KR100950897B1 - 자기저항 효과 소자의 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

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캐논 아네르바 가부시키가이샤
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Abstract

자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막을 가공할 때에 생기는 데미지를 적게하고, 상기의 데미지를 받음으로 인해 자기 특성에 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 고품질의 자기저항 효과 소자를 제조하는 것에 적합한 자기저항 효과 소자의 제조 방법 및 제조 장치를 제공한다.
자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판에 대하여 반응성 이온에칭에 의해 다층 자성막을 가공하는 공정을 포함하고 있는 자기저항 효과 소자의 제조 방법에 있어서, 반응성 이온에칭이 행해진 다층 자성막에 대하여 이온빔 조사하는 공정을 포함하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법 및 장치.
자기저항 효과 소자, 다층 자성막, 기판, 반응성 이온에칭, 자기저항 효과 소자, 이온빔

Description

자기저항 효과 소자의 제조 방법 및 제조 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING MAGNETORESISTIVE DEVICE}
본 발명은 집적화 자기 메모리인 MRAM(magnetic random access memory)이나, 박막 자기헤드 등에서 이용되는 자기저항 효과 소자의 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.
DRAM 수준의 집적밀도이고 SRAM 수준의 고속성을 가지며, 또한 무제한으로 재기록 가능한 메모리로서 집적화 자기 메모리인 MRAM이 주목받고 있다. 또한, GMR(거대 자기저항)이나 TMR(터널링 자기저항)과 같은 자기저항 효과 소자를 사용한 박막 자기헤드나 자기센서 등의 개발이 급속하게 진행되고 있다.
자기저항 효과 소자로서는, 예를 들면 실리콘이나 유리 등의 기판 상에 하부 전극을 형성하고, 그 위에 자기저항 효과 소자(TMR)를 구성하는 8층의 다층막이 형성되어 있는 것이 있다. 이 8층의 다층막은, 예를 들면, 가장 하측에 하지층이 되는 Ta층, 그 위에, 반강자성층이 되는 PtMn층, 자화고착층(Pinned Layer, Ru, Pinned Layer), 절연층(Barrier Layer), 프리층, 보호층(하드 마스크)이 차례로 적층되어 있는 것 등이 있다.
자기저항 효과 소자에 대해서는, 그것을 구성하는 다층 자성막이 형성된 기 판을, 반도체 산업에서 배양된 반응성 이온에칭(RIE), 이온빔 에칭(IBE) 등의 박막 가공 기술로 가공하여, 필요한 성능이 얻어지도록 한다고 하는 제안이 되어 있다(특허문헌 1∼3 참조).
이 중에서, 반응성 이온에칭에 의한 가공 기술에 대해서는, 출원인은 먼저 에칭 가스로서 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올(예를 들면 메탄올)을 사용하는 방법을 제안하고 있다. 이것에 의해, 종래의 암모니아 가스를 첨가한 일산화탄소 가스를 사용한 경우에 비해, 에칭 속도를 높일 수 있고, 게다가, 주로 에칭 후의 산화에 의한 데미지를 적게 할 수 있다고 하는 효과를 얻고 있다(특허문헌 3).
특허문헌 1: 일본 특개 2003-203313호 공보
특허문헌 2: 일본 특개 2004-326831호 공보
특허문헌 3: 일본 특개 2005-42143호 공보
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
그런데, 자기저항 효과 소자의 제조에서, 반응성 이온에칭 등을 사용하여 가공을 행한 경우, 가공 후의 다층 자성막의 표면에 데미지를 전혀 생기게 하지 않고 행하는 것은 곤란하다. 전술의 RIE의 경우, 상기의 수산기를 적어도 1개 이상 갖는 알코올을 에칭 가스로서 사용하는 가공기술에 의해, 데미지(주로 산화에 의해 열화된 층)를 적게 할 수 있다고 하는 효과가 얻어지고 있다. 그러나, 에칭 후에 제거되지 않고 다층 자성막 상에 남겨지는 데미지는 자기저항 효과 소자의 제조상, 개선되어야 할 과제로서 그 중요성이 높아가고 있었다.
즉, 이러한 다층 자성막 상의 데미지를 받은 표면(이하, 데미지층이라고 함)은, 그 후의 자기저항 효과 소자의 제조 공정에서, 대기 방치, 세정, 열처리 등이 행해짐으로써, 그 데미지에 의한 열화의 정도가 경시적으로 변화되는 것이 확인되었다. 그리고, 이 데미지층의 자기 특성이 경시변화를 일으켜, 다층 자성막에서 자기저항 효과를 생기게 하고 있는 스핀에 영향을 주고 있는 것을 알게 되었다.
예를 들면, MRAM에서는 다층 자성막을 구성한 프리층의 스핀의 회전에 의해 데이터의 읽어내기를 행하지만, RIE 등의 가공시의 데미지에 의해 자기 특성에 불균일이 있으면, MRAM으로서는 오동작하게 된다. 더불어, MRAM의 대용량 집적화가 어려운 것은 다층 자성막을 구성하고 있는 프리층의 스핀의 불균일 크기 때문이라고 말해지고 있다.
그래서, 본 발명은, 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막을 가공할 때에 발생하는 데미지층을 제거하고, 이것에 의해, 상기의 데미지를 받은 것에 의해 자기 특성에 열화가 발생하는 것을 방지할 수 있어, 고품질의 자기저항 효과 소자를 제조하는 것에 적합한 자기저항 효과 소자의 제조 방법 및 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법은 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판에 대하여 반응성 이온에칭에 의해 상기 다층 자성막을 가공하는 공정을 포함하고 있는 자기저항 효과 소자의 제조 방법에 있어서, 상기 반응성 이온에칭에 의해 상기 다층 자성막을 가공하고, 이어서, 상기 반응성 이온에칭이 행해진 상기 다층 자성막에 대하여 이온빔을 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 것이다. 이온빔을 조사하는 공정에는, 예를 들면, 이온빔 에칭을 사용할 수 있다.
