[發明專利]蝕刻方法

在審

• 申請號: 201880065720.2
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN111201588A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 久保卓也;康松潤
• 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;H01L43/12
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 徐殿軍

本發明提供一種蝕刻方法。在一實施方式的蝕刻方法中，對具有磁性隧道結層的多層膜進行蝕刻。在該蝕刻方法中，使用等離子體處理裝置。等離子體處理裝置的腔室主體提供內部空間。在該蝕刻方法中，在內部空間中容納被加工物。接著，利用內部空間中所生成的第1氣體的等離子體對多層膜進行蝕刻。第1氣體包含碳及稀有氣體，不包含氫。接著，利用內部空間中所生成的第2氣體的等離子體進一步對多層膜進行蝕刻。第2氣體包含氧及稀有氣體，不包含碳及氫。

技術領域

本發明的實施方式涉及一種在磁阻效應元件的制造中執行的被加工物的多層膜的蝕刻方法。

背景技術

包含磁性隧道結(MTJ：MagneticTunnelJunction)層的磁阻效應元件例如被使用于MRAM(MagnetoresistiveRandomAccessMemory，磁阻式隨機存取存儲器)等器件中。

在磁阻效應元件的制造中，進行多層膜的蝕刻。在磁阻效應元件的制造中執行的蝕刻中，在等離子體處理裝置的腔室主體的內部空間中生成烴氣體及非活性氣體的等離子體，來自該等離子體的離子及自由基照射到多層膜。其結果，多層膜被蝕刻。關于這種蝕刻，記載于專利文獻1中。在專利文獻1中所記載的蝕刻中，使用氮氣及稀有氣體作為非活性氣體。

以往技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-14881號公報

發明內容

發明要解決的技術課題

當生成烴氣體的等離子體并對多層膜進行蝕刻時，在包含該多層膜的被加工物上形成沉積物。該沉積物的量應減少。作為能夠使沉積物的量減少的蝕刻方法，可以想到交替地執行如下工序的蝕刻方法：利用等離子體處理裝置的內部空間中所生成的烴氣體與稀有氣體的等離子體對多層膜進行蝕刻的工序；以及利用該內部空間中所生成的氫氣與氮氣的等離子體去除沉積物的工序。然而，該蝕刻方法在抑制磁阻效應元件的磁特性的劣化的方面可以尋求進一步的改善。

用于解決技術課題的手段

在一方式中，提供一種在磁阻效應元件的制造中執行的被加工物的多層膜的蝕刻方法。多層膜具有磁性隧道結層，該磁性隧道結層包含第1磁性層及第2磁性層、以及設置在該第1磁性層與該第2磁性層之間的隧道勢壘層。在該蝕刻方法中，使用等離子體處理裝置。等離子體處理裝置具備腔室主體。腔室主體提供內部空間。該蝕刻方法包括如下工序：(i)將被加工物容納于內部空間中；(ii)利用內部空間中所生成的第1氣體的等離子體對多層膜進行蝕刻，第1氣體包含碳及稀有氣體，不包含氫；以及(iii)利用內部空間中所生成的第2氣體的等離子體進一步對多層膜進行蝕刻，第2氣體包含氧及稀有氣體，不包含碳及氫。

當利用包含氫的氣體的等離子體對多層膜進行蝕刻時，磁阻效應元件的磁特性劣化。推測其原因在于：氫的離子和/或自由基使磁阻效應元件的多層膜變質。在一方式所涉及的蝕刻方法中，多層膜的蝕刻中所使用的第1氣體及第2氣體這兩者不包含氫，因此多層膜的蝕刻所引起的磁阻效應元件的磁特性的劣化得到抑制。并且，在一方式所涉及的蝕刻方法中，包含來源于第1氣體的碳的沉積物形成在被加工物上。沉積物的量通過第2氣體中所包含的氧的離子和/或自由基而減少。另外，在第2氣體中氧氣被稀有氣體稀釋，因此多層膜的過度氧化得到抑制。

在一實施方式中，第1氣體可以還包含氧。在一實施方式中，第1氣體可以包含一氧化碳氣體或二氧化碳氣體。

在一實施方式中，利用第1氣體的等離子體對多層膜進行蝕刻的工序與利用第2氣體的等離子體進一步對多層膜進行蝕刻的工序可以交替地反復執行。