CN101901868A - 制造磁性器件的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

提供了用于制造磁性器件的方法和设备。使用非有机材料如Ta的掩模,通过碳氢化合物与惰性气体如N2的混合气体来蚀刻该器件中的磁性和/或非磁性层。结果,在研究的实例中,MTJ锥角接近垂直。

Description

制造磁性器件的方法和设备
技术领域
本发明涉及制造磁性器件的方法,所述制造磁性器件的方法包括干法蚀刻法。更具体地,本发明涉及干法蚀刻法,所述干法蚀刻法用于磁性材料(在下文中,术语“磁性材料”用于铁磁性和反铁磁性材料)如FeNi、CoFe、FeMn、CoPt、CoFeB、PtMn和IrMn的膜或膜叠加体的微加工。
背景技术
使用磁性材料的随机存储器如MRAM(磁随机存储器)和STRAM(自旋转移(spin transfer)随机存储器)作为具有与DRAM相同水平的高集成密度和具有与SRAM相同水平的高速性能并且是非易失性和可无限重写的存储器已受到关注。类似地,构成磁阻器件如GMR(巨磁阻)和TMR(隧穿磁阻)的薄膜磁头以及磁性传感器等已得到快速发展。
迄今为止,离子铣(ion milling)法已经常作为用于磁性材料的蚀刻方法而使用。然而,由于离子铣法是物理溅射蚀刻方法,所以难以选择性地蚀刻不同材料。离子铣还具有蚀刻后外形具有锥形或类裙形的形状的问题。因此,离子铣法尤其不适合用于制造需要精细加工技术的具有大容量的MRAM。另外,在当前情况下,离子铣法难以以高的均匀性加工具有300mm的大面积的基板,因此难以提高产率。
代替该离子铣法,开始引入在半导体工业中已培育的技术。在这些技术中,积极地开发了蚀刻法,所述蚀刻法使用在不形成后腐蚀(after-corrosion)的情况下对于加工铁磁性材料有效的NH3+CO类气体(日本专利申请特开No.H8-253881),以及所述蚀刻工艺使用CH3OH气体(日本专利申请特开No.2005-42143)。然而,通过使用这些反应性气体的蚀刻法,导致磁性材料加工表面上的氧化反应,因此导致在磁性材料加工后磁性质劣化的问题。
常规MRAM器件或TMR传感器器件具有比较大的接合面积,以致由于磁性材料加工表面氧化而导致的损坏层对磁性质没有产生很大的影响。然而,当接合面积变得更小时,由加工表面上形成的氧化层(损坏层)造成的影响不能忽视。由于未来微加工将进一步发展,因此该问题将对磁性质愈加产生重要的影响,使得不能获得正常的器件特性。
发明内容
本发明的目的是提供制造磁性器件的方法,并提供其设备,所述方法采用干法蚀刻法,当在使用非有机材料作为掩模材料的同时蚀刻磁性材料时,所述干法蚀刻法能够通过使用不氧化磁性材料加工表面的气体来减少可劣化磁特性的蚀刻损坏。
为了实现上述目的,本发明提出了用于通过使用碳氢化物(carbon hydride)气体和惰性气体的混合气体和通过使用由非有机材料制成的掩模蚀刻磁性材料的干法蚀刻法。
上述蚀刻气体的实例为乙烯(C2H4)气体与氮气(N2)的混合气体。
由非有机材料制成的掩模可以采用由任意的Ta、Ti、Al和Si的单一膜或叠加膜制成的掩模材料,或者由任意的Ta、Ti、Al和Si的氧化物或氮化物的单一膜或叠加膜制成的掩模材料。
例如,掩模材料可以采用由任意的作为单一元素的Ta、Ti、Al和Si制成的单一膜或叠加膜。掩模材料还可以采用由作为任意的Ta、Ti、Al和Si的氧化物或氮化物的Ta氧化物、Ti氧化物、Al氧化物如Al2O3、Si氧化物如SiO2、TaN、TiN、AlN、SiN等制成的单一膜或叠加膜。掩模材料还可以采用单一元素膜、氧化物膜和/或氮化物膜的任意组合的叠加体。
在本发明中采用的上述干法蚀刻法中,在将磁性材料的温度理想地保持在250℃以下的范围内的同时,蚀刻该磁性材料。这是由于防止极薄的磁性薄膜受到不必要的热损坏。更优选的温度为在20-100℃的范围内。在本发明中采用的上述干法蚀刻法中,磁性材料理想地在0.005-10Pa的范围内的真空中蚀刻。该压力范围能够加工具有优异的各向异性的磁性材料。在根据本发明的上述干法蚀刻法中,可以向蚀刻气体添加一种或多种惰性气体作为添加气体。向蚀刻气体中添加0体积%以上至95体积%以下的一种或多种惰性气体是理想的。这里所定义的一种或多种惰性气体除了稀有气体如He、Ar、Ne、Xe和Kr以外还包括氮气。
当通过使用在本发明中采用的干法蚀刻法和由非有机材料制成的掩模来蚀刻磁性材料时,消除了后腐蚀(after-corrosion)处理的必要性,而且不需要特别考虑蚀刻设备的耐腐蚀性。
另外,根据本发明的干法蚀刻法通过抑制在蚀刻过程中加工表面被氧化,能够减少当通过使用由非有机材料制成的掩模蚀刻磁性材料时发生并导致磁特性劣化的蚀刻损坏。
因此,本发明能够提供干法蚀刻法,所述干法蚀刻法用于由Fe-Ni系合金、Co-Fe系合金、Fe-Mn系合金、Co-Pt系合金、Ni-Fe-Cr系合金、Co-Cr系合金、Co-Pt系合金、Co-Cr-Pt系合金、Co-Pd系合金和Co-Fe-B系合金的单一膜或叠加膜制成的铁磁性薄膜的微加工。
根据本发明的制造磁性器件的设备,该设备包括:
膜形成单元,所述膜形成单元用于在基板上形成磁性层或反磁性层;和
