KR101858162B1 - 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치 - Google Patents
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Abstract
리크 전류를 방지하여 MRAM 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치를 제공한다. 플라즈마 처리 방법은, 플라즈마 처리 장치를 이용하여 다층막 재료를 에칭한다. 이 장치는 처리 용기 및 가스 공급부를 구비한다. 다층막 재료는 제 1 자성층, 절연층, 제 2 자성층 및 마스크 재료의 순으로 적층된 적층 구조를 포함한다. 이 방법은 마스크를 형성하는 공정 및 에칭 공정을 구비한다. 마스크를 형성하는 공정에서는, 마스크 재료를 에칭하여 제 2 자성층 상에 마스크를 형성한다. 에칭 공정에서는, 처리 용기로 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시키고, 마스크를 이용하여 제 2 자성층을 에칭하고, 절연층의 표면에서 에칭을 종료한다. 여기서, 제 2 자성층은 CoFeB를 포함한다. 절연층은 MgO을 포함한다. 처리 가스는 H2 및 F 혹은 불소 화합물을 포함한다.
Description
본 발명의 각종 측면 및 실시예는, 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는, 일종의 플라즈마 처리 방법이 기재되어 있다. 이 플라즈마 처리 방법에서는, 절연층이, 하부 자성층 및 상부 자성층에 의해 개재된 자기 터널 접합(MTJ)을 포함하는 다층막 기체를 처리하여 MRAM 소자를 형성하고 있다. 여기서, 절연층의 재료로서는 Al2O3가 이용되고 있다. 하부 자성층은 자화 방향이 고정되어 있고, 상부 자성층은 외부 자계에 의해 자화 방향이 변화한다. 구체적으로 특허 문헌 1에 기재된 방법에서는, (a) 상부 전극층 상에 제 1 마스크를 형성하고, (b) 상부 전극층, 상부 자성층 및 절연층을 플라즈마 에칭하고, (c) 제 1 마스크를 제거하고, (d) 상부 전극층 상에 제 2 마스크를 형성하고, (e) 하부 전극층을 에칭하여, MRAM 소자를 형성하고 있다.
특허 문헌 1에 기재된 장치에서는, 다층막 기체를 에칭할 시, 절연층의 측벽에 도전성 물질을 포함하는 잔류물이 부착하는 경우가 있다. 절연층의 측벽에 잔류물이 부착하면, MTJ에서 리크 전류가 발생하고, MRAM 소자의 특성이 열화된다. 이러한 과제를 해결하기 위하여, 절연층의 상면에서 일단 에칭을 정지함으로써, 절연층의 측벽에의 잔류물의 부착을 억제하는 것이 고려된다. 이러한 처리 방법을 행할 경우에는, 자성층과 절연층의 에칭 레이트의 선택비를 높게 할 필요가 있다.
그런데, MTJ 소자의 절연층의 재료로서 MgO을 채용하면 높은 MR비를 실현할 수 있는 것이 알려져 있다. 그러나, MgO은 MTJ 소자의 절연층의 재료로서는 신규의 재료이기 때문에, 자성층과 MgO으로 구성되는 절연층과의 사이에서 높은 선택비를 실현하는 에칭 조건은 알려져 있지 않다.
또한 자성층을 에칭하기 위해서는, 자성층 상에 금속 마스크를 에칭 등에 의해 형성할 필요가 있다. 그러나, 금속 마스크를 자성층 상에 형성할 시, 자성층의 상면(표면)이 변질되어 자성층과는 상이한 변질층이 형성되는 경우가 있다. 이러한 변질층을 포함하는 자성층의 에칭 조건에 대해서는 알려져 있지 않다.
이 때문에, 당 기술 분야에서는, 자성층의 에칭을 MgO으로 이루어지는 절연층의 상면에서 일단 정지시키는 것을 실현함으로써, 리크 전류를 방지하여 MRAM 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치가 요망되고 있다.
