパッタリング装置１はさらに、スパッタリング処理が施される基板２を載置するための基板載置台を備えた基板ホルダ３と、ターゲット５から放出されるスパッタリング粒子が真空チャンバ１７へ付着するのを防止するために、高周波スパッタリング装置１の側面に沿って設けられたメタルシールド７とを有している。カソード１４ａ及び１４ｂそれぞれのターゲット載置台の表面は、基板ホルダ３の基板載置台の表面に対して非平行に設置されている。ここでターゲット５ａ及び５ｂの直径は基板ホルダ３と同じか、または小さいことが好ましい。 <First Embodiment>
FIG. 1A is a schematic diagram of a high-frequency sputtering apparatus 1 showing features of the present invention. With reference to FIG. 1A, the structure of the high frequency sputtering device 1 which can apply this invention is demonstrated.
The sputtering apparatus 1 includes sputtering cathodes 14a and 14b, and each of the cathodes 14a and 14b includes a target mounting table. Targets 5a and 5b are mounted on the target mounting tables of the cathodes 14a and 14b, respectively. In the present embodiment, the target 5a is an insulator MgO target, and the target 5b is a metal Ta target. One cathode 14a is connected to the high-frequency power source 6 via a blocking capacitor (not shown). The high frequency power source 6 is grounded. In addition, the high frequency power supply 6 here says what can supply the electric power of 200-1000W. The other cathode 14b is connected to a DC power supply 16, and the DC power supply 16 is grounded. The high-frequency sputtering apparatus 1 further prevents the substrate holder 3 having a substrate mounting table for mounting the substrate 2 to be subjected to the sputtering process and sputtering particles emitted from the target 5 from adhering to the vacuum chamber 17. In order to do so, it has a metal shield 7 provided along the side surface of the high-frequency sputtering device 1. The surface of the target mounting table of each of the cathodes 14 a and 14 b is installed non-parallel to the surface of the substrate mounting table of the substrate holder 3. Here, the diameters of the targets 5a and 5b are preferably the same as or smaller than those of the substrate holder 3.

基板ホルダ３には、基板ホルダ３を回転駆動する回転駆動部１２が設けられている。基板ホルダ３内部に設けられた電極１３には、可変インピーダンス機構４が電気的に接続されている。可変インピーダンス機構４は、コンデンサＣやコイルＬを組み合わせたインピーダンスマッチング回路を含む。また、可変インピーダンス機構４には、インピーダンス制御部９と、入力検出器１０を介して高周波電源１１とが接続されている。制御回路９と入力検出器１０とは、電気的に接続されている。Ａｒなどのガスは、ガス供給装置１５によって、チャンバ１７内部に供給される。図示してはいないが、スパッタリング装置１は、チャンバ１７内部のガスを排気するためのガス排気手段も含んでいる。 The substrate holder 3 is provided with a rotation drive unit 12 that rotationally drives the substrate holder 3. The variable impedance mechanism 4 is electrically connected to the electrode 13 provided inside the substrate holder 3. The variable impedance mechanism 4 includes an impedance matching circuit in which a capacitor C and a coil L are combined. The variable impedance mechanism 4 is connected to an impedance controller 9 and a high frequency power supply 11 via an input detector 10. The control circuit 9 and the input detector 10 are electrically connected. A gas such as Ar is supplied into the chamber 17 by the gas supply device 15. Although not shown, the sputtering apparatus 1 also includes gas exhaust means for exhausting the gas inside the chamber 17.

図１Ｂを参照して、高周波スパッタリング装置を用いた成膜方法について説明する。
本実施形態において使用した高周波スパッタリング装置１において、適速度Ｖで回転する直径ｄの基板２は、回転数Ｖで回転している。基板２の中心法線Ｂに対して、スパッタリングカソード１４に搭載されている直径Ｄのターゲット５（５ａ、５ｂ）の中心軸線Ａを角度θ傾けるようにして、スパッタリングカソード１４及びターゲット５が設置されている。ターゲット５の中心軸線Ａとターゲット５の交点、すなわちターゲット５の中心点をＱとする。Ｑを通り、基板面と平行線が基板２の中心法線Ｂと交わる点をＲとし、基板２の中心をＯとすると、線分ＯＲを距離Ｌと、線分ＲＱをオフセット距離Ｆと定義することができる。基板２の直径ｄとターゲット５の直径Ｄの比率、角度θ、距離Ｆ、Ｌの数値を下記のように設定する。なお、図１Ｂにおいては、一つのターゲットしか記載していないが、ターゲット５は、図１Ａで示すターゲット５ａと５ｂを示すものである。ターゲット５ａの表面とターゲット５ｂの表面は、図１Ｂに示すように、いずれも基板に向くように非平行に配置されている。 With reference to FIG. 1B, the film-forming method using a high frequency sputtering device is demonstrated.
In the high-frequency sputtering apparatus 1 used in the present embodiment, the substrate 2 having a diameter d that rotates at an appropriate speed V rotates at a rotation speed V. The sputtering cathode 14 and the target 5 are installed such that the central axis A of the target 5 (5a, 5b) having a diameter D mounted on the sputtering cathode 14 is inclined at an angle θ with respect to the center normal B of the substrate 2. ing. Let Q be the intersection of the center axis A of the target 5 and the target 5, that is, the center point of the target 5. The point where R passes through Q and the plane parallel to the substrate plane intersects the center normal B of the substrate 2 is R, and the center of the substrate 2 is O. The segment OR is defined as the distance L and the segment RQ is defined as the offset distance F. can do. The ratio of the diameter d of the substrate 2 and the diameter D of the target 5, the numerical values of the angle θ, the distances F and L are set as follows. In FIG. 1B, only one target is shown, but the target 5 indicates the targets 5a and 5b shown in FIG. 1A. As shown in FIG. 1B, the surface of the target 5a and the surface of the target 5b are both arranged non-parallel so as to face the substrate.

基板２の回転数Ｖは、Ｖ≦１００ｒｐｍ、角度θは、１５度≦θ≦４５度、距離Ｆは、５０ｍｍ≦Ｆ≦４００ｍｍ、距離Ｌは、５０ｍｍ≦Ｌ≦８００ｍｍの条件を満たすように構成されており、以下の実施例においては、Ｖを１００ｒｐｍ、θを３０度、Ｆを２５０ｍｍ、Ｌを３４６．６ｍｍとした。 The rotation speed V of the substrate 2 is configured to satisfy the conditions of V ≦ 100 rpm, the angle θ is 15 degrees ≦ θ ≦ 45 degrees, the distance F is 50 mm ≦ F ≦ 400 mm, and the distance L is 50 mm ≦ L ≦ 800 mm. In the following examples, V was 100 rpm, θ was 30 degrees, F was 250 mm, and L was 346.6 mm.

成膜中、真空チャンバ１７内の圧力は、薄膜への不純物の混入なく成膜を行うため約10^-7Ｐａ以下に維持される。ガス供給装置１５より、真空チャンバ１７内にＡｒガスが導入され、高周波電源６より、カソード１４ａに高周波電力（１０〜１００ＭＨｚ）が印加されると、真空チャンバ１７内にプラズマが発生する。プラズマから引き出されたＡｒイオンがターゲット５aに衝突し、スパッタリング粒子として基板２上にＭｇＯ膜が形成される。なお、スパッタ中は、回転駆動部１２により、基板ホルダ３は、所定の回転数（１００ｒｐｍ）で回転しているので、斜めスパッタ法を用いても、均質なＭｇＯ膜を作成することができる。
上述したように、基板ホルダの表面とターゲットの表面が非平行に配置したり、上述した距離Ｌを所定距離以上離したりすることで、成膜レートを低減させ、極薄のＭｇＯ膜を的確に再現性よく成膜することができる。 During film formation, the pressure in the vacuum chamber 17 is maintained at about 10 ⁻⁷ Pa or less in order to perform film formation without mixing impurities into the thin film. When Ar gas is introduced into the vacuum chamber 17 from the gas supply device 15 and high frequency power (10 to 100 MHz) is applied from the high frequency power source 6 to the cathode 14a, plasma is generated in the vacuum chamber 17. Ar ions extracted from the plasma collide with the target 5a, and an MgO film is formed on the substrate 2 as sputtering particles. During sputtering, since the substrate holder 3 is rotated at a predetermined rotation speed (100 rpm) by the rotation driving unit 12, a homogeneous MgO film can be formed even using an oblique sputtering method.
As described above, the surface of the substrate holder and the surface of the target are arranged non-parallel, or the above-mentioned distance L is separated by a predetermined distance or more, so that the film formation rate is reduced and the ultra-thin MgO film is accurately formed. Films can be formed with good reproducibility.