干法蚀刻单元,所述干法蚀刻单元包括设置有腔室的等离子体产生装置、在所述腔室中的基板保持架、用于将气体导入所述腔室的气体导入装置、用于产生气体的等离子体的等离子体产生装置、用于从所述气体的等离子体提取离子并将所述提取的离子导向所述基板保持架的偏压施加装置和控制器,
其中,所述控制器控制干法蚀刻单元,以通过所述气体导入装置将碳氢化合物气体与惰性气体的混合气体导入所述腔室,通过等离子体产生装置产生所述导入气体的等离子体并从所述气体的等离子体提取离子并将所述提取的离子导向所述基板保持架。
附图说明
图1为能够用于根据本发明方法的蚀刻设备的示意性构成图。
图2A为示出还未蚀刻的根据本发明的磁性隧道结(magnetic tunnel junction)(MTJ)器件结构的示例性实施方案的视图。
图2B为其中Ta掩模形成于图2A的结构上的视图。
图2C为示出使用图2B的Ta掩模,通过根据本发明的蚀刻处理而制造的MTJ器件的示例性实施方案的视图。
图3A为在根据本发明的气体中引起放电时的发射光谱分析的视图。
图3B为在CH3OH气体中引起放电时的发射光谱分析的视图。
图4为已经用根据本发明的方法加工的MTJ器件的SEM图像。
具体实施方式
根据本发明的示例性实施方案使用如图1所示的设置有ICP(电感耦合等离子体(Inductive Coupled Plasma))源的蚀刻设备。在本发明的设备中,通过使用作为乙烯(C2H4)和氮气(N2)的混合气体的蚀刻气体以及Ta掩模来蚀刻如图2A至图2C所示的MTJ器件。
图2A至图2C示出了MTJ(磁性隧道结)器件基本结构的一个实例。将处于具有如图2A所示结构的状态的MTJ器件引入蚀刻设备。该结构具体通过以下方式来形成:在图2A中,在Si基板S上叠加Ta层69;在其上叠加由PtMn制成的反铁磁层68,由CoFe/Ru/CoFe三层制成的磁性被钉扎层(magnetic pinnedlayer)67,由氧化镁或氧化铝等制成的绝缘层66,以及由NiFe/Ru/NiFe制成的磁自由层65;以及进一步在其上叠加由Ru制成的上部电极层64,作为金属掩模层的Ta层63,抗反射层(BARC层)62,以及在其上形成的光致抗蚀剂层(PR层)61,以具有预定的图案[图2A]。MTJ的膜结构和材料不限于图2A所示的膜结构和材料,且可以包括至少通过绝缘层和在其两侧形成的铁磁层构成的TMR膜。例如,构成磁自由层和磁性被钉扎层的铁磁层除了上述NiFe和CoFe以外,还可以为Fe-Ni系合金、Co-Fe系合金、Fe-Mn系合金、Co-Pt系合金、Ni-Fe-Cr系合金、Co-Cr系合金、Co-Pt系合金、Co-Cr-Pt系合金、Co-Pd系合金和Co-Fe-B系合金的单一膜或叠加膜。
通过使用CF4气体和光致抗蚀剂(PR)层61作为掩模来蚀刻Ta层63,加工具有图2A所示结构的MTJ器件,以具有如图2B所示的预定的图案。该方法具体通过以下方式进行。
将图1所示的真空容器2的内部通过排气系统21排空,并在以下步骤后使用温度控制机构41保持在预定温度下,所述步骤为打开未示出的闸阀;将晶片9输送至真空容器2内,该晶片是具有如图2A所示结构的MTJ器件并具有叠加其上的TMR膜;并使基板保持架4保持该晶片9。接着,操作气体导入系统3,将蚀刻气体(CF4)从填充有CF4气体且图1中未示出的气罐31以预定的流速通过球形阀33和流速控制器34导入真空容器2中。管道21为排气系统。导入的蚀刻气体通过真空容器2扩散入介电壁容器(dielectric wall container)11。此处,操作等离子体源1。该等离子体源1由以下构成:气密连接至真空容器2使得内部空间互相连通的介电壁容器11;用于介电壁容器11中产生感应场的一圈(one turn)天线12;通过传输线15和未示出的匹配器与天线12连接、并产生供给天线12的高频功率(源功率)的用于等离子体的高频电源13;以及用于在介电壁容器11内产生预定磁场的电磁体14。当通过用于等离子体的高频电源13产生的高频功率通过传输线15供给天线12时,电流流入一圈天线12内。结果,在介电壁容器11的内部形成等离子体。大量用于侧壁22的磁体配置在真空容器2侧壁的外周,以使沿真空容器2的周向相邻配置的磁体在它们相对于真空容器2侧壁的面上具有彼此不同的磁极。由此,会切磁场(cusped magnetic field)在沿真空容器2侧壁的内表面的周向上连续形成,并防止等离子体扩散至真空容器2侧壁的内表面。此时,同时操作偏压5用高频电源,将形成负直流电电压的自偏压电压施加至作为待蚀刻目标的晶片9,并控制从等离子体入射至晶片9的表面上的离子能量。已经以上述方式形成的等离子体从介电壁容器11扩散入真空容器2内,到达晶片9表面附近。此时,蚀刻该晶片9的表面。
例如,在以下条件下,上述用于形成Ta层63的蚀刻方法在使用CF4和PR层61的情况下进行。
蚀刻气体(CF4)的流速:50sccm
源电功率(source electric power):500W
偏压电功率:70W
真空容器2中的压力:0.8Pa
基板保持架4的温度:40℃
接着,通过使用碳氢化物气体与惰性气体的混合气体作为蚀刻气体,并通过使用在上述方法中已形成的Ta层63作为掩模,蚀刻包括TMR膜的层64-69,并加工所述层64-69以具有如图2C所示的预定图案。