여기에서, 예를 들면, 자기저항 효과 소자(TMR)를 구성하는 다층 자성막의 경우, 예를 들면 실리콘이나 유리 등의 기판 상에 하부 전극을 형성하고, 그 위에 자기저항 효과 소자를 구성하는 8층의 다층막이 형성되어 있는 것 등이 있다. 이 8층의 다층막은, 예를 들면, 가장 하측에 바탕층이 되는 Ta층, 그 위에, 반강자성층이 되는 PtMn층, 자화 고착층(Pinned Layer, Ru, Pinned Layer), 절연층(Barrier Layer), 프리층, 보호층(하드 마스크)가 차례로 적층되어 있는 것 등이 있다.
본 발명에서의 반응성 이온에칭이 행해진 다층 자성막에 대하여 이온빔 조사하는 공정은, 반응성 이온에칭이 행해졌을 때에 다층 자성막 상에 형성되어 있던 데미지층을 이온빔 조사에 의해 제거하는 공정이다. 이것에 의해 반응성 이온에칭시에 다층 자성막 상에 형성된 산화에 의한 데미지층을 제거하여 고품질의 다층 자성막을 형성할 수 있다.
상기 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법에서, 반응성 이온에칭은 다층 자성막의 상기 표면에 형성되어 있는 하드 마스크층을 마스크로 하고, 에칭 가스로서 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 사용하여 상기 다층 자성막을 에칭하는 것으로 할 수 있다.
에칭 가스로서 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 사용한 반응성 이온에칭에 의하면, 반응성 이온에칭에 의해 다층 자성막에 주는 데미지를 적게 할 수 있고, 반응성 이온에칭의 가공에 계속해서 행해지는 이온빔 에칭에 의한 가공에 요하는 시간을 단축할 수 있다.
또, 이온빔을 조사하는 공정에서는, 이온빔을 다층 자성막의 적층면에 대하여 5∼80도의 입사각도로 입사시키도록 하는 것이 바람직하다. 이 범위의 입사각도로 하는 것이, 이온빔 에칭에서 제거한 데미지층의 원자, 분자가, 제거된 후에, 다시, 다층 자성막의 주로 측벽면에 대하여 부착되는 것을 방지하는 점에서 바람직하기 때문이다. 이러한 관점에서, 이온빔의 보다 바람직한 입사각도는 다층 자성막의 적층면에 대하여 30∼60도이다.
또한, 이온빔을 조사하는 공정은 이온빔의 가속전압을 50∼600V, 이온전류를 50∼500mA로 한 조건하에서 행하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하는 것이, 다층 자성막에 대한 이온빔의 충격을 작게 하는 점에서 바람직하기 때문이다. 이러한 관점에서, 보다 바람직한 이온빔의 가속전압, 이온전류의 범위는, 각각, 50∼200V, 50∼200mA이다.
또, 이온빔을 조사하는 공정은 상기 다층 자성막이 형성된 기판을 회전시키면서 행하는 것이 바람직하다. 발명자들의 실험에 의하면, 기판을 회전시키면서 이온빔을 조사함으로써, 이온빔 에칭으로 제거한 데미지층의 원자, 분자가, 제거된 후에, 다시, 다층 자성막의 주로 측벽면에 대하여 부착되는 것을 방지하는 점에서 유효했다.
또한, 발명자들의 실험에 의하면, 기판 상에 형성된 다층 자성막에 대한 이온빔의 충격을 작게 하여, 이온빔 에칭으로 제거한 데미지층의 원자, 분자가, 제거된 후에, 다시, 당해 다층 자성막의 주로 측벽면에 대하여 부착되는 것을 방지하는 점에서 바람직한 여러 조건은 이하와 같다.
다층 자성막의 적층면에 대한 이온빔의 입사각도(θ): 5∼80도
가속전압 : 50∼600V
이온 전류 : 50∼500mA
불활성 가스 압력(Ar의 경우) : 6mPa∼130mPa
불활성 가스 압력(Kr의 경우) : 1mPa∼130mPa
불활성 가스 압력(Xe의 경우) : 1mPa∼130mPa
기판온도 : 80℃ 이하
기판의 회전속도 : 30∼300rpm
에칭시간 : 10sec∼3min
또한, 상기 어느 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법에서도, 이온빔을 조사하는 공정 후에 계속해서 보호막을 형성하는 성막 공정이 행해지고, 이 보호막을 형성하는 성막 공정까지 일관하여 진공의 상태로 행해지도록 할 수 있다.
이것에 의해, 진공상태가 유지된 청정한 분위기하에서 보호막을 형성하도록 하고, 이온빔 조사에 의해 데미지층이 제거된 다층 자성막을 보호막으로 덮은 상태로 유지할 수 있다.
여기에서 진공의 상태란 1.3×10-5Pa보다 감압하의 상태가 바람직하지만, 진공의 상태(진공도)는 한정되는 것은 아니다.
또, 상기의 성막 공정에는 고주파 고압 스퍼터법을 사용할 수 있다.
고주파 고압 스퍼터법이란 고주파 영역이 1KHz 이상 100MHz 이하이고, 진공도의 영역은 1Pa 이상 20Pa 이하의 고압에서 행해지는 스퍼터법이다. 이 경우, 기판측에 펄스 DC 또는 RF 바이어스가 인가되어 있어도 된다.
고주파 고압 스퍼터법은 기판측에 인가되는 바이어스나 스퍼터링시의 압력의 조건을 변화시킴으로써, 기판의 전면에 걸쳐 측면의 피복성이 우수하다.