본 발명의 일측면에 따른 플라즈마 처리 방법은, 플라즈마 처리 장치를 이용하여 다층막 재료를 에칭하는 방법이다. 상기 장치는 처리 용기 및 가스 공급부를 구비한다. 처리 용기는 플라즈마가 생성되는 처리 공간을 구획 형성한다. 가스 공급부는 처리 공간 내로 처리 가스를 공급한다. 다층막 재료는 제 1 자성층, 절연층, 제 2 자성층 및 마스크 재료의 순으로 적층된 적층 구조를 포함한다. 상기 방법은 마스크를 형성하는 공정 및 에칭 공정을 구비한다. 마스크를 형성하는 공정에서는, 마스크 재료를 에칭하여 제 2 자성층 상에 마스크를 형성한다. 에칭 공정에서는, 처리 용기로 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시키고, 마스크를 이용하여 제 2 자성층을 에칭하고, 절연층의 표면에서 에칭을 종료한다. 여기서, 제 2 자성층은 CoFeB를 포함한다. 절연층은 MgO을 포함한다. 처리 가스는 H2 및 F 혹은 불소 화합물을 포함한다.
상기 플라즈마 처리 방법에 의하면, F 또는 불소 화합물을 포함한 처리 가스에 의해 제 2 자성층이 에칭된다. F 라디칼은 제 2 자성층에 포함되는 CoFeB에 반응하고, 절연층에 포함되는 MgO에 반응하지 않기 때문에, CoFeB를 포함하는 제 2 자성층과 MgO을 포함하는 절연층과의 에칭 레이트의 선택비를 향상시킬 수 있다. 또한, 불소는 다른 할로겐 원소에 비해 잔류물의 발생이 적은 경향에 있다. 이 때문에, 제 2 자성층의 수직성을 향상시키면서, 후술하는 절연층의 에칭 시에 잔류물이 비산하여 절연층의 측벽에 잔류물이 부착하는 것을 회피할 수 있다. 또한, CoFeB를 포함하는 제 2 자성층의 표면은 변질되기 쉽고, 조건에 따라서는 마스크 처리 후에 있어서, 제 2 자성층의 표면에 변질층이 형성되는 경우가 있다. 처리 가스로서 F를 포함함으로써, 변질층이 형성된 경우라도 용이하게 제 2 자성층을 에칭할 수 있다. 또한, 상기 플라즈마 처리 방법에 의하면, H2를 포함한 처리 가스에 의해, 제 2 자성층의 측면 및 절연층의 상면에 부착한 잔류물이 제거되므로, 제 2 자성층의 수직성을 향상시키면서, 후술하는 절연층의 에칭 시에 잔류물이 비산하여 절연층의 측벽에 잔류물이 부착하는 것을 한층 회피하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명의 일측면에 따른 플라즈마 처리 방법에 의하면, 자성층의 에칭을 MgO으로 이루어지는 절연층의 상면에서 일단 정지시킬 수 있기 때문에, 리크 전류를 방지하여 MRAM 소자의 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.
일실시예에서, 에칭 공정에서는, 그 표면에 형성된 변질층을 포함하는 제 2 자성층을 에칭해도 된다. 변질층이 제 2 자성층의 표면에 형성된 경우라도, 처리 가스가 F를 포함함으로써 용이하게 제 2 자성층을 에칭할 수 있다.
일실시예에서, 변질층은 마스크 재료에 포함되는 금속 원소를 포함해도 된다. 일실시예에서, 금속 원소는 Ta을 포함해도 된다. 이와 같이 변질층이 금속 원소를 함유하는 에칭이 어려운 재료인 경우여도, 처리 가스가 F를 포함함으로써, 용이하게 제 2 자성층을 에칭할 수 있다.