该方法还在使用如图1所示的装备有ICP等离子体源的蚀刻设备的情况下来进行,但上述方法中的CF4气体导入系统通过未示出的气体转换机构转换至未示出的气体导入系统。通过流速控制器,以预定的流速,将不氧化磁性材料的碳氢化物气体与惰性气体的混合气体导入真空容器2中,并以与上述方法相似的方式蚀刻。因此获得MTJ器件。
可使用的碳氢化物气体包括:烯烃如乙烯(C2H4)和丙烯(C3H6);烷烃如乙烷、丙烷和丁烷;炔烃如乙炔;芳烃如苯;胺如甲胺以及腈如乙腈(ethananenitrile)。
可使用的惰性气体(有时,下文中称作“添加气体”)例如包括N2气以及He、Ar、Ne、Xe和Kr等的气体。这些气体能够单独或以混合物的形式使用。使用氮气作为惰性气体是理想的,这是因为能够适当地控制晶片上的有机材料的量。
要干法蚀刻的进入真空容器中的导入气体不包括氧和卤素。
根据本发明的用于制造磁性器件的方法主要采用提取气体离子到待加工的制品上的技术,并采用将源自碳氢化物气体的碳化合物沉积在待加工的表面上以选择性地蚀刻这些层的反应。换句话说,当碳化合物沉积在难以物理溅射的掩模层上时,该掩模层变成更难蚀刻的平面,这产生了掩模层与磁性层之间蚀刻速率的差异。由此,选择性地蚀刻这些层,并且根据本发明的方法能够将这些层加工成预定形状,而没有引起由于氧化等导致的器件的劣化。
因此,最佳添加量依赖于各添加气体的类型而变化,但当相对于蚀刻气体的总量添加通常在0体积%以上至95体积%以下的范围内的添加气体时,该混合物是可使用的。另一方面,当添加气体的量超过95体积%时,掩模层与磁性层之间蚀刻速率的差异变小,这降低了蚀刻选择性。
在上述中,描述了根据本发明的优选实施方案。然而,本发明不限于上述实施方案,能够在从权利要求书的范围所领会的技术范围内改进为各种形式。
例如,蚀刻设备不限于图1所示的具有一圈天线的ICP型等离子体设备,而能够采用称作所谓高密度等离子体源的螺旋波型(helicon-type)等离子体设备、双频激发平行板式等离子体设备和微波型等离子体设备等。本发明还能够应用于RIBE(反应性离子束蚀刻(reactive ion beam etching))。本发明还不限于TMR器件,而是也可以应用于GMR器件。本发明还能够用于制造磁性传感器器件。另外,本发明能够应用于蚀刻具有一层或多层磁性层的任何器件。
将根据本发明的上述乙烯(C2H4)和氮气(N2)的蚀刻气体进行等离子体发射光谱分析。将在常规技术中使用的甲醇(CH3OH)蚀刻气体也类似地进行等离子体发射光谱分析,并比较结果。
(根据本发明的蚀刻气体的等离子体发射光谱分析)
蚀刻气体乙烯(C2H4)和氮气(N2)的流速:18sccm/12sccm
源电功率:1800W
偏压电功率:1600W
真空容器2中的压力:1.0Pa
(蚀刻气体CH3OH的等离子体发射光谱分析)
蚀刻气体(CH3OH气体)的流速:15sccm
源电功率:1500W
偏压电功率:1300W
真空容器2中的压力:0.4Pa
比较结果示于图3A和3B中。已通过CH3OH气体的等离子体发射光谱分析获得的图3B中的等离子体光谱显示出促进氧化的O和OH等的存在。这些基团被认为是通过CH3OH的分解而形成。另一方面,在图3A中C2H4和N2气的等离子体发射光谱中,出现许多CN、H和N2的峰,但未出现O和OH的峰。因此,发现在使用C2H4和N2气的等离子体蚀刻处理磁性材料期间,没有形成氧化待加工表面的这类反应性种类。
比较并检查其中已用根据本发明的干法蚀刻法蚀刻器件的情况以及其中已用CH3OH系气体蚀刻器件的情况之间的蚀刻特性。
通过使用图1所示设备蚀刻图2所示的MTJ器件,并比较蚀刻特性。
比较试验方法中的条件分别如下。
(本发明的方法)
蚀刻气体乙烯(C2H4)和氮气(N2)的流速:21sccm/9sccm
源电功率:1800W
偏压电功率:1600W
真空容器2中的压力:1.0Pa
基板保持架4的温度:40℃
(比较例)
蚀刻气体(CH3OH气)的流速:15sccm
源电功率:1500W
偏压电功率:1300W
真空容器2中的压力:0.4Pa
基板保持架4的温度:40℃
该比较试验的结果汇总在下表中。
[表1]
表1:蚀刻特性的比较表
  C2H4+N2   CH3OH
  NiFe蚀刻速率(nm/min)   44.6   48.6
  选择性NiFe/Ta   11   12.6
  MTJ锥角   84   80
关于NiFe的蚀刻速率、蚀刻速率的平面内均匀性以及NiFe与Ta掩模的选择性比例,根据本发明的乙烯(C2H4)和氮气(N2)的蚀刻特性显示出与甲醇(CH3OH)的蚀刻特性近似相等的值。关于MTJ器件的蚀刻形状,根据本发明的使用乙烯(C2H4)和氮气(N2)的蚀刻方法提供了与使用甲醇(CH3OH)的蚀刻方法相比进一步垂直的MTJ锥角。这显示出根据本发明的蚀刻方法在MTJ器件的尺寸随着未来器件小型化的趋势变得更小的情况下是有效的。
图4示出了用根据本发明的使用乙烯(C2H4)和氮气(N2)的蚀刻方法获得的MTJ器件形状的SEM图像从上部倾斜观察的图像(左)以及截面图像(右)。该蚀刻方法没有引起侧壁上的再沉积,而且也没有在蚀刻表面上形成残留物,并提供了适当的蚀刻形状。另外,MTJ器件甚至在蚀刻处理后也没有引起腐蚀。