즉, 고주파 고압 스퍼터법은 기판 상의 다층 자성막이 오목부나 볼록부를 갖는 형상으로 형성된 경우에도, 당해 오목부 내의 측면이나 볼록부의 양 측면에 대한 막 두께의 제어성, 및, 당해 오목부 내의 측면이나 볼록부의 양단 측면에서의 막 두께의 대칭성이 우수하다. 자기헤드에 사용되는 자기저항 효과 소자에서는, 하드 바이어스의 특성을 살리기 위해, 자기저항 효과를 생기게 하는 볼록 형상 부분(헤드의 갭 길이에 상당하는 부분)과 하드 바이어스를 구성하는 부분이 극히 얇은 절연층, 예를 들면, AIN이나 AlO2막 등으로 절연될 필요가 있다. 고주파 고압 스퍼터법에 의한 성막을 행함으로써, 당해 볼록 형상 부분의 양 측면에서 대칭성이 우수한 양호한 극히 얇은 절연층 등을 형성할 수 있으므로 유리하다.
다음에 본 발명이 제안하는 자기저항 효과 소자의 제조 장치는, 전술한 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법이 사용되는 것으로서, 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판에 대하여, 반응성 이온에칭에 의해 상기 다층 자성막을 가공하는 반응성 이온에칭실이 진공 반송실과 연통하여 설치되고, 진공상태를 유지한 채, 상기 기판을 진공 반송실로부터 당해 반응성 이온에칭실로 반입하고, 반응성 이온에칭실로부터 진공 반송실로 반출할 수 있도록 구성되어 있는 자기저항 효과 소자의 제조 장치에서, 상기 반응성 이온에칭실에서 에칭된 기판에 대하여 이온빔 조사에 의한 이온빔 에칭을 행하는 이온빔 에칭실이, 또한, 상기 진공 반송실과 연통하여 설치되고, 진공상태를 유지한 채, 상기 반응성 이온에칭실로부터 반출된 상기 기판이 상기 진공 반송실을 통하여 이온빔 에칭실로 반입되고, 또, 이온빔 에칭으로부터 진공 반송실로 반출할 수 있게 구성되어 있는 것을 특징으로 하고 있는 것이다.
본 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 장치에서도, 반응성 이온에칭실에서 행해지는, 상기 다층 자성막을 가공하는 반응성 이온에칭은, 에칭 가스로서 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 사용하여 상기 다층 자성막을 에칭하는 것이 바람직하다.
에칭 가스로서 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 사용하여 상기 다층 자성막을 에칭한 경우, 데미지층이 형성되어 있어도, 그것은, 고작 수십 옹스트롬의 두께에 지나지 않는 것으로 되어 있다. 그래서, 이것에 계속해서 이온빔 에칭실에서 행해지는 이온빔 조사에 의한 당해 데미지층 제거를 위한 이온빔 에칭 처리는 결정 손상 등의 새로운 데미지를 생기게 하지 않는 저파워로 행하는 것이 가능하게 된다. 그리고, 단위시간당의 생산량인 스루풋을 저하시키지도 않아, 생산효율이 저하되지도 않는다.
여기에서, 이온빔 에칭실은 이온빔 에칭실에서 이온빔 조사되는 기판을 지지하는 지지대로서, 이온빔 조사가 행해질 때에 회전 가능하게 구성되어 있는 회전 지지대를 구비하고 있는 구성으로 할 수 있다.
다층 자성막이 형성된 기판을 회전시키면서 이온빔 조사함으로써, 이온빔 에칭으로 제거한 데미지층의 원자, 분자가, 제거된 후에, 다시, 다층 자성막의 주로 측벽면에 대하여 부착되는 것을 방지할 수 있으므로 유리하다.
또한, 전술한 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 장치에서, 또한 상기 진공 반송실로 연통하여 성막 처리실이 설치되어 있고, 진공상태를 유지한 채, 이온빔 에칭실로부터 반출된 기판이 상기 진공 반송실을 통하여 성막 처리실에 반입되도록 할 수 있다.
이와 같이 진공상태를 유지한 채 성막 처리실을 연이어 설치하고, 여기에서 보호막을 형성하도록 했기 때문에, 이온빔 조사에 의해 데미지층이 제거되고, 계속 이어서 청정하게 된 다층 자성막을 보호막으로 덮어 버리므로, 청정한 상태로 유지할 수 있다.
또한, 상기의 성막 처리실은 고주파 고압의 조건하에, 즉, 고주파 영역이 1KHz 이상 100MHz 이하이고, 진공도의 영역은 1Pa 이상 20Pa 이하인 고압에서 행해지는 스퍼터링 방법의 성막 처리실로 하는 것이 바람직하다. 진공 일관에 의한 성막에서 고주파 고압 스퍼터법을 사용할 수 있게 하는 것이다. 전술한 바와 같이, 기판측에 인가하는 바이어스나 스퍼터시의 압력의 조건을 변화시킴으로써, 기판의 전체면에 걸쳐 측면의 피복성이 우수한 고주파 고압 스퍼터법을 채용하는 것이다.
이러한 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 장치에서, 이온빔 에칭실은 이온빔을 입사시키는 입사각도를 다층 자성막의 적층면에 대하여 5∼80도, 보다 바람직하게는, 30∼60도로 조정할 수 있는 것이 바람직하다.
이 범위의 입사각도로 하는 것이, 이온빔 에칭에서 제거한 데미지층의 원자, 분자가, 제거된 후에, 다시, 다층 자성막의 주로 측벽면에 대하여 부착되는 것을 방지함하는 점에서 바람직하기 때문이다.
또, 이온빔 에칭실은 이온빔의 가속전압을 50∼600V(보다 바람직하게는 50∼200V), 이온전류를 50∼500mA(보다 바람직하게는, 50∼200mA)의 범위로 조정할 수 있는 것이 바람직하다.
이온빔의 가속전압, 이온전류를 이 범위로 하는 것이, 다층 자성막에 대한 이온빔의 충격을 작게 하는 점에서 바람직하기 때문이다.