上述したように絶縁物（ＭｇＯ）ターゲット５ａに高周波電力を印加してスパッタを行う際、フローティング電位にある基板ホルダ３は、プラズマの発生により、容易に負の電圧に帯電する。このため、基板２には、自己バイアスが作用し、プラズマからのＡｒ正イオンがプラズマの正電位と基板の負電位の電位差により加速され、基板２へ流入するが、高品質極薄膜を形成するためにはそのバイアス電位に最適範囲が存在する。絶縁物であるＭｇＯのスパッタ粒子がチャンバ内壁やシールド７や基板ホルダ３等に付着していくことで、プラズマ電位および自己バイアスが経時変化してしまうため、自己バイアス電位の最適範囲外のバイアス電位が発生する場合がある。この問題に対処すべく、本実施形態に係るスパッタリング装置１は、可変インピーダンス機構４を含む。 As described above, when sputtering is performed by applying high-frequency power to the insulator (MgO) target 5a, the substrate holder 3 at the floating potential is easily charged to a negative voltage due to the generation of plasma. Therefore, a self-bias acts on the substrate 2, and Ar positive ions from the plasma are accelerated by the potential difference between the positive potential of the plasma and the negative potential of the substrate and flow into the substrate 2, but form a high quality ultrathin film. Therefore, there is an optimum range for the bias potential. The sputtered particles of MgO, which is an insulator, adhere to the inner wall of the chamber, the shield 7, the substrate holder 3, etc., so that the plasma potential and the self-bias change with time. May occur. In order to cope with this problem, the sputtering apparatus 1 according to the present embodiment includes a variable impedance mechanism 4.

本発明の主要部である可変インピーダンス機構４を用いたマッチング方法を説明する。
基板ホルダ３内に設けられた電極１３には、可変インピーダンス機構４が電気的に接続され、さらに可変インピーダンス機構４には、高周波電源１１が接続されている。高周波電源１１から基板ホルダ３に微小なバイアス電力が印加される。ここで、印加されるバイアス電圧は、成膜中の膜を破壊しないくらい小さな電力（好ましくは、１〜１０Ｗ、本実施形態では４Ｗ）である。この方法は、基板ホルダ３の基板載置台自体のフローティングポテンシャルでは十分なイオンアシストを得られない場合にバイアス電位を増加させる手段として有効である。 A matching method using the variable impedance mechanism 4 which is the main part of the present invention will be described.
A variable impedance mechanism 4 is electrically connected to the electrode 13 provided in the substrate holder 3, and a high frequency power source 11 is connected to the variable impedance mechanism 4. A minute bias power is applied from the high frequency power supply 11 to the substrate holder 3. Here, the applied bias voltage is an electric power (preferably 1 to 10 W, 4 W in this embodiment) that does not destroy the film being formed. This method is effective as means for increasing the bias potential when sufficient ion assist cannot be obtained with the floating potential of the substrate mounting table itself of the substrate holder 3.

入力検出器１０は、高周波電源１１の入力波と、マッチングが取れず電力消費されなかった場合に生ずる反射波とを検出し、インピーダンス制御部９へ入力する。インピーダンス制御部９は、入力検出器から送られてくる入力波の値と、電極側からの反射波の値とに基づいて、可変インピーダンス機構４を制御する。より具体的には、インピーダンス制御部９は、可変インピーダンス機構４に含まれるインピーダンスマッチング回路のコンデンサＣ１、Ｃ２やコイルＬ１、Ｌ２の比率を適切に調整し、上述した反射波が検出されないように、可変インピーダンス機構４を制御する。なお、図１ＡにおいてはコンデンサＣ１、Ｃ２及びコイルＬ１、Ｌ２のみが図示されているが、コンデンサＣとコイルＬの選択及びその組み合わせは、実施態様により適宜設計変更することが可能である。反射波が検出されず、入力波のみが検出された場合は、可変インピーダンス機構４は、マッチングが取れている、つまり、シールドや基板ホルダにＭｇＯ膜が堆積することによりプラズマインピーダンスが変化したとしても、安定して基板上に自己バイアスを誘起できているものと判断する。 The input detector 10 detects an input wave of the high frequency power supply 11 and a reflected wave generated when matching is not achieved and power is not consumed, and inputs the detected wave to the impedance control unit 9. The impedance control unit 9 controls the variable impedance mechanism 4 based on the value of the input wave sent from the input detector and the value of the reflected wave from the electrode side. More specifically, the impedance control unit 9 appropriately adjusts the ratio of the capacitors C1 and C2 and the coils L1 and L2 of the impedance matching circuit included in the variable impedance mechanism 4 so that the above-described reflected wave is not detected. The variable impedance mechanism 4 is controlled. In FIG. 1A, only the capacitors C1 and C2 and the coils L1 and L2 are shown. However, the selection and combination of the capacitors C and L can be appropriately changed depending on the embodiment. When the reflected wave is not detected and only the input wave is detected, the variable impedance mechanism 4 is matched, that is, even if the plasma impedance is changed by depositing the MgO film on the shield or the substrate holder. It is judged that the self-bias can be induced on the substrate stably.

このように基板２にバイアス電力（電力進行波）を印加し、その反射波の検出に基づいて、可変インピーダンス機構４を制御することにより、自動マッチングを取ることができる。可変インピーダンス機構４により基板２の電位を調整することで、プラズマから流入する正イオンの入射エネルギーを最適化することができる。 Thus, automatic matching can be achieved by applying bias power (power traveling wave) to the substrate 2 and controlling the variable impedance mechanism 4 based on detection of the reflected wave. By adjusting the potential of the substrate 2 by the variable impedance mechanism 4, the incident energy of positive ions flowing from the plasma can be optimized.

高周波スパッタリング装置１には、機器全体（図５のマルチチャンバシステム４００）が占有する床面積を小さくするため、ＭｇＯターゲットの他に、複数のターゲットが設けることがある。
また、特願２００７−３４６８６号に示すように、ＭｇＯ成膜において、真空チャンバ内の余分な酸素や水分を吸収するため、酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質をターゲットとして使用し、真空チャンバ内に成膜させる必要がある。ここで、いう酸化性ガスに対するゲッタ効果がＭｇＯより大きい物質とは、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｈｆ、Ｖ、Ｂ、Ｓｉ、Ａｌ又はＧｅの以上からなる金属又は半導体である。 In order to reduce the floor area occupied by the entire apparatus (multi-chamber system 400 in FIG. 5), the high-frequency sputtering apparatus 1 may be provided with a plurality of targets in addition to the MgO target.
In addition, as shown in Japanese Patent Application No. 2007-34686, in the MgO film formation, in order to absorb excess oxygen and moisture in the vacuum chamber, a substance having a getter effect on the oxidizing gas larger than MgO is used as a target, and vacuum is applied. It is necessary to form a film in the chamber. Here, the substance whose getter effect on the oxidizing gas is larger than MgO is Ta, Ti, Mg, Zr, Nb, Mo, W, Cr, Mn, Hf, V, B, Si, Al or Ge. A metal or a semiconductor.

しかし、高周波スパッタリング装置１内でＭｇＯ以外のメタル膜（例えば、Ｔａ）を成膜すると、ＭｇＯ膜だけでなく、Ｔａ膜もシールド７や真空チャンバ１７内壁に付着してしまう。なお、ここでいうシールド７とは、真空チャンバ１７へ膜が付着するのを防止するために設けられたもので、装置ユーザによって取替え可能である。シールド７の電位は、成膜処理枚数や複数の膜の付着により経時変化してしまう。これにより、膜の均質性及び均一性を損なうといった問題も生じるが、本発明の可変インピーダンス機構４を備えた高周波スパッタリング装置１を使用すれば、解決することができる。 However, when a metal film (for example, Ta) other than MgO is formed in the high-frequency sputtering apparatus 1, not only the MgO film but also the Ta film adheres to the shield 7 and the inner wall of the vacuum chamber 17. The shield 7 here is provided to prevent the film from adhering to the vacuum chamber 17 and can be replaced by the apparatus user. The potential of the shield 7 changes over time due to the number of film forming processes and the adhesion of a plurality of films. This causes a problem that the homogeneity and uniformity of the film are impaired, but can be solved by using the high-frequency sputtering apparatus 1 provided with the variable impedance mechanism 4 of the present invention.