在使用各种添加的惰性气体时,进行试验以检验添加量的下限。已发现,添加气体的下限依赖于所使用的其它加工条件如乙烯气流、腔室压力、源功率、偏压功率和其它。在一些情况下,能够进行蚀刻而没有使用任何添加气体。另外,对于添加气体,使用另一种碳氢化物气体将具有不同的下限。
还对于根据本发明的使用乙烯(C2H4)和氮气(N2)的蚀刻方法检验由于蚀刻方法导致的NiFe膜的磁化损失,并与CH3OH方法比较。发现,在根据本发明的乙烯(C2H4)和氮气(N2)方法后,与起始(未蚀刻的)膜相比时,磁化改变率比CH3OH方法后的改变率小得多。
此外,已观察到,根据本发明的乙烯(C2H4)和氮气(N2)方法还能够蚀刻非磁性材料。实例包括-氧化物如SiO2、Al2O3、MgO、Nb2O5、ZrO2、NiO、PrCaMnO、Cr掺杂的SrZrO3、V掺杂的SrZrO3、PbZrTiO3、CuO、LaNiO、HfOx和BiOx等;单一元素材料如Si、Ru、Cu、Fe、Cr、Ni、Pt、Au、Ir、Os和Re等;合金材料如Cu-N合金、Pt-Mn合金、Ir-Mn合金、Ni-Fe-Cr合金和Ni-Cr合金等。因此,本发明还涉及由非磁性和/或磁性材料组成的单层膜或叠加膜的蚀刻。例如,本发明中描述的方法可应用于图案化的磁性记录媒体(例如BPM(位元图案化介质(Bit Patterned Media))和DTM(分离磁道介质(Discrete Track Media))等的技术。

Claims (7)

1.一种制造磁性器件的方法,该方法包括:
制备包括至少一个磁性层或反磁性层的结构;和
使用非有机材料的掩模,通过碳氢化合物气体与惰性气体的混合气体的等离子体加工所述结构,以干法蚀刻所述磁性层或反磁性层。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述碳氢化合物气体包括烯烃、炔烃、芳烃、胺或腈气体,或者它们两种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述惰性气体包括氮气,或者He、Ne、Ar、Kr或Xe气体。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述混合气体包括乙烯气体和氮气。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述掩模为包括Ta、Ti、Al或Si,或者Ta、Ti、Al或Si的氧化物,或者Ta、Ti、Al或Si的氮化物的单层或多层。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述混合气体包括相对于所述混合气体的总体积为0体积%至95体积%范围内的惰性气体。
7.一种制造磁性器件的设备,该设备包括:
膜形成单元,所述膜形成单元用于在基板上形成磁性层或反磁性层;和
干法蚀刻单元,所述干法蚀刻单元包括设置有腔室的等离子体产生装置、在所述腔室中的基板保持架、用于将气体导入所述腔室的气体导入装置、用于产生气体的等离子体的等离子体产生装置、用于从所述气体的等离子体提取离子并将所述提取的离子导向所述基板保持架的偏压施加装置和控制器,
其中,所述控制器控制干法蚀刻单元,以通过所述气体导入装置将碳氢化合物气体与惰性气体的混合气体导入所述腔室,通过等离子体产生装置产生所述导入气体的等离子体并从所述气体的等离子体提取离子并将所述提取的离子导向所述基板保持架。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103151457A (zh) * 2011-12-07 2013-06-12 三星电子株式会社 磁性器件及其制造方法
CN103151456A (zh) * 2011-12-07 2013-06-12 三星电子株式会社 磁器件及其制造方法
CN104282694A (zh) * 2013-07-03 2015-01-14 株式会社东芝 非易失性半导体存储器件及其制造方法
CN104659201A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种磁阻内存单元的制造方法
CN104737317A (zh) * 2012-08-14 2015-06-24 艾沃思宾技术公司 制造基于磁电阻的器件的方法
CN105679932A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 电阻式随机存储器的形成方法
CN106159082A (zh) * 2015-03-24 2016-11-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 电阻式随机存储器的形成方法
CN103151456B (zh) * 2011-12-07 2018-02-09 三星电子株式会社 磁器件及其制造方法