일실시예에서는, 에칭 공정은 제 1 에칭 공정, 제 2 에칭 공정 및 제 3 에칭 공정을 가져도 된다. 제 1 에칭 공정은, 처리 용기로 제 1 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜, 변질층을 포함하는 제 2 자성층의 표면을 에칭해도 된다. 제 2 에칭 공정은, 처리 용기로 제 2 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜, 제 2 자성층을 에칭하고, 절연층의 표면에서 에칭을 종료해도 된다. 제 3 에칭 공정은, 처리 용기로 제 3 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 제 2 에칭 공정에서 생성된 잔류물을 제거해도 된다. 여기서, 제 1 처리 가스는 F 또는 불소 화합물을 포함하고, 제 2 처리 가스는 할로겐 원소를 가지는 가스를 포함하고, 제 3 처리 가스는 H2를 포함해도 된다. 이와 같이, 에칭 공정을 3 개의 공정으로 나누어 실시해도 된다.
일실시예에서는, 처리 용기로 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 동시에 공급하고, 제 1 에칭 공정과 제 2 에칭 공정을 동시에 행해도 된다. 일실시예에서는, 처리 용기로 제 2 처리 가스 및 제 3 처리 가스를 동시에 공급하고, 제 2 에칭 공정과 제 3 에칭 공정을 동시에 행해도 된다. 이와 같이 구성함으로써, 에칭 처리 시간을 단축할 수 있다.
일실시예에서는, 제 3 처리 가스는 적어도 N2, Ar 및 He 중 어느 일종의 가스를 더 포함해도 된다. 이 경우에는, 제 2 자성층의 측면 및 절연층의 상면에 부착한 잔류물을 확실히 제거할 수 있다.
일실시예에서는, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스가 동일 성분이어도 된다. 이와 같이 구성함으로써, 가스 공급부를 간소화할 수 있다.
일실시예에서는, 상기 방법은, 에칭 공정 후에, 다층막 재료의 표면을 절연막으로 피복하는 피복 공정을 더 구비해도 된다. 이 경우에는, 후단의 처리에 있어서, 절연층의 측벽에 잔류물이 부착하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
일실시예에서는, 상기 방법은, 피복 공정 후에, 처리 용기로 제 4 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 절연층 및 제 1 자성층을 에칭하는 제 4 에칭 공정을 더 구비해도 된다. 그리고, 제 1 자성층은 CoFeB를 포함하고, 제 4 처리 가스는 CH4를 포함해도 된다. 이 경우에는, 다층막 재료로부터 MRAM 소자를 형성할 수 있다.
일실시예에서는, 플라즈마 처리 장치가, 처리 용기 내에 배치되는 제 1 전극과, 제 1 전극에 대하여 대향하여 배치되는 제 2 전극과, 제 1 전극으로 제 1 주파수의 전력을 공급하는 제 1 전원부와, 제 2 전극으로 제 2 주파수의 전력을 공급하는 제 2 전원부를 더 구비하고, 제 2 전원부로부터 제 2 주파수로서 1 MHz 이하의 주파수의 전력을 제 2 전극으로 공급하여, 처리 용기에 플라즈마를 발생시켜도 된다. 이 경우에는, 제 2 전극으로 비교적 낮은 주파수가 공급됨으로써, 피처리체에 대하여 이간한 위치에 플라즈마가 생성된다. 이에 의해, 제 2 전극에 의해 인입되는 이온의 수직성이 향상되고, 그 결과 피처리체의 측벽의 수직성을 향상시킬 수 있다.
일실시예에서는, 제 2 전원부로부터 제 2 주파수로서 400 kHz 이하의 주파수의 전력을 제 2 전극으로 공급하여, 처리 용기 내에 플라즈마를 발생시켜도 된다. 이 경우에는, 제 2 전극에 400 kHz라고 하는 비교적 낮은 주파수가 공급됨으로써, 피처리체에 대하여 이간한 위치에 플라즈마가 생성된다. 이에 의해, 에칭되는 다층막 재료의 측벽의 수직성을 향상시킬 수 있다.
일실시예에서는, 제 1 전원부로부터 100 W ~ 300 W의 전력을 제 1 전극으로 공급하여, 처리 용기에 플라즈마를 발생시켜도 된다. 이 경우에는, 제 1 전극으로 비교적 낮은 전력이 공급됨으로써, 플라즈마 착화 마진의 저한계에서 저밀도의 플라즈마가 생성되고, 예를 들면 에칭된 절연층 또는 제 1 자성층을 큰 분자 구조를 가지는 유기 금속 착체의 상태로 외부로 배출할 수 있다.