＜第２の実施形態＞
図２を参照して、第２の実施形態に係る高周波スパッタリング装置の構成を説明する。
図２に示すように、基板２が載置されている基板ホルダ３内部には電極１３が設けられている。電極１３上には、プラズマからの流入電子を取り込むことによって電流値を検出する流入電子検出センサ(Ｖｄｃ検出センサ)１８が設けられている。この流入電子検出センサ１８は、基板ホルダ３の内部に設けられた電極１３が露出するように設けられた穴によって構成されており、プラズマ中の電子がこの穴から電極１３に流入することによって、電子を検出するものである。 <Second Embodiment>
With reference to FIG. 2, the structure of the high frequency sputtering device according to the second embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, an electrode 13 is provided inside the substrate holder 3 on which the substrate 2 is placed. An inflow electron detection sensor (Vdc detection sensor) 18 is provided on the electrode 13 to detect a current value by taking inflow electrons from the plasma. The inflow electron detection sensor 18 is configured by a hole provided so that the electrode 13 provided in the substrate holder 3 is exposed, and electrons in the plasma flow into the electrode 13 from the hole. It detects electrons.

ここで、Ｖｄｃとは、グラウンドと基板の電位との電位差、すなわち、基板に印加された自己バイアスである。本実施形態の高周波スパッタリング装置には、流入電子検出センサ１８から検出した電流値をＶｄｃに換算する演算部８aを含む演算回路８と、演算回路８からのＶｄｃ信号を演算処理し、可変インピーダンス機構４のインピーダンスを制御するインピーダンス制御回路部９とが設けられている。可変インピーダンス機構４はコンデンサCやコイルLを組み合わせたインピーダンスマッチング回路を含み、基板ホルダ３内部に設けられた電極１３に電気的に接続されている。第１の実施形態における高周波スパッタリング装置と異なり、基板ホルダ３側に接続した高周波電源を用いる必要はない。なお、図２においては、カソード１４ａ、１４ｂ、高周波電源６、ＤＣ電源１６、メタルシールド７、ターゲット５ａ及び５ｂ、ガス供給装置１５については、図示していないが、図１で示した高周波スパッタリング装置１と同様である。 Here, Vdc is a potential difference between the ground and the substrate, that is, a self-bias applied to the substrate. In the high-frequency sputtering device of this embodiment, an arithmetic circuit 8 including an arithmetic unit 8a that converts a current value detected from the inflow electron detection sensor 18 into Vdc, and a Vdc signal from the arithmetic circuit 8 are arithmetically processed to provide a variable impedance mechanism. 4 is provided with an impedance control circuit unit 9 for controlling the impedance of 4. The variable impedance mechanism 4 includes an impedance matching circuit in which a capacitor C and a coil L are combined, and is electrically connected to an electrode 13 provided inside the substrate holder 3. Unlike the high-frequency sputtering apparatus in the first embodiment, it is not necessary to use a high-frequency power source connected to the substrate holder 3 side. 2, the cathodes 14a and 14b, the high frequency power source 6, the DC power source 16, the metal shield 7, the targets 5a and 5b, and the gas supply device 15 are not shown, but the high frequency sputtering device shown in FIG. Same as 1.

本実施形態に係る高周波スパッタリング装置の動作を説明する。Ｖｄｃ検出センサ１８は、プラズマから電極１３への流入電子を取り込み、電流値として検出する。検出された（高周波）電流値は、Ｖｄｃ演算回路８のＬＣ回路により直流成分のみ取り出され、オームの法則に基づいて演算部８aによってＶｄｃが導出される。Ｖｄｃ演算部８aにより計算されたＶｄｃに基づいて、インピーダンス制御部９は、可変インピーダンス機構４を構成するコンデンサＣ１、Ｃ２やコイルＬ１、Ｌ２の比率を適切に調整し、Ｖｄｃを安定させるように可変インピーダンス４を調整する。すなわち、インピーダンス制御部９は、予め成膜材料毎、又その成膜材料により成膜された膜厚に応じて、最適なＶｄｃがプログラムされており、Ｖｄｃ演算部８aにより計算されたＶｄｃを最適なＶｄｃに調整するように、コンデンサＣ１、Ｃ２やコイルＬ１、Ｌ２の比率を調整することができる。 The operation of the high frequency sputtering apparatus according to this embodiment will be described. The Vdc detection sensor 18 takes in electrons flowing from the plasma into the electrode 13 and detects them as a current value. From the detected (high frequency) current value, only the DC component is extracted by the LC circuit of the Vdc calculation circuit 8, and Vdc is derived by the calculation unit 8a based on Ohm's law. Based on the Vdc calculated by the Vdc calculation unit 8a, the impedance control unit 9 appropriately adjusts the ratio of the capacitors C1 and C2 and the coils L1 and L2 constituting the variable impedance mechanism 4 and is variable so as to stabilize Vdc. Adjust impedance 4. That is, the impedance control unit 9 is programmed in advance with an optimum Vdc in accordance with each film forming material or according to the film thickness formed by the film forming material, and the Vdc calculated by the Vdc operation unit 8a is optimal. The ratio of the capacitors C1 and C2 and the coils L1 and L2 can be adjusted so that the Vdc is adjusted.

前述したように、基板２にメタル膜や絶縁膜が形成される度に、さらにそれらの膜の膜厚が変化する度に、基板の電位、すなわちＶｄｃは、経時変化してしまう。Ｖｄｃが、均質な膜を作成できる範囲（Ａ＜Ｖｄｃ＜Ｂ）を超えてしまうと、高品質な膜を形成することができなくなってしまう。そこで、インピーダンス制御部９は、可変インピーダンス機構４を構成する可変コンデンサＣ１、Ｃ２の比率を適切に調整し、Ｖｄｃを、均質な膜を作成できる範囲（Ａ＜Ｖｄｃ＜Ｂ）内に設定できるようにしている。
なお、図２においてはコンデンサＣ１、Ｃ２及びコイルＬ１、Ｌ２のみが図示されているが、コンデンサＣとコイルＬの選択及びその組み合わせは、実施態様により適宜設計変更することが可能である。インピーダンスの変更により基板が大きな負の電位を持つようになれば、膜は流入イオンにより膜組織が破壊される。逆に、基板電位がグラウンドに近づきすぎると、イオンアシストが得られないため、スパッタ粒子の基板上における十分な表面拡散運動が得られない。その両者の間に最適インピーダンスが存在する。例えば、金属膜が堆積した基板にＭｇＯ膜を成膜する場合、成膜初期の極薄ＭｇＯ膜が大きなキャパシタンスとして働き、大きなバイアス電位が発生し、そこに高エネルギーをもって流入する正イオンにより膜組織が破壊されることがある。本実施形態に示すように、Ｖｄｃ等の放電パラメータをモニタリングし自動でフィードバックをかけてインピーダンスを最適化させることができれば、導電性基板２や導電性シールド７に徐々に絶縁膜が堆積することで経時変化する基板電位、すなわちＶｄｃを最適な電位に調整することができる。 As described above, every time a metal film or insulating film is formed on the substrate 2, the potential of the substrate, that is, Vdc changes with time each time the film thickness of those films changes. If Vdc exceeds the range (A <Vdc <B) in which a homogeneous film can be formed, a high-quality film cannot be formed. Therefore, the impedance control unit 9 can appropriately adjust the ratio of the variable capacitors C1 and C2 constituting the variable impedance mechanism 4 so that Vdc can be set within a range (A <Vdc <B) in which a homogeneous film can be formed. I have to.
In FIG. 2, only the capacitors C1 and C2 and the coils L1 and L2 are shown. However, the selection of the capacitor C and the coil L and the combination thereof can be appropriately changed depending on the embodiment. If the substrate has a large negative potential due to the impedance change, the membrane structure of the membrane is destroyed by inflowing ions. Conversely, if the substrate potential is too close to the ground, ion assist cannot be obtained, so that sufficient surface diffusion movement of the sputtered particles on the substrate cannot be obtained. There is an optimum impedance between them. For example, when an MgO film is formed on a substrate on which a metal film is deposited, the ultrathin MgO film at the initial stage of film formation functions as a large capacitance, and a large bias potential is generated. May be destroyed. As shown in the present embodiment, if an impedance can be optimized by monitoring discharge parameters such as Vdc and automatically feeding back, an insulating film is gradually deposited on the conductive substrate 2 and the conductive shield 7. The substrate potential changing with time, that is, Vdc can be adjusted to an optimum potential.

