[發明專利]一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法

有效

• 申請號: 201810090034.2
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN110098321B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 張云森;肖榮福;郭一民;陳峻
• 申請（專利權）人: 上海磁宇信息科技有限公司
• 主分類號: H10N50/01
• 分類號: H10N50/01;H10B61/00
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、提供表面拋光的帶金屬通孔的CMOS基底，并在所述基底上沉積底電極和磁性隧道結多層膜、導電硬模層的刻蝕阻擋層、導電硬掩模、導電硬掩模的掩模層；

步驟二、圖形化導電硬掩模圖案，并且使所述圖案轉移到所述導電硬掩模的掩模層頂部；

步驟三、部分刻蝕所述導電硬掩模，并去掉殘留物；

步驟四、繼續刻蝕剩余的所述導電硬掩模，使刻蝕停止在所述導電硬模層的刻蝕阻擋層之上，并維持部分過刻蝕；

其中，步驟三細分為如下步驟：

步驟3.1：穿透刻蝕去掉所述導電硬掩模的氧化層；

步驟3.2：選用Cl₂作為主要刻蝕氣體，刻蝕所述導電硬掩模，并維持刻蝕深度為所述導電硬掩模的厚度的80％～95％；

步驟3.3：采用高溫H₂O蒸氣作為主要原料氣體，等離子化學刻蝕進行除Cl處理；

步驟3.4：采用O₂/N₂或者N₂/H₂除去殘留的含碳膜層。

2.根據權利要求1所述的一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，所述導電硬掩模的刻蝕阻擋層的材料為Ru，所述導電硬掩模的刻蝕阻擋層的厚度為1nm～10nm。

3.根據權利要求1所述的一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，所述導電硬掩模的厚度為20nm～100nm，所述導電硬掩模的材料為Ta、TaN、Ti、TiN、W或WN。

4.根據權利要求1所述的一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，所述導電硬掩模的掩模層的厚度為10nm～100nm，所述導電硬掩模的掩模層的材料是SiO₂、SiON、SiC、SiCN、SiN單層材料，或者是由SiO₂、SiON、SiC、SiCN、SiN中任意兩種組成的雙層材料。

5.根據權利要求1所述的一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，步驟3.1中，選用C/F氣體作為主要刻蝕氣體的反應離子刻蝕工藝進行所述穿透刻蝕。

6.根據權利要求1所述的一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，步驟3.2，添加N₂、Ar、CH₄或BCl₃作為輔助刻蝕氣體。

7.根據權利要求1所述的一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，步驟3.3中，各項工藝參數如下：壓力為100mTorr～9Torr，溫度為150℃～350℃，功率為1000watt～4000watt，流量為1000sccm～4000sccm。

8.根據權利要求1所述的一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，步驟四中，刻蝕剩余的所述導電硬掩模的主要刻蝕氣體為CF₄、NF₃或SF₆，并添加He、CH₄、N₂、CH₃F、CH₂F₂、CHF₃或Ar中的一種或幾種作為輔助刻蝕氣體。

9.根據權利要求8所述的一種制備磁性隨機存儲器導電硬掩模的方法，其特征在于，步驟四中，在刻蝕之后，采用不帶偏壓的反應離子刻蝕工藝除去刻蝕殘留物，刻蝕氣體為N₂/4％H₂發泡氣體、N₂/H₂混合氣或NH₃。