본 발명이 제안하는 다른 자기저항 효과 소자의 제조 장치는 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판에 대하여 반응성 이온에칭에 의해 상기 다층 자성막을 가공하는 공정을 포함하고 있는 자기저항 효과 소자의 제조 장치로서, 진공으로 보유되어 있는 진공실 내에, 상기 다층 자성막을 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단과, 상기 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단에 의해 에칭이 행해진 상기 다층 자성막에 대하여 이온빔을 조사하는 수단이 배비되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
이것은 소위 인라인 타입의 제조 장치로서, 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막을 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단으로서는, 예를 들면, 반응성 이온에칭 방법을 사용할 수 있고, 이온빔을 조사하는 수단으로서는 이온빔 에칭을 행하는 것을 사용할 수 있다.
또, 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막을 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단 전에, 다층 자성막의 포토레지스트층을 PR 마스크로 한 하드 마스크층의 에칭을 반응성 이온에칭에 의해 행하는 에칭 수단을 상기의 진공으로 유지되어 있는 진공실 내에, 더 배비해 둘 수도 있다.
또, 이온빔을 조사하는 수단에 의해 이온빔 조사가 행해진 상기 다층 자성막에 대하여 박막, 즉, 보호막을 형성하는 성막 수단을, 상기 진공에 보유되어 있는 진공실내에 더 배비해 둘 수도 있다.
이 경우도, 성막 수단을 고주파 고압의 조건하에, 즉, 고주파 영역이 1KHz 이상 100MHz 이하이고, 진공도의 영역은 1Pa 이상 20Pa 이하의 고압에서 스퍼터링을 행하는 것으로 하여, 진공 일관에 의한 성막에서 고주파 고압 스퍼터법을 사용할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
이러한 인라인 타입의 제조 장치에서도, 이온빔을 조사하는 수단, 예를 들면, 이온빔 에칭 장치는 이온빔 에칭실에서 이온빔 조사되는 기판을 지지하는 지지대이며, 이온빔 조사가 행해질 때에 회전 가능하게 구성되어 있는 회전 지지대를 구비하고 있는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또, 이온빔을 조사하는 수단, 예를 들면 이온빔 에칭 장치는, 이온빔을 입사시키는 입사각도를 다층 자성막의 적층면에 대하여 5∼80도, 보다 바람직하게는 30∼60도로 조정할 수 있고, 이온빔의 가속전압을 50∼600V(보다 바람직하게는 50∼200V), 이온전류를 50∼500mA(보다 바람직하게는 50∼200mA)의 범위로 조정할 수 있는 것이 바람직하다.
(발명의 효과)
본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법 및 제조 장치에서는, 반응성 이온에칭에 의해, 에칭 가스의 성질상, 다층 자성막 상에 필연적으로 형성되는 데미지층을 이온빔 조사로 제거하도록 했다. 그래서, 고품질의 자기저항 효과 소자를 제조할 수 있다. 또, 자기특성의 향상에 의해 수율을 개선할 수 있으므로 생산효율을 향상할 수 있다.
또한, 이온빔 조사에 의해 데미지층을 제거한 후, 계속해서 그 표면 상에 보호막을 형성하도록 하고, 게다가 보호막을 형성하는 성막 공정까지 일관된 진공 상태로 행하도록 함으로써, 진공상태가 유지된 청정한 분위기하에서 보호막을 형성하고, 이온빔 조사에 의해 데미지층이 제거되어 청정하게 된 다층 자성막을 보호막으로 덮어서 청정한 상태로 유지할 수 있다.
도 1(a)는 본 발명의 실시형태의 제조 방법의 플로우차트, (b)는 이 플로우차트를 따라 가공되는 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판의 단면구조를 설명하는 도면.
도 2는 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 장치의 일례의 구성 개요를 설명하는 도면.
도 3은 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 장치의 다른 구성 개요를 설명하는 블럭도.
도 4는 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판의 단면 구조의 일례를 설명하는 도면.
(부호의 설명)
10 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판
11 다층 자성막 12 하드 마스크층
13 포토레지스트층 14 PR 마스크
15 데미지층 16 보호막
20 제조 장치 21 진공 반송실
22 제 1 반응성 이온에칭실 23 제 2 반응성 이온에칭실
24 이온빔 에칭실 25 성막실
26 웨이퍼 로더
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
도 1(a), (b)는 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법의 바람직한 실시형태에서의 가공 공정의 플로우차트(도 1(a))와, 당해 플로우차트에 대응시킨 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판(10)의 단면 구조(도 1(b))를 설명하는 것이다(이하, 「자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판(10)」을 간단히 「기판(10)」으로 나타내는 경우가 있다).
도 1(b)에서, 부호(11)로 표시되어 있는 부분이 다층 자성막이다. 이 다층 자성막(11)은, 예를 들면, TMR(터널 자기저항 효과) 다층체, CPP(current perpendicular to plane) 구조의 GMR(거대 자기저항화 효과) 다층체, 프리층에 대한 자화방향을 규정하는 바이어스층을 포함한 TMR 적층체 또는 CPP 구조의 GMR 적층체, 반강자성 결합형 다층막을 갖는 CPP 구조의 GMR 다층체, 스페큘러형 스핀 밸브 자성 다층막을 갖는 CPP 구조의 GMR 다층체, 듀얼 스핀 밸브형 자성 다층막을 갖는 CPP 구조의 GMR 다층체 등으로 구성된다(이하, 총칭하여 다층 자성막이라고 함).