なお、Ｖｄｃを測定するために、必ずしもＶｄｃ検出センサ１８、およびＶｄｃ演算回路８を設けなくてもよく、別の方法としては、真空チャンバ内にプローブを挿入して、Ｖｄｃを測定してもよい。 In order to measure Vdc, the Vdc detection sensor 18 and the Vdc arithmetic circuit 8 are not necessarily provided. As another method, the probe may be inserted into the vacuum chamber to measure Vdc. .

さらに、図３に示す高周波スパッタリング装置は、図１に示す高周波スパッタリング装置と、図２に示す高周波スパッタリング装置を組み合わせたものである。すなわち、図３に示す高周波スパッタリング装置の電極１３上には、図２と同様に、基板ホルダ３の内部に設けられた電極１３が露出するように設けられた穴によって構成された流入電子検出センサ(Ｖｄｃ検出センサ)１８が設けられている。電極１３は、図２と同様に構成された演算回路８を介して、図１と同様に構成された高周波電源１１と電気的に接続されている。こうすることで、イオンアシストをして機能するバイアス電力を制御したり、インピーダンスを制御したりすることにより、自己バイアスＶｄｃを、高品質な膜を作成できる範囲（Ａ＜Ｖｄｃ＜Ｂ）内に設定できるようにしている。それ以外の構成は、図１に示す高周波スパッタリング装置と同様である。 Further, the high frequency sputtering apparatus shown in FIG. 3 is a combination of the high frequency sputtering apparatus shown in FIG. 1 and the high frequency sputtering apparatus shown in FIG. That is, an inflow electron detection sensor constituted by a hole provided on the electrode 13 of the high-frequency sputtering apparatus shown in FIG. 3 so that the electrode 13 provided inside the substrate holder 3 is exposed as in FIG. (Vdc detection sensor) 18 is provided. The electrode 13 is electrically connected to a high-frequency power source 11 configured in the same manner as in FIG. 1 via an arithmetic circuit 8 configured in the same manner as in FIG. In this way, the self-bias Vdc can be controlled within the range (A <Vdc <B) in which a high-quality film can be formed by controlling the bias power functioning by ion assist or controlling the impedance. It can be set. The other configuration is the same as that of the high-frequency sputtering apparatus shown in FIG.

＜第３の実施形態＞
図４を参照して、第３の実施形態に係る高周波スパッタリング装置の構成を説明する。本実施形態においても、基板ホルダ３上には基板２が載置されており、基板ホルダ３内部に設けられた電極１３に、コンデンサＣ１、Ｃ２及びコイルＬ１、Ｌ２を含む可変インピーダンス機構４が電気的に接続されている。可変インピーダンス機構４は、接地されている。なお、図３においては、真空チャンバ１７、カソード１４ａ、１４ｂ、高周波電源６、ＤＣ電源１６、メタルシールド７、ターゲット５ａ及び５ｂ、ガス供給装置１５等については、図示していないが、図１で示した高周波スパッタリング装置１と同様である。
なお、図４においてはコンデンサＣ１、Ｃ２及びコイルＬ１、Ｌ２のみが図示されているが、コンデンサＣとコイルＬの選択及びその組み合わせは、実施態様により適宜設計変更することが可能である。高周波電源１１、演算部８などがなくても、装置ユーザがインピーダンス可変機構４を構成するコンデンサＣ１、Ｃ２やコイルＬ１、Ｌ２の比率を適切に調整するだけでセルフバイアス(基板上のＶｄｃ)を変化させることができる。ただし、この場合は放電パラメータ検出機構ならびにフィードバック回路が無いため、実験的な膜性能の傾向を把握するに留まる。 <Third Embodiment>
With reference to FIG. 4, the structure of the high frequency sputtering device according to the third embodiment will be described. Also in this embodiment, the substrate 2 is placed on the substrate holder 3, and the variable impedance mechanism 4 including the capacitors C1 and C2 and the coils L1 and L2 is electrically connected to the electrode 13 provided in the substrate holder 3. Connected. The variable impedance mechanism 4 is grounded. In FIG. 3, the vacuum chamber 17, the cathodes 14a and 14b, the high frequency power source 6, the DC power source 16, the metal shield 7, the targets 5a and 5b, the gas supply device 15 and the like are not shown, but in FIG. This is the same as the high-frequency sputtering apparatus 1 shown.
In FIG. 4, only the capacitors C1 and C2 and the coils L1 and L2 are shown, but the selection of the capacitor C and the coil L and the combination thereof can be appropriately changed depending on the embodiment. Even without the high-frequency power supply 11 and the arithmetic unit 8, the device user can adjust the self-bias (Vdc on the substrate) only by appropriately adjusting the ratio of the capacitors C 1 and C 2 and the coils L 1 and L 2 constituting the impedance variable mechanism 4. Can be changed. However, in this case, since there is no discharge parameter detection mechanism and no feedback circuit, the tendency of experimental film performance is only grasped.

＜第４の実施形態＞
前述した高周波スパッタリング装置１を含む、トンネル磁気抵抗薄膜を作製するためのマルチチャンバシステム４００の概略構成図を、図５に示す。マルチチャンバシステム４００はクラスタ型であり、複数の真空処理室４１１、４２１、４３１、４４１及び４５１を備えている。真空搬送ロボット４８２ａ及び４８２ｂが備えられた真空基板搬送室４８１が中央位置に設置されている。真空搬送ロボット４８２ａ及び４８２ｂは、伸縮自在なアーム４８３ａ及び４８３ｂと基板を搭載するためのハンド４８４ａ及び４８４ｂとを備えている。アーム４８３ａ及び４８３ｂの基端部は真空基板搬送室４８１に回転自在に取り付けられている。図５に示すマルチチャンバシステム４００の真空基板搬送室４８１には、ロードロックチャンバ４６５及び４７５が設けられている。ロードロックチャンバ４６５及び４７５によって、外部からマルチチャンバシステム４００に処理対象の基板を搬入すると共に、磁性多層膜の成膜処理が終了した基板をマルチチャンバシステム４００から外部へ搬出する。真空基板搬送室４８１とロードロックチャンバ４６５及び４７５それぞれの間には、両チャンバを隔離し、かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ４９０ｆ及び４９０ｇが設けられている。図５に示すマルチチャンバシステム４００では、真空基板搬送室４８１の周囲に、４つの成膜チャンバ４１１、４２１、４３１及び４５１と、１つの前処理チャンバ４４１とが設けられている。真空基板搬送室４８１と処理チャンバの間には、両チャンバを隔離し、かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ４９０ａ乃至ｅがそれぞれ設けられている。なお各チャンバには真空排気手段、ガス導入手段、電力供給手段、等が付設されているが、それらの図示は省略されている。図５に示すマルチチャンバシステム４００のスパッタリング成膜チャンバ４１１、４２１、４３１及び４５１の各々は、磁気抵抗素子を構成する複数の膜を同じチャンバ内で連続して成膜するための成膜チャンバであり、１つの成膜チャンバに少なくとも１つのターゲットとスパッタリングカソードが設けられている。 <Fourth Embodiment>
FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of a multi-chamber system 400 for producing a tunnel magnetoresistive thin film including the high-frequency sputtering apparatus 1 described above. The multi-chamber system 400 is a cluster type and includes a plurality of vacuum processing chambers 411, 421, 431, 441, and 451. A vacuum substrate transfer chamber 481 provided with vacuum transfer robots 482a and 482b is installed at the center position. The vacuum transfer robots 482a and 482b include extendable arms 483a and 483b and hands 484a and 484b for mounting a substrate. The base ends of the arms 483a and 483b are rotatably attached to the vacuum substrate transfer chamber 481. Load lock chambers 465 and 475 are provided in the vacuum substrate transfer chamber 481 of the multi-chamber system 400 shown in FIG. By the load lock chambers 465 and 475, the substrate to be processed is carried into the multi-chamber system 400 from the outside, and the substrate on which the magnetic multilayer film is formed is carried out from the multi-chamber system 400 to the outside. Between the vacuum substrate transfer chamber 481 and the load lock chambers 465 and 475, there are provided gate valves 490f and 490g which isolate both chambers and can be opened and closed as necessary. In the multi-chamber system 400 shown in FIG. 5, four film forming chambers 411, 421, 431, and 451 and one pretreatment chamber 441 are provided around the vacuum substrate transfer chamber 481. Between the vacuum substrate transfer chamber 481 and the processing chamber, there are provided gate valves 490a to 490e that isolate both chambers and can be opened and closed as necessary. Each chamber is provided with vacuum evacuation means, gas introduction means, power supply means, etc., but these are not shown. Each of the sputtering film forming chambers 411, 421, 431, and 451 of the multi-chamber system 400 shown in FIG. 5 is a film forming chamber for continuously forming a plurality of films constituting the magnetoresistive element in the same chamber. Yes, at least one target and a sputtering cathode are provided in one deposition chamber.