WO2018077090A1 (zh) * 2016-10-31 2018-05-03 北京北方华创微电子装备有限公司 磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备
US10461251B2 (en) 2017-08-23 2019-10-29 Everspin Technologies, Inc. Method of manufacturing integrated circuit using encapsulation during an etch process

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5783890B2 (ja) * 2011-12-07 2015-09-24 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理方法
KR101950004B1 (ko) 2012-03-09 2019-02-19 삼성전자 주식회사 자기 소자
US9023219B2 (en) * 2012-04-26 2015-05-05 Everspin Technologies, Inc. Method of manufacturing a magnetoresistive device
KR101312028B1 (ko) 2012-05-29 2013-09-27 인하대학교 산학협력단 자기터널접합 적층 박막에 대한 건식 식각 방법
US8633117B1 (en) 2012-11-07 2014-01-21 International Business Machines Corporation Sputter and surface modification etch processing for metal patterning in integrated circuits
JP5883772B2 (ja) * 2012-11-27 2016-03-15 株式会社日立ハイテクノロジーズ プラズマ処理方法
US20140212993A1 (en) * 2013-01-31 2014-07-31 Everspin Technologies, Inc. Method of manufacturing a magnetoresistive device
JP2014183184A (ja) 2013-03-19 2014-09-29 Tokyo Electron Ltd コバルト及びパラジウムを含む膜をエッチングする方法
US20150072440A1 (en) * 2013-09-09 2015-03-12 Satoshi Inada Method of manufacturing magnetoresistive element
US9425388B2 (en) 2013-09-12 2016-08-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic element and method of manufacturing the same
JP6347695B2 (ja) * 2013-11-20 2018-06-27 東京エレクトロン株式会社 被エッチング層をエッチングする方法
JP6285322B2 (ja) * 2014-08-26 2018-02-28 東京エレクトロン株式会社 被処理体をエッチングする方法
JP6244402B2 (ja) * 2016-05-31 2017-12-06 東京エレクトロン株式会社 磁気抵抗素子の製造方法及び磁気抵抗素子の製造システム
JP6552477B2 (ja) 2016-12-22 2019-07-31 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法
KR102149243B1 (ko) 2017-09-21 2020-08-31 주식회사 히타치하이테크 자기 터널 접합 소자의 제조 방법 및 유도 결합형 플라스마 처리 장치
WO2019082716A1 (ja) 2017-10-27 2019-05-02 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法
US10840436B2 (en) * 2017-12-29 2020-11-17 Spin Memory, Inc. Perpendicular magnetic anisotropy interface tunnel junction devices and methods of manufacture
JP7223507B2 (ja) 2018-03-29 2023-02-16 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法
KR102383108B1 (ko) * 2018-05-18 2022-04-04 삼성전자주식회사 웨이퍼 처리 장치 및 메모리 소자의 제조 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030038106A1 (en) * 2001-08-21 2003-02-27 Seagate Technology Llc Enhanced ion beam etch selectivity of magnetic thin films using carbon-based gases
