[发明专利]对多层膜进行蚀刻的方法

说明书

在包含由金属磁性材料形成的层的多层膜的蚀刻中抑制多层膜的剥离和/或开裂。在一个实施方式中，在将等离子体处理装置的处理容器的内部的压力设定为比较高的压力即第1压力的状态下，对包含由金属磁性材料形成的层的多层膜进行蚀刻。接着，在将处理容器内部的压力设定为比第1压力低的第2压力的状态下，对多层膜进一步进行蚀刻。

技术领域

本发明涉及一种使用等离子体处理装置对包含由金属磁性材料形成的层的多层膜进行蚀刻的方法。

背景技术

在电子设备等的制造过程中，为了形成微细结构而进行等离子体蚀刻。等离子体蚀刻有主要利用活性种的反应的蚀刻和主要利用离子的撞击的溅射蚀刻。特别地，在对金属材料之类的难蚀刻材料进行蚀刻时使用溅射蚀刻。

在溅射蚀刻中，通常将等离子体处理装置的处理容器的内部的压力设定为10mTorr以下的低压。在低压条件下，由于离子的能量和直进性变高，因此能够获得较高的蚀刻率和较高的蚀刻的各向异性。例如在专利文献1中记载了这种低压条件下的蚀刻。

专利文献1：美国专利第4557796号说明书

发明内容

发明要解决的问题

另外，由于包含由金属磁性材料形成的层的多层膜也包含难蚀刻材料，因此在该多层膜的蚀刻中也能够使用溅射蚀刻。此外，例如在MRAM(Magnetoresistive RandomAccess Memory：磁阻式随机存取存储器)等磁存储设备的制造中可能进行这种多层膜的蚀刻。

然而，当对上述的多层膜进行低压条件下的溅射蚀刻时，有时产生多层膜的剥离和/或多层膜的开裂。对于溅射蚀刻，虽然要求抑制这种剥离和开裂，但是需要抑制蚀刻率的降低和蚀刻的各向异性的降低。

用于解决问题的方案

在一个方式中，提供一种使用等离子体处理装置对被处理体的多层膜进行蚀刻的方法。被处理体具有包含由金属磁性材料形成的层的多层膜和设置在多层膜上的掩模。该方法包括以下工序：(i)第1工序，在将等离子体处理装置的处理容器的内部的压力设定为第1压力的状态下，对多层膜执行溅射蚀刻；以及(ii)第2工序，在将等离子体处理装置的处理容器的内部的压力设定为比第1压力低的第2压力的状态下，对通过第1工序进行了处理的多层膜执行溅射蚀刻。

如以下那样推测由于低压条件下的溅射蚀刻而产生多层膜的剥离和/或开裂的原因。有时在多层膜内的不同膜间的界面、或多层膜与该多层膜的基底之间的界面混入有机杂质。当该有机杂质与等离子体中所生成的活性种发生反应时，在界面处产生气体，形成包含气体的缺陷。当该缺陷内的压力与处理容器的内部的压力的差大时、即在低压条件下，缺陷内的气体膨胀而对多层膜施加较大的应力。其结果，推测为产生多层膜的剥离和/或开裂。

在上述一个方式所涉及的方法的第1工序中，处理容器的内部的压力被设定为比较高的高压。即，缺陷的内部的压力与处理容器内的内部的压力的差被降低。因而，根据第1工序，能够抑制溅射蚀刻中的缺陷内的气体膨胀。另外，根据第1工序，在溅射蚀刻过程中，缺陷内的气体从多层膜中泄露。因此，能够抑制第1工序和后续的第2工序中的溅射蚀刻过程中的多层膜的剥离和多层膜的开裂。另外，在该方法中，在执行第1工序之后，在第2工序中在比较低的低压条件下进一步执行溅射蚀刻。因而，能够实现能够获得较高的蚀刻率并针对多层膜的层叠方向具有较高的各向异性的蚀刻。