スパッタリングチャンバ４１１では、チャンバ底部中央の基板ホルダ４１２上に配置された基板４１３に対して、天井部にＴａのターゲット４１４ａ、ＭｇＯのターゲット４１４ｂがおのおの図示しないスパッタリングカソードを介して設置されている。なおスパッタリングチャンバ４１１は、図５に示すように、ターゲット４１４ｃ及び４１４ｄも搭載可能であり、実施形態に応じて適宜使用することも可能である。真空基板搬送室４８１とスパッタリングチャンバ４１１の間には、両チャンバを隔離し、かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ４９０ｅが設けられている。 In the sputtering chamber 411, a Ta target 414a and an MgO target 414b are installed on the ceiling portion of the substrate 413 disposed on the substrate holder 412 at the center of the bottom of the chamber via a sputtering cathode (not shown). In addition, as shown in FIG. 5, the sputtering chamber 411 can also mount targets 414c and 414d, and can be used as appropriate according to the embodiment. Between the vacuum substrate transfer chamber 481 and the sputtering chamber 411, there is provided a gate valve 490e that isolates both chambers and can be opened and closed as necessary.

スパッタリングチャンバ４２１においては、チャンバ底部中央の基板ホルダ４２２上に配置された基板４２３に対し、天井部にＲｕのターゲット４２４ａ、ＩｒＭｎのターゲット４２４ｂ、７０ＣｏＦｅのターゲット４２４ｃ及びＣｏＦｅＢのターゲット４２４ｄが、おのおの図示しないスパッタリングカソードを介して設置されている。なおスパッタリングチャンバ４２１は、図５に示すように、ターゲット４２４ｅも搭載可能であり、実施形態に応じて適宜使用することが可能である。真空基板搬送室４８１とスパッタリングチャンバ４２１の間には、両チャンバを隔離し、かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ４９０ｄが設けられている。 In the sputtering chamber 421, a Ru target 424a, an IrMn target 424b, a 70CoFe target 424c, and a CoFeB target 424d are not shown in the figure relative to the substrate 423 arranged on the substrate holder 422 at the center of the bottom of the chamber. It is installed through a sputtering cathode. As shown in FIG. 5, the sputtering chamber 421 can also be mounted with a target 424e, and can be used as appropriate according to the embodiment. Between the vacuum substrate transfer chamber 481 and the sputtering chamber 421, there is provided a gate valve 490d that isolates both chambers and can be opened and closed as necessary.

スパッタリングチャンバ４３１においては、チャンバ底部中央の基板ホルダ４３２上に配置された基板４３３に対し、Ｔａのターゲット４３４ａ及びＣｕのターゲット４３４ｂが、おのおの図示しないスパッタリングカソードを介して設置されている。なおスパッタリングチャンバ４３１は、図５に示すように、ターゲット４３４ｃ、４３４ｄ及びターゲット４３４ｅも搭載可能であり、実施形態に応じて適宜使用することが可能である。真空基板搬送室４８１とスパッタリングチャンバ４３１の間には、両チャンバを隔離し、かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ４９０ｃが設けられている。 In the sputtering chamber 431, a Ta target 434 a and a Cu target 434 b are installed via a sputtering cathode (not shown) on the substrate 433 disposed on the substrate holder 432 at the center of the bottom of the chamber. As shown in FIG. 5, the sputtering chamber 431 can also mount targets 434c, 434d and a target 434e, and can be used as appropriate according to the embodiment. Between the vacuum substrate transfer chamber 481 and the sputtering chamber 431, there is provided a gate valve 490c that isolates both chambers and can be opened and closed as necessary.

前処理チャンバ４４１においては、チャンバ底部中央の基板ホルダ４４２上に配置された基板４４３に対し、物理的エッチングにより成膜前の基板のクリーニング等の前処理が行われる。真空基板搬送室４８１と前処理チャンバ４４１の間には、両チャンバを隔離し、かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ４９０ｂが設けられている。 In the pretreatment chamber 441, pretreatment such as cleaning of the substrate before film formation is performed on the substrate 443 disposed on the substrate holder 442 at the center of the bottom of the chamber by physical etching. Between the vacuum substrate transfer chamber 481 and the pretreatment chamber 441, there is provided a gate valve 490b that isolates both chambers and can be opened and closed as necessary.

スパッタリングチャンバ４５１においては、チャンバ底部中央の基板ホルダ４５２上に配置された基板４５３に対し、天井部にＣｏＦｅＢのターゲット４５４ａ、Ｔａのターゲット４５４ｂ、Ｃｕのターゲット４５４ｃ及びＲｕのターゲット４５４ｄが、おのおの図示しないスパッタリングカソードを介して設置されている。なおスパッタリングチャンバ４５１は、図５に示すように、ターゲット４５４ｅも搭載可能であり、実施形態に応じて適宜使用することが可能である。真空基板搬送室４８１と成膜チャンバ４５１の間には、両チャンバを隔離し、かつ必要に応じて開閉自在なゲートバルブ４９０ａが設けられている。 In the sputtering chamber 451, a CoFeB target 454a, a Ta target 454b, a Cu target 454c, and a Ru target 454d are not shown on the ceiling with respect to the substrate 453 disposed on the substrate holder 452 at the center of the bottom of the chamber. It is installed through a sputtering cathode. As shown in FIG. 5, the sputtering chamber 451 can also have a target 454e mounted thereon, and can be used as appropriate according to the embodiment. Between the vacuum substrate transfer chamber 481 and the film forming chamber 451, there is provided a gate valve 490a that isolates both chambers and can be opened and closed as necessary.

ロードロックチャンバ４６５及び４７５を除く全てのチャンバは、１×10^-6 Pa以下の真空室であり、各真空室間の基板の移動は、真空搬送ロボット４８２ａ及び４８２ｂによって真空中にて行われる。スピンバルブ型のトンネル磁気抵抗薄膜を形成するための基板は、初め大気圧にされたロードロックチャンバ４６５又は４７５に配置され、ロードロックチャンバ４６５又は４７５を真空排気した後、真空搬送ロボット４８２ａ及び４８２ｂによって所望の真空室に搬送される。 All the chambers except the load lock chambers 465 and 475 are vacuum chambers of 1 × 10 ⁻⁶ Pa or less, and the movement of the substrate between the vacuum chambers is performed in vacuum by the vacuum transfer robots 482a and 482b. A substrate for forming a spin-valve type tunnel magnetoresistive thin film is placed in a load lock chamber 465 or 475 that is first brought to atmospheric pressure, and after evacuating the load lock chamber 465 or 475, vacuum transfer robots 482a and 482b. To the desired vacuum chamber.

