[发明专利]蚀刻方法

说明书

本发明提供一种蚀刻方法。在一实施方式的蚀刻方法中，对具有磁性隧道结层的多层膜进行蚀刻。在该蚀刻方法中，使用等离子体处理装置。等离子体处理装置的腔室主体提供内部空间。在该蚀刻方法中，在内部空间中容纳被加工物。接着，利用内部空间中所生成的第1气体的等离子体对多层膜进行蚀刻。第1气体包含碳及稀有气体，不包含氢。接着，利用内部空间中所生成的第2气体的等离子体进一步对多层膜进行蚀刻。第2气体包含氧及稀有气体，不包含碳及氢。

技术领域

本发明的实施方式涉及一种在磁阻效应元件的制造中执行的被加工物的多层膜的蚀刻方法。

背景技术

包含磁性隧道结(MTJ：MagneticTunnelJunction)层的磁阻效应元件例如被使用于MRAM(MagnetoresistiveRandomAccessMemory，磁阻式随机存取存储器)等器件中。

在磁阻效应元件的制造中，进行多层膜的蚀刻。在磁阻效应元件的制造中执行的蚀刻中，在等离子体处理装置的腔室主体的内部空间中生成烃气体及非活性气体的等离子体，来自该等离子体的离子及自由基照射到多层膜。其结果，多层膜被蚀刻。关于这种蚀刻，记载于专利文献1中。在专利文献1中所记载的蚀刻中，使用氮气及稀有气体作为非活性气体。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-14881号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

当生成烃气体的等离子体并对多层膜进行蚀刻时，在包含该多层膜的被加工物上形成沉积物。该沉积物的量应减少。作为能够使沉积物的量减少的蚀刻方法，可以想到交替地执行如下工序的蚀刻方法：利用等离子体处理装置的内部空间中所生成的烃气体与稀有气体的等离子体对多层膜进行蚀刻的工序；以及利用该内部空间中所生成的氢气与氮气的等离子体去除沉积物的工序。然而，该蚀刻方法在抑制磁阻效应元件的磁特性的劣化的方面可以寻求进一步的改善。

用于解决技术课题的手段

在一方式中，提供一种在磁阻效应元件的制造中执行的被加工物的多层膜的蚀刻方法。多层膜具有磁性隧道结层，该磁性隧道结层包含第1磁性层及第2磁性层、以及设置在该第1磁性层与该第2磁性层之间的隧道势垒层。在该蚀刻方法中，使用等离子体处理装置。等离子体处理装置具备腔室主体。腔室主体提供内部空间。该蚀刻方法包括如下工序：(i)将被加工物容纳于内部空间中；(ii)利用内部空间中所生成的第1气体的等离子体对多层膜进行蚀刻，第1气体包含碳及稀有气体，不包含氢；以及(iii)利用内部空间中所生成的第2气体的等离子体进一步对多层膜进行蚀刻，第2气体包含氧及稀有气体，不包含碳及氢。

当利用包含氢的气体的等离子体对多层膜进行蚀刻时，磁阻效应元件的磁特性劣化。推测其原因在于：氢的离子和/或自由基使磁阻效应元件的多层膜变质。在一方式所涉及的蚀刻方法中，多层膜的蚀刻中所使用的第1气体及第2气体这两者不包含氢，因此多层膜的蚀刻所引起的磁阻效应元件的磁特性的劣化得到抑制。并且，在一方式所涉及的蚀刻方法中，包含来源于第1气体的碳的沉积物形成在被加工物上。沉积物的量通过第2气体中所包含的氧的离子和/或自由基而减少。另外，在第2气体中氧气被稀有气体稀释，因此多层膜的过度氧化得到抑制。

在一实施方式中，第1气体可以还包含氧。在一实施方式中，第1气体可以包含一氧化碳气体或二氧化碳气体。

在一实施方式中，利用第1气体的等离子体对多层膜进行蚀刻的工序与利用第2气体的等离子体进一步对多层膜进行蚀刻的工序可以交替地反复执行。