CN1603468A (zh) * 2003-07-24 2005-04-06 安内华股份有限公司 磁性材料的干法刻蚀方法
WO2007109117A2 (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Tegal Corporation Dry etch stop process for eliminating electrical shorting in mram device structures
WO2008032745A1 (en) * 2006-09-13 2008-03-20 Canon Anelva Corporation Magnetoresistive element manufacturing method, and multi-chamber apparatus for manufacturing the magnetoresistive element

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6620733B2 (en) * 2001-02-12 2003-09-16 Lam Research Corporation Use of hydrocarbon addition for the elimination of micromasking during etching of organic low-k dielectrics
US6893893B2 (en) * 2002-03-19 2005-05-17 Applied Materials Inc Method of preventing short circuits in magnetic film stacks
KR100923299B1 (ko) * 2003-01-28 2009-10-23 삼성전자주식회사 자기 램의 자기 터널 접합층 형성 방법
US6841484B2 (en) * 2003-04-17 2005-01-11 Chentsau Ying Method of fabricating a magneto-resistive random access memory (MRAM) device
US20090093128A1 (en) * 2007-10-08 2009-04-09 Martin Jay Seamons Methods for high temperature deposition of an amorphous carbon layer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030038106A1 (en) * 2001-08-21 2003-02-27 Seagate Technology Llc Enhanced ion beam etch selectivity of magnetic thin films using carbon-based gases
CN1603468A (zh) * 2003-07-24 2005-04-06 安内华股份有限公司 磁性材料的干法刻蚀方法
WO2007109117A2 (en) * 2006-03-16 2007-09-27 Tegal Corporation Dry etch stop process for eliminating electrical shorting in mram device structures
WO2008032745A1 (en) * 2006-09-13 2008-03-20 Canon Anelva Corporation Magnetoresistive element manufacturing method, and multi-chamber apparatus for manufacturing the magnetoresistive element

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103151457A (zh) * 2011-12-07 2013-06-12 三星电子株式会社 磁性器件及其制造方法
CN103151456A (zh) * 2011-12-07 2013-06-12 三星电子株式会社 磁器件及其制造方法
CN103151456B (zh) * 2011-12-07 2018-02-09 三星电子株式会社 磁器件及其制造方法
CN103151457B (zh) * 2011-12-07 2017-09-01 三星电子株式会社 磁性器件及其制造方法
US10847715B2 (en) 2012-08-14 2020-11-24 Everspin Technologies, Inc. Magnetoresistive device and method of manufacturing same