基本的な膜構成は、図６に示すように、熱酸化処理基板５０１上に、下部電極層としてTa 膜５０２(50Å)/CuN膜５０３ (200Å)/Ta膜５０４ (30Å)/CuN膜５０５(200Å)/Ta膜５０６ (30Å)、シード層としてRu膜５０７(50Å)、反強磁性層としてIrMn膜５０８(70Å)、磁化固定層としてCoFe膜５０９ (25Å)/Ru膜５１０(9Å)/CoFeB膜５１１ (30Å)からなる反強磁性結合体を用い、トンネルバリア層としてＭｇＯ膜５１２(10〜16Å)を用いる。磁化自由層としてはCoFeB膜５１３(30Å)を成膜する。最後に上部電極としてTa膜５１４(80Å)/Cu膜５１５ (300Å)/Ta膜５１６ (50Å)/Ru膜５１７(70Å)の積層構造を使用する。 As shown in FIG. 6, the basic film configuration is that a Ta film 502 (50 mm) / CuN film 503 (200 mm) / Ta film 504 (30 mm) / CuN film 505 are formed on a thermal oxidation substrate 501 as a lower electrode layer. (200Å) / Ta film 506 (30Å), Ru film 507 (50Å) as a seed layer, IrMn film 508 (70Å) as an antiferromagnetic layer, CoFe film 509 (25Å) / Ru film 510 (9Å) as a magnetization fixed layer An antiferromagnetic coupler composed of / CoFeB film 511 (30Å) is used, and MgO film 512 (10 to 16Å) is used as a tunnel barrier layer. A CoFeB film 513 (30 mm) is formed as the magnetization free layer. Finally, a stacked structure of Ta film 514 (80 mm) / Cu film 515 (300 mm) / Ta film 516 (50 mm) / Ru film 517 (70 mm) is used as the upper electrode.

そのような膜構成を効率的に成膜するために、スパッタリングチャンバ４１１にはトンネルバリア層用ＭｇＯと清浄雰囲気作製用Taを、スパッタリングチャンバ４２１にはRu、 IrMn、 CoFe、 CoFeBを、スパッタリングチャンバ４３１にはTa、Cuを、スパッタリングチャンバ４５１にはCoFeB、 Ta、 Cu、 Ruを、スパッタリングリングターゲットとして配置する。初めに、基板を前処理チャンバ４４１に搬送し、逆スパッタエッチングにより、大気中で汚染された表面層の約2 nmを物理的に除去し、その後、スパッタリングチャンバ４３１に搬送して、Ta 膜５０２、CuN膜５０３、Ta膜５０４、CuN膜５０５及びTa膜５０６からなる下部電極層まで成膜する。その後、スパッタリングチャンバ４２１に移動してＲｕ膜５０７からなるシード層ならびにＩｒＭｎ膜５０８、ＣｏＦｅ膜５０９、Ｒｕ膜５１０、ＣｏＦｅＢ膜５１１からなる反強磁性結合層を、スパッタリングチャンバ４１１に搬送してトンネルバリア層ＭｇＯ膜５１２（膜厚は１０〜１６Å）を成膜する。ここで、前述した斜めスパッタリング法を利用して、トンネルバリア層ＭｇＯ膜５１２を成膜することによって、膜厚１０〜１６Åの非常に薄いＭｇＯ膜を得ることができる。トンネルバリア層形成後、スパッタリングチャンバ４５１に搬送して、ＣｏＦｅＢ膜５１３からなる磁化自由層ならびにＴａ膜５１４、Ｃｕ膜５１５、Ｔａ膜５１６及びＲｕ膜５１７からなる上部電極層を成膜して、ロードロックチャンバ４６５又は４７５に帰す。 In order to efficiently form such a film structure, MgO for tunnel barrier layer and Ta for clean atmosphere preparation are formed in the sputtering chamber 411, Ru, IrMn, CoFe, and CoFeB are formed in the sputtering chamber 421, and the sputtering chamber 431 is formed. In the sputtering chamber 451, CoFeB, Ta, Cu, Ru are arranged as sputtering ring targets. First, the substrate is transferred to the pretreatment chamber 441, and about 2 nm of the surface layer contaminated in the atmosphere is physically removed by reverse sputter etching, and then transferred to the sputtering chamber 431, where the Ta film 502 is transferred. The lower electrode layer composed of the CuN film 503, the Ta film 504, the CuN film 505, and the Ta film 506 is formed. After that, it moves to the sputtering chamber 421, and the seed layer made of the Ru film 507 and the antiferromagnetic coupling layer made of the IrMn film 508, the CoFe film 509, the Ru film 510, and the CoFeB film 511 are transferred to the sputtering chamber 411 and are tunnel barriers. A layer MgO film 512 (having a thickness of 10 to 16 mm) is formed. Here, a very thin MgO film having a thickness of 10 to 16 mm can be obtained by forming the tunnel barrier layer MgO film 512 by using the above-described oblique sputtering method. After the tunnel barrier layer is formed, the film is transferred to the sputtering chamber 451 to form the magnetization free layer made of the CoFeB film 513 and the upper electrode layer made of the Ta film 514, Cu film 515, Ta film 516, and Ru film 517, and loaded. Return to lock chamber 465 or 475.

作製したトンネル磁気抵抗薄膜は、磁場中アニール炉に入れ、強さ8kOe以上の一方向に平行な磁場を印加しながら、真空中にて所望の温度と時間でアニール処理を行う。このようにして完成した磁気抵抗薄膜を図６に示している。トンネルバリア層５１２がＭｇＯ膜である磁気抵抗薄膜を、マルチチャンバシステム４００を用いて成膜する際、ＭｇＯトンネルバリア層５１２を、図１に示す高周波スパッタリング装置１で形成することにより高性能の磁気抵抗薄膜を得ることができる。 The produced tunnel magnetoresistive thin film is put in an annealing furnace in a magnetic field, and annealed at a desired temperature and time in a vacuum while applying a magnetic field parallel to one direction with a strength of 8 kOe or more. The completed magnetoresistive thin film is shown in FIG. When a magnetoresistive thin film in which the tunnel barrier layer 512 is an MgO film is formed using the multi-chamber system 400, the MgO tunnel barrier layer 512 is formed by the high-frequency sputtering apparatus 1 shown in FIG. A resistive thin film can be obtained.

図６に示すトンネル磁気抵抗薄膜を用いて、例えば再生用磁気ヘッド、ＭＲＡＭ、磁気センサといったMTJデバイスを製造することが可能である。 By using the tunnel magnetoresistive thin film shown in FIG. 6, it is possible to manufacture MTJ devices such as a reproducing magnetic head, MRAM, and magnetic sensor.

図５に示したマルチチャンバシステム４００を用い、さらにＭｇＯトンネルバリア層５１２を図１に示した高周波スパッタリング装置１内で形成することで、図６のトンネル磁気抵抗薄膜５００を作製する際、高周波スパッタリング装置１の可変インピーダンス機構４を変化させてその性能を比較した。接合抵抗はＭｇＯトンネルバリア層５１２の膜厚により変化させた。図７乃至図９の、ａ）は、高周波電源からの電力供給を行わず、可変インピーダンス機構内のキャパシタンスC1/C2比を固定した場合の測定結果を示しており、ｂ）は、高周波電源からの電力供給を行わず、可変インピーダンス機構内のキャパシタンスC1/C2比をａ）とは異なる値に固定した場合の測定結果を示しており、ｃ）は、図２に示した第２の実施例における可変インピーダンス機構自動調整の場合の測定結果を示している。ｂ）の場合は、a）の場合と比較して、負荷側インピーダンスの内のキャパシタンス成分がより大きくなるように設定した。 When the tunnel magnetoresistive thin film 500 of FIG. 6 is produced by forming the MgO tunnel barrier layer 512 in the high frequency sputtering apparatus 1 shown in FIG. 1 by using the multi-chamber system 400 shown in FIG. The performance was compared by changing the variable impedance mechanism 4 of the apparatus 1. The junction resistance was changed depending on the film thickness of the MgO tunnel barrier layer 512. FIGS. 7 to 9 show a) the measurement results when the capacitance C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism is fixed without supplying power from the high frequency power source, and b) shows the results from the high frequency power source. 2 shows the measurement result when the capacitance C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism is fixed to a value different from a) without supplying the electric power, and c) shows the second embodiment shown in FIG. The measurement result in the case of automatic adjustment of the variable impedance mechanism is shown. In the case of b), the capacitance component in the load side impedance was set to be larger than that in the case of a).