일실시예에서는, 플라즈마 처리 장치가, 처리 공간을 원하는 기압까지 감압할 수 있는 배기부와, 배기부를 제어하는 제어부를 더 구비하고, 제어부가 처리 공간의 압력을 10 mTorr ~ 30 mTorr가 되도록 배기부를 제어해도 된다. 이 경우에는, 처리 공간(S)의 압력을 낮게 설정함으로써, 처리 공간에 발생하는 플라즈마의 밀도를 저하시키고, 이온 평균 자유 행정을 길게 함으로써, 에칭의 수직성을 향상시킬 수 있다.
일실시예에서는, 처리 공간은 20 mm ~ 30 mm의 갭을 가지고 있어도 된다. 이러한 형태에 의하면, 스퍼터 효과가 강해지고, 낮은 레지던스 타임(짧은 체류 시간)에 의한 배기를 촉진시킬 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 플라즈마 처리 장치는, 제 1 자성층, 절연층, 제 2 자성층 및 마스크 재료의 순으로 적층된 적층 구조를 포함하는 다층막 재료를 에칭하는 플라즈마 처리 장치이다. 상기 장치는 처리 용기, 가스 공급부 및 제어부를 구비한다. 처리 용기는 플라즈마가 생성되는 처리 공간을 구획 형성한다. 가스 공급부는 처리 공간 내로 처리 가스를 공급한다. 제어부는 가스 공급부를 제어한다. 여기서, 제어부는 마스크 재료를 에칭하여 제 2 자성층 상에 마스크를 형성하고, 처리 용기로 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시키고, 마스크를 이용하여 제 2 자성층을 에칭하고, 절연층의 표면에서 에칭을 종료한다. 제 2 자성층은 CoFeB를 포함하고, 절연층은 MgO을 포함하고, 처리 가스는 H2 및 F 혹은 불소 화합물을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 플라즈마 처리 장치에 의하면, 상술한 플라즈마 처리 방법과 동일한 효과가 나타난다.
본 발명의 각종 측면 및 일실시예에 의하면, 리크 전류를 방지하여 MRAM 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 플라즈마 처리 방법 및 플라즈마 처리 장치가 제공된다.
도 1은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법으로 제조되는 MRAM 소자의 일례를 모식적으로 도시한 도이다.
도 2는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 개요도이다.
도 3은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 6은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 7은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 8은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 9는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 10은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 11은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 12는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 13은 피처리체의 TEM 이미지의 모식도이다.
도 14는 도 13에 도시한 개소에서의 EDX 측정 결과이다.
도 15a 및 도 15b는 비교예에서 얻어진 피처리체의 TEM 이미지의 모식도이다.
도 16은 실험예에서 얻어진 피처리체의 TEM 이미지의 모식도이다.
도 17은 실험예에서 얻어진 피처리체의 TEM 이미지의 모식도이다.
도 18a 및 도 18b는 비교예에서 얻어진 피처리체의 SEM 이미지의 모식도이다.
도 19a 및 도 19b는 실험예에서 얻어진 피처리체의 SEM 이미지의 모식도이다.
도 2는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 구비하는 기판 처리 시스템의 개요도이다.
도 3은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 장치를 도시한 단면도이다.
도 4는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 6은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 7은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 8은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 9는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 10은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 11은 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 12는 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 이용한 MRAM 소자의 제조 공정을 도시한 도이다.
도 13은 피처리체의 TEM 이미지의 모식도이다.
도 14는 도 13에 도시한 개소에서의 EDX 측정 결과이다.
도 15a 및 도 15b는 비교예에서 얻어진 피처리체의 TEM 이미지의 모식도이다.
도 16은 실험예에서 얻어진 피처리체의 TEM 이미지의 모식도이다.
