[發明專利]對多層膜進行蝕刻的方法

有效

• 申請號: 201580049774.6
• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN106716662B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 西村榮一;大秦充敬
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L43/12
• 分類號: H01L43/12;H01L21/3065;H01L21/8246;H01L27/105;H01L43/08
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

一實施方式的方法包括如下工序：(a)利用在處理容器內產生的等離子體，對上部磁性層進行蝕刻的工序，使上部磁性層的蝕刻在絕緣層的表面結束；(b)利用在處理容器內產生的等離子體，將由于上部磁性層的蝕刻而在掩模以及上部磁性層的表面形成的堆積物去除的工序；(c)利用在處理容器內產生的等離子體，對絕緣層進行蝕刻的工序。在將堆積物去除的工序中，使保持著被處理體的支承構造體傾斜且旋轉，將脈沖調制后的直流電壓作為用于離子吸引的偏壓施加于支承構造體。

技術領域

本發明的技術方案涉及對多層膜進行蝕刻的方法。

背景技術

作為使用了磁阻效應元件的存儲器元件的一種，具有MTJ(磁性隧道連接，Magnetic Tunnel Junction)構造的MRAM(磁性隨機存儲器，Magnetic Random AccessMemory)元件引人注目。

MRAM元件包括由含有強磁性體等金屬的難蝕刻材料構成的多層膜。在這樣的MRAM元件的制造過程中，多層膜使用由Ta(鉭)、TiN這樣的金屬材料形成的掩模來進行蝕刻。在這樣的蝕刻中，如日本特開2012-204408號公報所記載那樣以往使用了鹵素氣體。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-204408號公報

發明內容

發明要解決的問題

本申請發明人進行了利用使用了含有稀有氣體的處理氣體的等離子體的蝕刻來蝕刻多層膜的嘗試。在該蝕刻中，利用源自稀有氣體的離子的濺射效果來對多層膜進行蝕刻。然而，在該蝕刻中，蝕刻后的金屬附著于由于該蝕刻而形成的形狀的表面而形成堆積物。由此，越沿著層疊方向遠離掩模該形狀變得越粗。即、該形狀成為錐形狀。因而，需要提高由于蝕刻而形成的形狀的垂直性。另外，在這樣的蝕刻中，除了要求對蝕刻對象的膜選擇性地進行蝕刻之外，還要求對掩模及其基底也選擇性地進行蝕刻。

用于解決問題的方案

在一技術方案中，可提供一種等離子體處理裝置。該等離子體處理裝置具備處理容器、氣體供給系統、等離子體源、支承構造體以及排氣系統。處理容器提供對被處理體進行等離子體處理的空間。氣體供給系統向處理容器內供給氣體。等離子體源使由氣體供給系統供給的氣體激勵。支承構造體在處理容器內保持被處理體。排氣系統是為了對處理容器內的空間進行排氣而設置的。該排氣系統設置于支承構造體的正下方。氣體供給系統具有向處理容器內供給第1處理氣體的第1氣體供給部和向處理容器內供給第2處理氣體的第2氣體供給部。該等離子體處理裝置還具備控制器，該控制器根據處理容器內的等離子體生成時或等離子體消失時的等離子體狀態對第1氣體供給部和第2氣體供給部進行控制，以對第1處理氣體的供給量和所述第2處理氣體的供給量單獨地進行調整。支承構造體構成為，將被處理體支承成能夠旋轉且能夠傾斜。該等離子體處理裝置還具備用于將脈沖調制后的直流電壓作為用于離子吸引的偏壓施加于支承構造體的偏壓電力供給部。

在該等離子體處理裝置中，在使支承構造體傾斜了的狀態、即、使被處理體相對于等離子體源傾斜了的狀態下，可進行等離子體蝕刻。由此，能夠使離子朝向由于蝕刻而形成的形狀的側面入射。另外，在使支承構造體傾斜了的狀態下可使該支承構造體旋轉。由此，能夠使離子朝向由于蝕刻而形成的形狀的側面的整個區域入射，另外，可提高離子向被處理體入射的面內均勻性。其結果，在由于蝕刻而形成的形狀的側面的整個區域中，可將附著到該側面的堆積物去除，可提高該形狀的垂直性。另外，可在被處理體的面內均勻地進行堆積物的去除，由于蝕刻而形成的形狀的面內均勻性得以提高。