다층 자성막(11)으로서는, 예를 들면, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기판의 위에 하부 전극을 형성하고, 그 위에 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성되어 있는 것이 사용된다. 도 4에 도시한 예에서는, 다층 자성막은 8층으로 이루어지고, 가장 하측에 하지층이 되는 Ta층, 그 위에, 반강자성층이 되는 PtMn층, 자화 고착층(Pinned Layer, Ru, Pinned Layer), 절연층(Barrier Layer), 프리층, 보호층(하드 마스크)이 순차적으로 적층되어 있다. 도 4에 도시한 예에서는, 자화 고착층에서의 Ru층은 8Å, 보호층(하드 마스크)인 Ta층은 200Å이다.
도 1(b) 중, 부호 12로 표시되어 있는 부분은 하드 마스크층이며, 단체 원소인 Ta(탄탈), Ti(티탄), Al(알루미늄), Si(실리콘) 중 어느 하나의 단층막 또는 적층막으로 이루어지는 마스크재, 또는, Ta, Ti, Al, Si 중 어느 하나의 산화물 또는 질화물의 단층막 또는 적층막으로 이루어지는 마스크로 구성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 장치(20)에서의 바람직한 실시 형태의 구성을 설명하는 구성도이다.
도 2에서, 21은 진공 반송실이며, 이 진공 반송실(21)에 게이트 밸브 등의 차폐 수단(도시 생략)을 통하여, 제 1 반응성 이온에칭실(22), 제 2 반응성 이온에칭실(23), 이온빔 에칭실(24), 성막실(25)이 각각 진공 반송실(21)과 연통하도록 하여 설치되어 있다.
진공 반송실(21)에는, 또한 웨이퍼 로더(26)가 설치되어 있고, 이 웨이퍼 로더(26)를 통하여, 기판(10)을 진공 반송실(21)에 로딩하고, 가공 완료 후의 기판을 언로딩할 수 있게 되어 있다.
진공 반송실(21) 내에는, 도시하지 않은 반송 수단이 설치되어 있고, 로딩된 기판(10)을 화살표(31, 32, 33, 34, 35)와 같이 제 1 반응성 이온에칭실(22)로, 또, 제 1 반응성 이온에칭실(22)로부터 제 2 반응성 이온에칭실(23)로, 제 2 반응성 이온에칭실(23)로부터 이온빔 에칭실(24)로, 그리고 이온빔 에칭실(24)로부터 성막실(25)로 차례로 반송할 수 있게 되어 있다.
또, 도 2에 화살표(31, 32, 33, 34, 35)로 표시되어 있는 기판(10)의 이송은 진공을 파괴하지 않고, 진공 반송실(21)을 통하여, 일관하여 진공 상태로 행할 수 있다.
즉, 기판(10)은 제 1 반응성 이온에칭실(22)로부터 제 2 반응성 이온에칭실(23)로, 다음에 제 2 반응성 이온에칭실(23)로부터 이온빔 에칭실(24)로, 그리고 최후에, 이온빔 에칭실(24)로부터 성막실(25)로, 진공 반송실(21)을 통하여 진공상태가 유지된 청정한 분위기하에서 차례로 반송된다. 그리고, 이러한 진공 일관의 분위기하에서, 이온빔 에칭실(24)에서 데미지층이 제거된 표면 상에, 성막실(25)에서 보호막이 형성되게 된다.
성막실(25)로부터 화살표(35)와 같이 반송된 가공 완료 후의 기판(10)은 웨이퍼 로더(26)를 통하여 진공 반송실(21)로부터 외부로 언로딩 된다.
상기한 바와 같은 제조 장치(20)를 사용하여, 도 1(a)에 도시한 플로우차트에 따라 기판(10)의 가공을 행한다.
진공 반송실(21)에 로딩된 기판(10)을 우선 제 1 반응성 이온에칭실(22)에 반송하고, 여기에서 기판(10)의 다층 자성막(11)의 표면에 형성되어 있는 포토레지스트층(13)을 PR 마스크(14)로 하고, 하드 마스크층(12)의 에칭을 행한다(스텝101).
다음에 기판(10)을 제 1 반응성 이온에칭실(22)로부터 제 2 반응성 이온에칭실(23)로, 진공상태를 유지하여 반송한다. 그리고, 여기에서, 에칭 가스로서 메탄올 등의 수산기를 적어도 1개 이상 갖는 알코올을 사용한 반응성 이온에칭에 의해, 하드 마스크층(12)을 마스크로 하여, 다층 자성막(11)의 에칭 가공, 즉, 다층 자성막(11)의 미세 가공을 행한다(스텝102).
이 반응성 이온에칭에서는, 도 4에 예시되어 있는 다층 자성막(11)의 배리어층을 빠져나가 Ta층 상의 반강자성층인 PtMn층까지 에칭을 행하도록 할 수 있다. 또, MRAM의 제조 공정의 하나인 프리층까지 에칭하고 배리어층에서 에칭을 멈추도록 할 수도 있다. 이 반응성 이온에칭의 공정(스텝102)에서는, 어느 공정에서도 채용가능하다.
에칭 가스로서 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 사용함으로써, 종래의 암모니아 가스를 첨가한 일산화탄소 가스를 사용한 경우에 비해, 에칭 속도를 높게 하고, 게다가 데미지층(주로 산화에 의해 열화된 층)을 적게 할 수 있는 효과가 얻어진다. 예를 들면, 에칭 가스로서 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 사용함으로써, 산화에 의해 열화된 층의 두께를 수십 옹스트롬 정도로 억제할 수 있다.
제 2 반응성 이온에칭실(23)에서의 가공에 의해, 다층 자성막(11)의 측벽 및 상표면, 또는 다층 자성막(11)의 측벽 및 다층 자성막(11)의 상표면에 그 일부를 남기고 있는 하드 마스크층(12)의 측벽 및 상표면에, 도 1(b)의 위로부터 3단계째의 도시와 같이, 주로 산화에 의해 열화된 층인 데미지층(15)이 형성된다.
제 2 반응성 이온에칭실(23)에서의 가공을 종료한 기판(10)은, 계속해서, 진공상태를 유지하여 이온빔 에칭실(24)에 반송된다. 그리고, 이온빔 에칭실(24)에서 데미지층(15)의 제거 가공이 이루어진다(스텝103).