CN104737317A (zh) * 2012-08-14 2015-06-24 艾沃思宾技术公司 制造基于磁电阻的器件的方法
US10062839B2 (en) 2012-08-14 2018-08-28 Everspin Technologies, Inc. Magnetoresistive device and method of manufacturing same
US9698341B2 (en) 2012-08-14 2017-07-04 Everspin Technologies, Inc. Magnetoresistive device and method of manufacturing same
CN104737317B (zh) * 2012-08-14 2017-11-14 艾沃思宾技术公司 制造基于磁电阻的器件的方法
US9865804B2 (en) 2012-08-14 2018-01-09 Everspin Technologies, Inc. Magnetoresistive device and method of manufacturing same
US10396279B2 (en) 2012-08-14 2019-08-27 Everspin Technologies, Inc. Magnetoresistive device and method of manufacturing same
CN104282694B (zh) * 2013-07-03 2017-06-06 株式会社东芝 非易失性半导体存储器件及其制造方法
CN104282694A (zh) * 2013-07-03 2015-01-14 株式会社东芝 非易失性半导体存储器件及其制造方法
CN104659201A (zh) * 2013-11-22 2015-05-27 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种磁阻内存单元的制造方法
CN105679932A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 电阻式随机存储器的形成方法
CN105679932B (zh) * 2014-11-21 2018-10-16 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 电阻式随机存储器的形成方法
CN106159082B (zh) * 2015-03-24 2018-12-21 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 电阻式随机存储器的形成方法
CN106159082A (zh) * 2015-03-24 2016-11-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 电阻式随机存储器的形成方法
WO2018077090A1 (zh) * 2016-10-31 2018-05-03 北京北方华创微电子装备有限公司 磁性薄膜沉积腔室及薄膜沉积设备
US10622145B2 (en) 2016-10-31 2020-04-14 Beijing Naura Microelectronics Equipment Co., Ltd. Magnetic thin film deposition chamber and thin film deposition apparatus
US10461251B2 (en) 2017-08-23 2019-10-29 Everspin Technologies, Inc. Method of manufacturing integrated circuit using encapsulation during an etch process
US10777738B2 (en) 2017-08-23 2020-09-15 Everspin Technologies, Inc. Method of manufacturing integrated circuit using encapsulation during an etch process
US12063865B2 (en) 2017-08-23 2024-08-13 Everspin Technologies, Inc. Method of manufacturing integrated circuit using encapsulation during an etch process

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Publication number Publication date
KR101066158B1 (ko) 2011-09-20
US20100304504A1 (en) 2010-12-02
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