JP5918108B2 - プラズマ処理方法及びプラズマ処理装置 - Google Patents
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Description
2CoF + H2 → 2HF + 2Co ・・・(2)
(工程S3)
処理空間Sの圧力:10mTorr(1.33Pa)
第1高周波電源35の電力:500W
第2高周波電源32の電力:500W
第1処理ガス、第2処理ガス及び第3処理ガスの流量
NF3ガス:10sccm
H2ガス:300sccm
Arガス:100sccm
ラジカル分布制御(RDC)FC/FE:50
処理時間:30〜40秒
図3に示すプラズマ処理装置10により、第1処理ガスを用いて図5に示す被処理体Wをエッチングした。エッチングは、以下に示す処理条件とした。
(エッチング条件)
処理空間Sの圧力:150mTorr(20Pa)
第1高周波電源35の電力:100W
第2高周波電源32の電力:200W
第1処理ガスの流量
SF6ガス:30sccm
Arガス:270sccm
ラジカル分布制御(RDC)FC/FE:9
処理時間:49秒
(被処理体W)
マスク107:Ta
第2磁性層105:CoFeB
絶縁層104:MgO
マスク107をTa、第2磁性層105をCoFeB、絶縁層104をMgOとし、図6に示す状態の処理基体Wを初期条件とし、以下の条件でエッチングした。
(実施例1)
処理空間Sの圧力:10mTorr(1.33Pa)
第1高周波電源35の電力:500W
第2高周波電源32の電力:500W
第1処理ガス、第2処理ガス及び第3処理ガスの流量
NF3ガス:10sccm
H2ガス:300sccm
Arガス:100sccm
ラジカル分布制御(RDC)FC/FE:50
処理時間:30秒又は40秒
(比較例1)
処理ガスの流量
CH4ガス:10sccm
Arガス:200sccm
処理時間:10秒
その他の条件は実施例1と同一とした。
(比較例2)
比較例1の条件でのエッチングのあとにアッシングを行った。
フッ素によるエッチングと塩素によるエッチングとを比較して、残留物の発生の程度を確認した。
(実施例2)
処理時間を30秒とした。その他は実施例1と同様である。
実施例1とした。
(比較例3)
第1高周波電源35の電力:300W
第2高周波電源32の電力:700W
処理ガス
BCl3ガス:10sccm
Arガス:200sccm
処理時間:10秒
その他は実施例2と同様である。
Claims (17)
- プラズマが生成される処理空間を画成する処理容器と、前記処理空間内に処理ガスを供給するガス供給部と、を備えるプラズマ処理装置を用いて、第1磁性層、絶縁層、第2磁性層及びマスク材料の順に積層された積層構造を含む多層膜材料をエッチングするプラズマ処理方法であって、
前記マスク材料をエッチングして前記第2磁性層上にマスクを形成する工程と、
前記処理容器に処理ガスを供給し、プラズマを発生させ、前記マスクを用いて前記第2磁性層をエッチングし、前記絶縁層の表面でエッチングを終了するエッチング工程と、
を備え、
前記第2磁性層は、CoFeBを含み、
前記絶縁層は、MgOを含み、
前記処理ガスは、H2及びFもしくはフッ素化合物を含む、
プラズマ処理方法。 - 前記エッチング工程では、その表面に形成された変質層を含む前記第2磁性層をエッチングする請求項1に記載のプラズマ処理方法。
- 前記変質層は、前記マスク材料に含まれる金属元素を含む請求項2に記載のプラズマ処理方法。
- 前記金属元素は、Taを含む請求項3に記載のプラズマ処理方法。
- 前記エッチング工程は、
前記処理容器に第1処理ガスを供給し、プラズマを発生させて、前記変質層を含む前記第2磁性層の表面をエッチングする第1エッチング工程と、
前記処理容器に第2処理ガスを供給し、プラズマを発生させて、前記第2磁性層をエッチングし、前記絶縁層の表面でエッチングを終了する第2エッチング工程と、
前記処理容器に第3処理ガスを供給し、プラズマを発生させて前記第2エッチング工程で生成された残留物を除去する第3エッチング工程と、
を有し、
前記第1処理ガスは、F又はフッ素化合物を含み、
前記第2処理ガスは、ハロゲン元素を有するガスを含み、
前記第3処理ガスは、H2を含む、
請求項2〜4の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。 - 前記処理容器に前記第1処理ガス及び前記第2処理ガスを同時に供給し、前記第1エッチング工程と前記第2エッチング工程とを同時に行う請求項5に記載のプラズマ処理方法。
- 前記処理容器に前記第2処理ガス及び前記第3処理ガスを同時に供給し、前記第2エッチング工程と前記第3エッチング工程とを同時に行う請求項5に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第3の処理ガスは、少なくともN2、Ar、及びHeのうち、いずれ一種のガスを更に含む、請求項5〜7の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第1処理ガス及び前記第2処理ガスが同一成分である請求項5〜8の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記エッチング工程よりも後に、前記多層膜材料の表面を絶縁膜で被覆する被覆工程を更に備える請求項1〜9の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
- 前記被覆工程よりも後に、前記処理容器に第4の処理ガスを供給し、プラズマを発生させて前記絶縁層及び前記第1磁性層をエッチングする第4エッチング工程を更に備え、
前記第1磁性層は、CoFeBを含み、
前記第4の処理ガスは、CH4を含む、請求項10に記載のプラズマ処理方法。 - 前記プラズマ処理装置が、前記処理容器内に配置される第1電極と、前記第1電極に対して対向して配置される第2電極と、前記第1電極に第1周波数の電力を供給する第1電源部と、前記第2電極に第2周波数の電力を供給する第2電源部と、を備え、
前記第2電源部から第2周波数として1MHz以下の周波数の電力を前記第2電極に供給して、前記処理容器にプラズマを発生させる、請求項1〜11の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。 - 前記第2電源部から第2周波数として400kHz以下の周波数の電力を前記第2電極に供給して、前記処理容器内にプラズマを発生させる、請求項12に記載のプラズマ処理方法。
- 前記第1電源部から100W〜300Wの電力を前記第1電極に供給して、前記処理容器にプラズマを発生させる、請求項12又は13に記載のプラズマ処理方法。
- 前記プラズマ処理装置が、前記処理空間を所望の気圧まで減圧することができる排気部と、前記排気部を制御する制御部を更に備え、
前記制御部が処理空間の圧力を10mTorr〜30mTorr(1.33Pa〜4.00Pa)になるように前記排気部を制御する、請求項1〜14の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。 - 前記処理空間が、20mm〜30mmのギャップを有する、請求項1〜15の何れか一項に記載のプラズマ処理方法。
- 第1磁性層、絶縁層、第2磁性層及びマスク材料の順に積層された積層構造を含む多層膜材料をエッチングするプラズマ処理装置であって、
プラズマが生成される処理空間を画成する処理容器と、
前記処理空間内に処理ガスを供給するガス供給部と、
前記ガス供給部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記マスク材料をエッチングして前記第2磁性層上にマスクを形成し、
前記処理容器に処理ガスを供給し、プラズマを発生させ、前記マスクを用いて前記第2磁性層をエッチングし、前記絶縁層の表面でエッチングを終了し、
前記第2磁性層は、CoFeBを含み、
前記絶縁層は、MgOを含み、
前記処理ガスは、H2及びFもしくはフッ素化合物を含む、
プラズマ処理装置。
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