이온빔 에칭실(24)은 Ar(아르곤), Kr(크립톤), Xe(크세논) 등의 불활성 가스를 사용한 이온빔 에칭에 의해, 상기의 데미지층(15)을 제거하는 처리실이다.
전술한 바와 같이, 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 사용한, 데미지가 적은 반응성 이온에칭의 가공조차도, 데미지층(15)이 형성되는 경우가 있다. 그래서, 이 얇은 데미지층(15)을 이온빔 에칭의 가공에 의해 제거하여, 보다 고품질의 다층 자성막을 얻고자 하는 것이다.
이온빔 에칭실(24)에서의 이온빔 에칭에서는, 플라즈마 클리닝과 달리, 지향 성이 있는 이온빔을 다층 자성막(11)의 적층면에 대해 소정의 입사각도로 조사함으로써 이온빔의 충격에 의해 박리된 데미지층(15)의 원자, 분자의 일부가 다층 자성막(11)의 측에 재부착되는 것을 방지할 수 있다.
그래서, 이온빔 에칭실(24)에서의 이온빔은 그 입사각도(도 1(b)에 각도 θ로 나타내는 다층 자성막(11)의 적층면에 대한 각도를 원하는 각도로 변경할 수 있게 해두는 것이 바람직하다.
발명자들의 실험에 의하면, 5∼80도, 보다 바람직하게는 30∼60도의 입사각도로 이온빔을 조사하면, 이온빔의 충격에 의해 박리된 데미지층(15)의 분자, 분자의 일부가 다층 자성막(11)측에 재부착하는 것을 방지하는 점에서 효과적이었다.
또, 이온빔 에칭실(24)에서의 이온빔 에칭에서는, 기판(10)을 회전시키면서 이온빔을 조사함으로써, 이온빔의 충격에 의해 박리된 데미지층(15)의 원자, 분자의 일부가 다층 자성막(11)측에 재부착하는 것을 방지하는 점에서 효과적이다. 그래서 예를 들면, 이온빔 에칭실(24)에 구비되어 있고, 이온빔 조사 동안 기판(10)을 지지하는 지지대(도면하지 않음)는 이온빔 조사가 행해지고 있는 동안, 회전가능한 회전지지대인 것이 바람직하다.
발명자들의 실험에 의하면, 30∼300rpm으로 기판(10)을 회전시키면서 이온빔을 조사하면, 이온빔의 충격에 의해 박리된 데미지층(15)의 원자, 분자의 일부가 다층 자성막(11)측에 재부착하는 것을 방지하는 점에서 효과적이었다.
제 2 반응성 이온에칭실(23)에서 행해지는, 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 에칭 가스로서 사용한 반응성 이온에칭의 가공에 의해 형성되는 데미지 층(15)은 기껏 수십 옹스트롬 정도의 두께이다. 그래서, 이온빔 에칭실(24)에서 행해지는 이온빔 에칭의 가공도, 결정 손상 등의 새로운 데미지를 생기게 하지 않는 저파워로 행하는 것이 가능하고, 또한, 단위시간당의 생산량인 스루풋을 저하시키지도 않아, 생산 효율력이 저하되지도 않는다.
즉, 제 2 반응성 이온에칭실(23)에서 행해지는 반응성 이온에칭시에 형성되는 데미지층(15)은, 종래의 암모니아 가스를 첨가한 일산화탄소 가스를 사용한 반응성 이온에칭시에 형성되는 데미지층에 비해 얇기 때문에, 그 후의 이온빔 조사에 의한 데미지층 제거를, 제조 장치의 생산 효율을 율속하는 상기 반응성 이온에칭의 가공시간 내에서 행할 수 있다. 이것에 의해, 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법 및 제조 장치(20)에 의하면, 단위시간당의 생산량인 스루풋을 저하시키지도 않아, 생산효율이 저하되지도 않는다.
데미지층(15)의 제거가 종료된 기판(10)은 다음에 진공상태를 유지한 채 성막실(25)에 반송되고, 여기에서 보호막(16)의 성막이 행해진다(스텝104).
데미지층(15)을 제거하여 청정하게 한 다층 자성막(11)을 보호막(16)으로 덮음으로써, 청정한 상태로 유지할 수 있다.
성막실(25)은 고주파 고압 스퍼터링 방법이 행해지는 성막실로 할 수 있다. 예를 들면 상기의 스텝104에서의 보호막(16)의 성막은 고주파 고압의 조건하에, 즉, 고주파 영역이 1KHz 이상 100MHz 이하이고, 진공도의 영역은 1Pa 이상 20Pa 이하의 고압에서 행해지는 고주파 고압 스퍼터법에 의한 성막으로 할 수 있다.
보호막(16)로서는, 예를 들면 질화 알루미늄(AIN)의 막으로 할 수 있다.
도 2에 도시한 구성의 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 장치(20)를 사용하여, 도 1(a), (b)에 도시한 공정에서 자기저항 효과 소자를 제조하는 일례를 설명한다.
(1) 스텝101: 포토레지스트층(13)을 PR 마스크(14)로 한 하드 마스크층(12)의 에칭
반응성 이온에칭 장치, 예를 들면 ICP(Inductive Coupled Plasma) 플라즈마원 탑재의 에칭 장치의 제 1 반응성 이온에칭실(22)에서, 이하의 조건으로, 포토레지스트층(13)을 PR 마스크(14)로 한 하드 마스크층(12)의 에칭을 행한다.
