[發明專利]對多層膜進行蝕刻的方法

有效

• 申請號: 201680038175.9
• 申請日: 2016-07-15
• 公開（公告）號: CN107710391B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 久保卓也;康松潤;森本保
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L21/3065
• 分類號: H01L21/3065;C23F4/00;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

在包含由金屬磁性材料形成的層的多層膜的蝕刻中抑制多層膜的剝離和/或開裂。在一個實施方式中，在將等離子體處理裝置的處理容器的內部的壓力設定為比較高的壓力即第1壓力的狀態下，對包含由金屬磁性材料形成的層的多層膜進行蝕刻。接著，在將處理容器內部的壓力設定為比第1壓力低的第2壓力的狀態下，對多層膜進一步進行蝕刻。

技術領域

本發明涉及一種使用等離子體處理裝置對包含由金屬磁性材料形成的層的多層膜進行蝕刻的方法。

背景技術

在電子設備等的制造過程中，為了形成微細結構而進行等離子體蝕刻。等離子體蝕刻有主要利用活性種的反應的蝕刻和主要利用離子的撞擊的濺射蝕刻。特別地，在對金屬材料之類的難蝕刻材料進行蝕刻時使用濺射蝕刻。

在濺射蝕刻中，通常將等離子體處理裝置的處理容器的內部的壓力設定為10mTorr以下的低壓。在低壓條件下，由于離子的能量和直進性變高，因此能夠獲得較高的蝕刻率和較高的蝕刻的各向異性。例如在專利文獻1中記載了這種低壓條件下的蝕刻。

專利文獻1：美國專利第4557796號說明書

發明內容

發明要解決的問題

另外，由于包含由金屬磁性材料形成的層的多層膜也包含難蝕刻材料，因此在該多層膜的蝕刻中也能夠使用濺射蝕刻。此外，例如在MRAM(Magnetoresistive RandomAccess Memory：磁阻式隨機存取存儲器)等磁存儲設備的制造中可能進行這種多層膜的蝕刻。

然而，當對上述的多層膜進行低壓條件下的濺射蝕刻時，有時產生多層膜的剝離和/或多層膜的開裂。對于濺射蝕刻，雖然要求抑制這種剝離和開裂，但是需要抑制蝕刻率的降低和蝕刻的各向異性的降低。

用于解決問題的方案

在一個方式中，提供一種使用等離子體處理裝置對被處理體的多層膜進行蝕刻的方法。被處理體具有包含由金屬磁性材料形成的層的多層膜和設置在多層膜上的掩模。該方法包括以下工序：(i)第1工序，在將等離子體處理裝置的處理容器的內部的壓力設定為第1壓力的狀態下，對多層膜執行濺射蝕刻；以及(ii)第2工序，在將等離子體處理裝置的處理容器的內部的壓力設定為比第1壓力低的第2壓力的狀態下，對通過第1工序進行了處理的多層膜執行濺射蝕刻。

如以下那樣推測由于低壓條件下的濺射蝕刻而產生多層膜的剝離和/或開裂的原因。有時在多層膜內的不同膜間的界面、或多層膜與該多層膜的基底之間的界面混入有機雜質。當該有機雜質與等離子體中所生成的活性種發生反應時，在界面處產生氣體，形成包含氣體的缺陷。當該缺陷內的壓力與處理容器的內部的壓力的差大時、即在低壓條件下，缺陷內的氣體膨脹而對多層膜施加較大的應力。其結果，推測為產生多層膜的剝離和/或開裂。

在上述一個方式所涉及的方法的第1工序中，處理容器的內部的壓力被設定為比較高的高壓。即，缺陷的內部的壓力與處理容器內的內部的壓力的差被降低。因而，根據第1工序，能夠抑制濺射蝕刻中的缺陷內的氣體膨脹。另外，根據第1工序，在濺射蝕刻過程中，缺陷內的氣體從多層膜中泄露。因此，能夠抑制第1工序和后續的第2工序中的濺射蝕刻過程中的多層膜的剝離和多層膜的開裂。另外，在該方法中，在執行第1工序之后，在第2工序中在比較低的低壓條件下進一步執行濺射蝕刻。因而，能夠實現能夠獲得較高的蝕刻率并針對多層膜的層疊方向具有較高的各向異性的蝕刻。