図７は、ＭｇＯ膜厚（Å）と接合抵抗(RA) （Ω・μｍ^２）の関係を示したグラフであり、ＭｇＯ膜厚を薄くすることでRAを小さくすることが可能であることが示されている。a)及びｂ）は、可変インピーダンス機構内のキャパシタンス比Ｃ１／Ｃ２比を固定した場合、ｃ）は可変インピーダンス機構内のキャパシタンス比Ｃ１／Ｃ２比を自動調整した場合の、測定結果を示している。ｂ）の場合は、a）の場合と比較して、負荷側インピーダンスの内のキャパシタンス成分がより大きくなるように設定した。ａ）乃至ｃ）いずれの場合にも、ＭｇＯ膜厚の低減に伴ってＲＡも低減するが、ｃ）の場合には、ａ）及びｂ）の場合と比較して、同一のＭｇＯ膜厚のもとで、より高いＲＡが得られた。このことは、ｃ）の場合、即ち可変インピーダンス機構内のキャパシタンス比Ｃ１／Ｃ２比を自動調整しつつ製作されたＭｇＯ膜は、キャパシタンス比を固定するａ）及びｂ）の場合と比較して、膜質が改善されていることを意味している。膜質は、ＭｇＯ膜に含まれる欠陥の量、その粗密等により決せられ、膜質が良好であれば、より大きなＲＡを得ることが出来る。ｂ）の場合は、a）の場合と比較して、負荷側インピーダンスの内のキャパシタンス成分がより大きく、基板上の負の電位が大きくなるため、Arイオンが高エネルギーを持って膜中に流入し、膜組織を破壊、性能の劣化を引き起こしたものと考えられる。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between the MgO film thickness (Å) and the junction resistance (RA) (Ω · μm ² ), and it is possible to reduce RA by reducing the MgO film thickness. It is shown. a) and b) show the measurement results when the capacitance ratio C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism is fixed, and c) shows the measurement results when the capacitance ratio C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism is automatically adjusted. . In the case of b), the capacitance component in the load side impedance was set to be larger than that in the case of a). In any of the cases a) to c), the RA decreases as the MgO film thickness decreases. However, in the case of c), the same MgO film thickness as compared with the cases of a) and b). Originally, higher RA was obtained. This is because the MgO film manufactured by automatically adjusting the capacitance ratio C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism in the case of c) is compared with the cases of a) and b) in which the capacitance ratio is fixed. It means that the film quality is improved. The film quality is determined by the amount of defects contained in the MgO film, its density, etc. If the film quality is good, a larger RA can be obtained. In the case of b), compared with the case of a), the capacitance component in the load side impedance is larger and the negative potential on the substrate becomes larger, so Ar ions flow into the film with high energy. It is thought that the membrane structure was destroyed and the performance was deteriorated.

図８はＭｇＯ膜厚と磁気抵抗変化率(MR比)の関係を示したグラフであり、ａ）乃至ｃ）いずれの場合にも、ＭｇＯ膜厚の低減に伴ってＭＲ比も低減することが示されている。ａ）及びｂ）は、可変インピーダンス機構内のキャパシタンス比Ｃ１／Ｃ２比を固定した場合、ｃ）は可変インピーダンス機構内のキャパシタンス比Ｃ１／Ｃ２比を自動調整した場合の、測定結果を示している。ｂ）の場合は、ａ）の場合と比較して、負荷側インピーダンスの内のキャパシタンス成分がより大きくなるように設定した。ａ）乃至ｃ）いずれの場合にも、15〜16Åの範囲では約250％とMR比に差が現れないが、それ以下の薄膜領域においてMR比に大きく差が現れた。C1/C2比を自動調整させたｃ）の場合、膜厚の変化にかかわらず、ａ）及びｂ）と比較して、最も高いMR比を維持することができている。さらに、ａ）及びｂ）の場合にはＭＲ比が得られない薄い膜厚であっても、ｃ）の場合には、ＭＲ比を得ることが出来る。例えばＭｇＯ膜厚が約１１Åの場合には、ａ）及びｂ）の場合には、ＭＲ比が得られないのに対して、ｃ）場合には１５０％程度のＭＲ比が得られている。これは、基板電位を常に最適値へ調整することにより基板へ流入する正イオンのエネルギーを制御し、ダメージなく高品質なＭｇＯ膜を成長初期段階から形成できたためである。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between the MgO film thickness and the magnetoresistive change rate (MR ratio). In any of the cases a) to c), the MR ratio decreases as the MgO film thickness decreases. It is shown. a) and b) show the measurement results when the capacitance ratio C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism is fixed, and c) shows the measurement results when the capacitance ratio C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism is automatically adjusted. . In the case of b), the capacitance component in the load side impedance was set to be larger than that in the case of a). In any of the cases a) to c), there is no difference in MR ratio with about 250% in the range of 15 to 16 mm, but there is a large difference in MR ratio in the thin film region below that. In the case of c) in which the C1 / C2 ratio is automatically adjusted, the highest MR ratio can be maintained as compared with a) and b) regardless of the change in film thickness. Furthermore, in the case of c), the MR ratio can be obtained even if the film thickness is a thin film thickness in which the MR ratio cannot be obtained in the cases of a) and b). For example, when the MgO film thickness is about 11 mm, the MR ratio cannot be obtained in the cases a) and b), whereas the MR ratio of about 150% is obtained in the case c). This is because the energy of positive ions flowing into the substrate is controlled by always adjusting the substrate potential to an optimum value, and a high-quality MgO film without damage can be formed from the initial stage of growth.

図９は接合抵抗（RA）と磁気抵抗変化率（MR比）の関係を表したグラフであり、ａ）乃至ｃ）いずれの場合にも、ＲＡの低減に伴ってＭＲ比も低減することが示されている。ａ）及びｂ）は、可変インピーダンス機構内のキャパシタンス比Ｃ１／Ｃ２比を固定した場合、ｃ）は可変インピーダンス機構内のキャパシタンス比Ｃ１／Ｃ２比を自動調整した場合の、測定結果を示している。ｂ）の場合は、ａ）の場合と比較して、負荷側インピーダンスの内のキャパシタンス成分がより大きくなるように設定した。ＲＡの低減は、図７に示したように、ＭｇＯ膜厚の低減によりもたらされ、ＭＲ比低減も又、図８に示したように、ＭｇＯ膜厚の低減によりもたらされるが、本図は、ＭｇＯ膜厚を介在させることなく、RAとMR比との関係を示したものである。ａ）及びｂ）の場合と比較して、ｃ）の場合には、ＲＡを低減させた場合にも、ＭＲ比を高い値に維持することが可能である。可変インピーダンス機構４の制御により常に最適な基板電位を調整することにより、高いＭＲ比と低いＲＡとを両立することが出来る。 FIG. 9 is a graph showing the relationship between the junction resistance (RA) and the magnetoresistance change rate (MR ratio). In any of the cases a) to c), the MR ratio can be reduced as RA is reduced. It is shown. a) and b) show the measurement results when the capacitance ratio C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism is fixed, and c) shows the measurement results when the capacitance ratio C1 / C2 ratio in the variable impedance mechanism is automatically adjusted. . In the case of b), the capacitance component in the load side impedance was set to be larger than that in the case of a). As shown in FIG. 7, the reduction of RA is brought about by the reduction of the MgO film thickness, and the MR ratio reduction is also brought about by the reduction of the MgO film thickness as shown in FIG. This shows the relationship between RA and MR ratio without interposing the MgO film thickness. Compared to the cases of a) and b), in the case of c), the MR ratio can be maintained at a high value even when RA is reduced. By always adjusting the optimum substrate potential by the control of the variable impedance mechanism 4, it is possible to achieve both a high MR ratio and a low RA.

上述の実施例は、本発明の範囲を限定するものではなく、本実施例の教示ないし示唆に基づいて、本発明請求の範囲の主題内容を実現すべく、上述の諸実施例を適宜変更することができる。 The above-described embodiments are not intended to limit the scope of the present invention. Based on the teachings or suggestions of the present embodiments, the above-described embodiments are appropriately changed to realize the subject matter of the claims of the present invention. be able to.