에칭 가스 : CF4
에칭 가스의 유량 : 326mg/min(50sccm)
하드 마스크층(12) : Ta층
소스 전력 : 500W
바이어스 전력 : 70W
제 1 반응성 이온에칭실(22) 내의 압력 : 0.8Pa
기판(10)을 유지하는 기판 홀더의 온도 : 80℃
(2) 스텝102: 하드 마스크층(12)를 마스크로 한 다층 자성막(11)의 에칭 가공
상기 스텝101의 공정에서 사용한 것과 동일한, 반응성 이온에칭 장치, 예를 들면, ICP(lnductive Coupled Plasma) 플라스마원 탑재의 에칭 장치의 제 2 반응성 이온에칭실(23)에서, 이하의 조건에서, 하드 마스크층(Ta층)(12)을 마스크로 한 다층 자성막(11)의 에칭 가공을 행한다.
에칭 가스 : CH3OH 가스
에칭 가스의 유량 : 18.756mg/min(15sccm)
소스 전력 : 1000W
바이어스 전력 : 800W
제 2 반응성 이온에칭실(23)내의 압력 : 0.4Pa
기판(10)을 유지하는 기판 홀더의 온도 : 40℃
에칭시간 : 3min
(3) 스텝103: 이온빔 에칭에 의한 데미지층(15)의 제거
이온빔 에칭 장치의 이온빔 에칭실(24)에서, 이하의 조건에 의해, 이온빔의 조사에 의해 데미지층(15)의 제거를 행했다.
소스 전력 : 100W
이온빔의 입사각도(θ) : 50∼80도
가속전압 : 250V
이온전류 : 70mA
불활성 가스 압력(Ar의 경우) : 6mPa∼130mPa
기판의 온도 : 80℃
기판의 회전속도 : 10rpm
에칭시간 : 3min
(에칭 속도: 0.2옹스트롬/sec)
이상과 같은 가공을 한 자기저항 효과 소자와, 스텝101, 102의 공정만 동일한 조건에서 행하고, 스텝103의 공정을 행하지 않은 자기저항 효과 소자에 대하여 MR비(magnetoro resistance ratio=(Rmax-Rmin)/Rmin)를 비교했다.
비교의 결과, 본 발명의 공정에서 가공한 자기저항 효과 소자는 이온빔 에칭의 가공에 의한 데미지층(15)의 제거를 행하지 않은 자기저항 효과 소자의 MR비에 대하여, 20퍼센트 개선되어 있었다.
기판(10)의 단위시간당의 처리 매수(스루풋)는 반응성 이온에칭의 가공시간에 율속된다. 즉, 이온빔 에칭의 가공 공정을 추가해도 이온빔 에칭의 가공은 반응성 이온에칭의 가공시간 내에 끝나므로, 스루풋을 저하시키지 않고, 자기특성(MR비)의 향상에 의해 수율을 개선할 수 있으므로, 생산효율은 향상될 수 있다.
(4) 스텝104: 보호막(16)의 성막.
진공처리 장치의 성막실(25)에서, 이하의 조건으로, 보호막(16)으로서 질화 알루미늄(AlN)막을 13.56MHz의 고주파 고압 스퍼터링 방법(Al 타깃)으로 성막하고, 데미지층(15)을 제거하여 청정하게 한 다층 자성막(11)을 보호막(16)으로 덮었다.
스퍼터링 가스 : Ar+N2
성막실(25) 내의 압력 : 8Pa
기판(10)을 유지하는 기판 홀더의 온도 : 200℃
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위의 기재로부터 파악되는 기술적 범위에서 여러 형태로 변경가능하다.
예를 들면, 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 장치를 도 3에 도시하는 바와 같은 인라인 타입의 제조 장치로 하고, 이러한 인라인 타입의 제조 장치에서 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법을 실시하는 것도 가능하다.
즉, 진공으로 유지되어 있는 진공실 내에, 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막을 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단과, 이 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단에 의해 에칭이 행해진 상기 다층 자성막에 대하여 이온빔을 조사하는 수단이 배비되어 있는 자기저항 효과 소자의 제조 장치를 준비한다.
여기에서, 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막을 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단으로서는, 예를 들면, 반응성 이온에칭 방법을 사용할 수 있고, 이온빔을 조사하는 수단으로서는 이온빔 에칭 방법을 사용할 수 있다. 또, 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막을 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단의 앞에, 다층 자성막의 포토레지스트층을 PR 마스크로 한 하드 마스크층의 에칭을 반응성 이온에칭에 의해 행하는 수단을 상기의 진공으로 유지되어 있는 진공실 내에, 더 배비해 둘 수도 있다.
또, 이온빔을 조사하는 수단에 의해 이온빔 조사가 행해진 상기 다층 자성막에 대하여 박막, 즉, 보호막을 형성하는 성막 수단을, 상기 진공으로 유지되어 있는 진공실 내에 더 배비해 둘 수도 있다.
이러한 인라인 타입의 제조 장치를 사용한 본 발명에 의한 자기저항 효과 소자의 제조 방법은 도 3을 참조하여 설명하면, 예를 들면, 다음과 같이 행해진다. 자기저항 효과 소자의 제조 장치에 기판을 반입한다.
하드 마스크층의 에칭 수단, 다층 자성막의 에칭 수단으로 이루어지는 반응성 이온에칭 수단에 의해 에칭 처리를 행한다. 예를 들면, 우선, 다층 자성막의 포토레지스트층을 PR 마스크로 한 하드 마스크층의 에칭을 반응성 이온에칭에 의해 행하는 에칭 수단에 의해, 하드 마스크층의 에칭을 행한다(스텝301).
이어서, 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막을 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단에 의해, 다층 자성막을 에칭한다(스텝302).
다음에, 이온빔 조사 수단에 의해, 상기의 반응성 이온에칭 수단으로의 가공처리에 의해 형성되어 있던 데미지층을 제거한다(스텝303).
계속해서, 보호막을 형성하는 성막 수단에 의해, 데미지층이 제거되고 청정하게 된 다층 자성막을 보호막으로 덮어(스텝304), 청정한 상태로 유지하고, 반출한다.
이들 공정은 진공 유지 수단을 구성하고 있는 진공실과 진공펌프에 의하여, 진공이 유지된 상태로 행해진다.
이러한 인라인 타입의 제조 장치이더라도, 본 발명의 자기저항 효과 소자의 제조 방법을 실시함으로써, 반응성 이온에칭에 의해 필연적으로 발생하는 다층 자성막의 데미지층을 이온빔 조사로 제거하므로, 고품질의 자기저항 효과 소자를 제 조할 수 있다. 또, 자기특성의 향상에 의해 수율을 개선할 수 있으므로 생산효율을 향상할 수 있다.

Claims (16)

  1. 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판에 대하여, 반응성 이온에칭에 의해 상기 다층 자성막을 다층 자성막 구조체로 가공하는 공정을 포함하고 있는 자기저항 효과 소자의 제조 방법에 있어서,
    수산기를 적어도 1개 이상 갖는 알코올을 포함하는 가스 또는 일산화탄소를 포함하는 가스를 사용한 상기 반응성 이온 에칭에 의해 상기 다층 자성막을 가공하고, 상기 반응성 이온 에칭에 의해 가공된 상기 다층 자성막 구조체의 표면에 대하여 이온빔을 조사하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 반응성 이온에칭은 다층 자성막의 상 표면에 형성되어 있는 하드 마스크층을 마스크로 하고, 에칭 가스로서 수산기를 적어도 하나 이상 갖는 알코올을 사용하여 상기 다층 자성막을 에칭하는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이온빔을 조사하는 공정은 상기 다층 자성막 구조체를 회전시키면서 행하고 있는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 이온빔을 조사하는 공정은 이온빔을 상기 다층 자성막 구조체의 적층면에 대하여 30∼60도의 입사각도로 조사시키는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 이온빔을 조사하는 공정은 이온빔의 가속전압을 50∼600V, 이온전류를 50∼500mA로 한 조건하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 이온빔을 조사하는 공정은 이온빔의 가속전압을 50∼200V, 이온전류를 50∼200mA로 한 조건하에서 행해지는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 이온빔을 조사하는 공정은 상기 다층 자성막 구조체가 형성된 기판을 회전시키면서 행하는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 이온빔을 조사하는 공정 후에 계속해서 보호막을 형성하는 성막 공정이 행해지고, 이 보호막을 형성하는 성막 공정까지 일관하여 진공의 상태로 행해지는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 성막 공정이 1KHz 이상 100MHz 이하의 고주파 영역 이고, 또한, 1Pa 이상 20Pa 이하의 고압의 진공 영역에서 행해지는 스퍼터링법에 의한 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 방법.
  10. 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판에 대하여, 반응성 이온에칭에 의해 상기 다층 자성막을 다층 자성막 구조체로 가공하는 반응성 이온에칭실이 진공 반송실과 연통하여 설치되고, 진공상태를 유지한 채, 상기 기판을 진공 반송실로부터 당해 반응성 이온에칭실로 반입하고, 반응성 이온에칭실로부터 진공 반송실로 반출할 수 있도록 구성되어 있는 자기저항 효과 소자의 제조 장치에 있어서,
    수산기를 적어도 1개 이상 갖는 알코올을 포함하는 가스 또는 일산화탄소를 포함하는 가스를 사용하여 반응성 이온 에칭을 하는 상기 반응성 이온에칭실에서 가공된 다층 자성막 구조체의 표면에 대하여 이온빔 조사에 의한 이온빔 에칭을 행하는 이온빔 에칭실이, 상기 진공 반송실과 연통하여 더 설치되고, 진공상태를 유지한 채, 상기 반응성 이온에칭실로부터 반출된 상기 기판이 상기 진공 반송실을 통하여 이온빔 에칭실에 반입되고, 또, 이온빔 에칭실로부터 진공 반송실로 반출할 수 있도록 구성되어 있는 자기저항 효과 소자의 제조 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 이온빔 에칭실은 이온빔 에칭실에서 이온빔 조사되는 다층 자성막 구조체가 형성된 기판을 지지하는 지지대로서, 이온빔 조사가 행해질 때에 회전 가능하게 구성되어 있는 회전 지지대를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 장치.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 진공 반송실에 연통하여 성막 처리 실이 설치되어 있고, 진공상태를 유지한 채, 이온빔 에칭실로부터 반출된 기판이 상기 진공 반송실을 통하여 성막 처리실에 반입되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 성막 처리실은 1KHz 이상 100MHz 이하의 고주파 영역이고, 또한, 1Pa 이상 20Pa 이하의 고압의 진공 영역에서 행해지는 스퍼터링 방법의 성막 처리실인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 장치.
  14. 자기저항 효과 소자를 구성하는 다층 자성막이 형성된 기판에 대하여 반응성 이온에칭에 의해 상기 다층 자성막을 다층 자성막 구조체로 가공하는 공정을 포함하고 있는 자기저항 효과 소자의 제조 장치로서,
    진공으로 유지되어 있는 진공실 내에, 상기 다층 자성막을 수산기를 적어도 1개 이상 갖는 알코올을 포함하는 가스 또는 일산화탄소를 포함하는 가스를 사용하여 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단과, 상기 반응성 이온에칭에 의해 에칭하는 수단에 의해 가공된 상기 다층 자성막 구조체의 표면에 대하여 이온빔을 조사하는 수단을 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 이온빔을 조사하는 수단에 의해 이온빔 조사가 행해진 상기 다층 자성막 구조체에 대하여 박막을 형성하는 성막 수단이 상기 진공으로 유지되어 있는 진공실 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 성막 수단이 1KHz 이상 100MHz 이하의 고주파 영역이고, 또한, 1Pa 이상 20Pa 이하의 고압의 진공 영역에서 스퍼터링을 행하는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과 소자의 제조 장치.
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