本発明に従った高周波スパッタリング装置の第１の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 1st Example of the high frequency sputtering device according to this invention. 本発明に従った高周波スパッタリング装置を用いた成膜方法を示す図である。It is a figure which shows the film-forming method using the high frequency sputtering device according to this invention. 本発明に従った高周波スパッタリング装置の第２の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd Example of the high frequency sputtering device according to this invention. 本発明に従った高周波スパッタリング装置の別の実施例を示す図である。It is a figure which shows another Example of the high frequency sputtering device according to this invention. 本発明に従った高周波スパッタリング装置の第３の実施例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd Example of the high frequency sputtering device according to this invention. 本発明に従ったスパッタリング装置を含むマルチチャンバシステムの概略図である。1 is a schematic view of a multi-chamber system including a sputtering apparatus according to the present invention. 本発明に従ったスパッタリング装置を用いて製造された磁気抵抗薄膜の概略図である。It is the schematic of the magnetoresistive thin film manufactured using the sputtering device according to this invention. 本発明に従ったスパッタリング装置を用いて形成されたＭｇＯ膜の膜厚と接合抵抗の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the film thickness of MgO film | membrane formed using the sputtering device according to this invention, and junction resistance. 本発明に従ったスパッタリング装置を用いて形成されたＭｇＯ膜の膜厚と磁気抵抗変化率の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the film thickness of the MgO film | membrane formed using the sputtering device according to this invention, and a magnetoresistance change rate. 本発明に従ったスパッタリング装置を用いて形成されたＭｇＯ膜の接合抵抗と磁気抵抗変化率の関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the junction resistance of the MgO film | membrane formed using the sputtering device according to this invention, and a magnetoresistance change rate.

符号の説明Explanation of symbols

１高周波スパッタリング装置
３基板ホルダ
４可変インピーダンス機構
８Ｖｄｃ演算回路
９インピーダンス制御部
１０入力検出器
１１高周波電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High frequency sputtering apparatus 3 Substrate holder 4 Variable impedance mechanism 8 Vdc arithmetic circuit 9 Impedance control part 10 Input detector 11 High frequency power supply

Claims

チャンバと、
前記チャンバの内部を排気する排気手段と、
前記チャンバ内にガスを供給するガス導入手段と、
基板ホルダと、
高周波電力を印加することにより前記ガスをプラズマ化し、絶縁物ターゲットをスパッタするためのターゲット載置台を備えるスパッタリングカソードと、
前記基板ホルダ内部に設けられている第１の電極と、
前記第１の電極と電気的に接続されており、基板電位を調整する可変インピーダンスと、
前記プラズマが発生する空間に露出されている第２の電極と、
該第２の電極からの電流の直流成分によって基板電位を導出する基板電位導出手段と、
前記導出された基板電位に従って、前記可変インピーダンスを制御する制御回路と、
を備える高周波スパッタリング装置。 A chamber;
Exhaust means for exhausting the interior of the chamber;
Gas introduction means for supplying gas into the chamber;
A substrate holder;
A sputtering cathode comprising a target mounting table for sputtering the insulating target by turning the gas into a plasma by applying high-frequency power;
A first electrode provided inside the substrate holder;
A variable impedance electrically connected to the first electrode for adjusting the substrate potential;
A second electrode exposed in a space where the plasma is generated;
Substrate potential deriving means for deriving the substrate potential from the direct current component of the current from the second electrode;
A control circuit for controlling the variable impedance according to the derived substrate potential;
A high frequency sputtering apparatus comprising:

前記基板ホルダを回転させることが可能な回転駆動手段をさらに備え、
前記基板ホルダには基板載置台が設けられており、
前記スパッタリングカソードは、前記基板載置台の表面と前記ターゲット載置台の表面とが非平行となるように配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波スパッタリング装置。 A rotation driving means capable of rotating the substrate holder;
The substrate holder is provided with a substrate mounting table,
The high-frequency sputtering apparatus according to claim 1, wherein the sputtering cathode is disposed such that a surface of the substrate mounting table and a surface of the target mounting table are non-parallel.

前記第２の電極は電気的に前記第１の電極に接続され、該第２の電極からの電流は該第１の電極からの電流に合体しており、
前記基板電位導出手段は、該第１の電極からの電流の直流成分によって基板電位を導出している
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波スパッタリング装置。 The second electrode is electrically connected to the first electrode, and the current from the second electrode merges with the current from the first electrode;
The high-frequency sputtering apparatus according to claim 1, wherein the substrate potential deriving unit derives a substrate potential from a direct current component of a current from the first electrode.

前記基板ホルダが開口部を有し、前記第１の電極は該開口部の部分で前記プラズマが発生する空間に露出され、前記第１の電極の該開口部の部分が前記第２の電極を形成している
ことを特徴とする請求項３に記載の高周波スパッタリング装置。 The substrate holder has an opening, the first electrode is exposed to a space where the plasma is generated at the opening, and the opening of the first electrode is exposed to the second electrode. The high frequency sputtering apparatus according to claim 3, wherein the high frequency sputtering apparatus is formed.

前記制御回路は、予めプログラムされている基板電位値を有し、該導出された基板電位を該プログラムされている基板電位値に調整するよう該可変インピーダンスを制御している
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波スパッタリング装置。 The control circuit has a substrate potential value programmed in advance, and controls the variable impedance so as to adjust the derived substrate potential to the programmed substrate potential value. Item 4. The high frequency sputtering apparatus according to Item 1.

チャンバと、前記チャンバの内部を排気する排気手段と、前記チャンバ内にガスを供給するガス導入手段と、基板ホルダと、高周波電力を印加することにより前記ガスをプラズマ化して絶縁物ターゲットをスパッタするためのターゲット載置台を備えるスパッタリングカソードと、前記基板ホルダ内部に設けられている第１の電極と、前記第１の電極と電気的に接続されており、基板電位を調整する可変インピーダンスと、を備える高周波スパッタリング装置を用いて薄膜を形成する高周波スパッタリング方法であって、
前記プラズマが発生する空間に露出するように第２の電極を設置するステップと、
該第２の電極からの電流の直流成分から基板電位を導出するステップと、
該導出された基板電位に従って前記可変インピーダンスを制御して基板電位を調整するステップと、
を備えることを特徴とする高周波スパッタリング方法。 A chamber, an exhaust means for exhausting the interior of the chamber, a gas introducing means for supplying a gas into the chamber, a substrate holder, and applying high frequency power to plasma the gas to sputter an insulator target A sputtering cathode provided with a target mounting table, a first electrode provided inside the substrate holder, and a variable impedance that is electrically connected to the first electrode and adjusts the substrate potential. A high-frequency sputtering method for forming a thin film using a high-frequency sputtering apparatus comprising:
Installing a second electrode so as to be exposed to a space where the plasma is generated;
Deriving a substrate potential from a direct current component of the current from the second electrode;
Adjusting the substrate potential by controlling the variable impedance according to the derived substrate potential;
A high-frequency sputtering method comprising:

前記高周波スパッタリング装置には前記基板ホルダを回転させることが可能な回転駆動手段がさらに備えられ、
前記基板ホルダには基板載置台が設けられ、
前記スパッタリングカソードは、前記基板載置台の表面と前記ターゲット載置台の表面とが非平行となるように配置される
ことを特徴とする請求項６に記載の高周波スパッタリング方法。 The high-frequency sputtering apparatus further includes a rotation driving means capable of rotating the substrate holder,
The substrate holder is provided with a substrate mounting table,
The high-frequency sputtering method according to claim 6 , wherein the sputtering cathode is arranged such that a surface of the substrate mounting table and a surface of the target mounting table are non-parallel.

前記第２の電極は電気的に前記第１の電極に接続され、該第２の電極からの電流は該第１の電極からの電流に合体しており、該第１の電極からの電流の直流成分によって基板電位を導出している
ことを特徴とする請求項６に記載の高周波スパッタリング方法。 The second electrode is electrically connected to the first electrode, the current from the second electrode merges with the current from the first electrode, and the current from the first electrode The high frequency sputtering method according to claim 6 , wherein the substrate potential is derived from a direct current component.

前記導出された基板電位を予めプログラムされた基板電位値に調整するよう、該可変インピーダンスを制御している
ことを特徴とする請求項６に記載の高周波スパッタリング方法。 The high-frequency sputtering method according to claim 6 , wherein the variable impedance is controlled so that the derived substrate potential is adjusted to a pre-programmed substrate potential value.