도 17은 실험예에서 얻어진 피처리체의 TEM 이미지의 모식도이다.
도 18a 및 도 18b는 비교예에서 얻어진 피처리체의 SEM 이미지의 모식도이다.
도 19a 및 도 19b는 실험예에서 얻어진 피처리체의 SEM 이미지의 모식도이다.
이하에, 도면을 참조하여 각종 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 또한, 각 도면에서 동일 또는 상당의 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하는 것으로 한다.
도 1은, 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법으로 제조되는 MRAM 소자(100)의 단면도이다. 도 1에 도시한 MRAM 소자(100)는, 기판(B) 상에 배치되어 있고, 하층으로부터 차례로 하부 전극층(101), 핀 고정층(102), 제 1 자성층(103), 절연층(104), 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)가 적층되어 있다. 또한, MRAM 소자(100)의 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)의 측벽에는 절연막(108)이 설치되어 있다.
하부 전극층(101)은 기판(B) 상에 형성되는 전기 전도성을 가지는 전극 부재이다. 하부 전극층(101)의 두께는 예를 들면 약 5 nm이다. 핀 고정층(102)은 하부 전극층(101) 및 제 1 자성층(103)의 사이에 배치된다. 핀 고정층(102)은, 반강자성체에 의한 핀 고정 효과에 의해 제 1 자성층(103)의 자화의 방향을 고정한다. 핀 고정층(102)으로서는, 예를 들면 IrMn(이리듐 망간), PtMn(플라티나 망간) 등의 반강자성체 재료가 이용되고, 그 두께는 예를 들면 약 7 nm이다.
제 1 자성층(103)은 핀 고정층(102) 상에 배치되는 강자성체를 포함하는 층이다. 제 1 자성층(103)은, 핀 고정층(102)에 의한 핀 고정 효과에 의해, 자화의 방향이 외부 자계의 영향을 받지 않고 일정하게 보지(保持)되는 이른바 핀드층으로서 기능한다. 제 1 자성층(103)으로서는 CoFeB가 이용되고, 그 두께는 예를 들면 약 2.5 nm이다.
절연층(104)은 제 1 자성층(103) 및 제 2 자성층(105)에 의해 개재되어 배치된다. 제 1 자성층(103)과 제 2 자성층(105)의 사이에 절연층(104)이 개재됨으로써, 제 1 자성층(103)과 제 2 자성층(105)의 사이에는 터널 자기 저항 효과가 발생한다. 즉, 제 1 자성층(103)과 제 2 자성층(105)의 사이에는, 제 1 자성층(103)의 자화 방향과 제 2 자성층(105)의 자화 방향과의 상대 관계(평행 또는 반평행)에 따른 상기 저항이 발생한다. 절연층(104)으로서는 MgO이 이용되고, 그 두께는 예를 들면 1.3 nm이다.
제 2 자성층(105)은 절연층(104) 상에 배치되는 강자성체를 포함하는 층이다. 제 2 자성층(105)은 자기 정보인 외부 자장에 자화의 방향이 추종하는, 이른바 프리층으로서 기능한다. 제 2 자성층(105)으로서는 CoFeB가 이용되고, 그 두께는 예를 들면 약 2.5 nm이다.
에칭 마스크(107)는 제 2 자성층(105) 상에 형성된다. 에칭 마스크(107)는 MRAM 소자(100)의 평면 형상에 따른 형상으로 형성된다. 에칭 마스크(107)로서는 예를 들면 Ta(탄탈), TiN(티탄 나이트라이드) 등이 이용되고, 그 두께는 예를 들면 50 nm이다. 또한, 제 2 자성층(105)과 에칭 마스크(107)의 사이에 상부 전극층이 형성되어도 된다. 상부 전극층은 제 2 자성층(105) 상에 형성되는 전기 전도성을 가지는 전극 부재이다. 상부 전극층의 두께는 예를 들면 약 5 nm이다.
이어서, MRAM 소자(100)의 제조 시스템에 대하여 설명한다. MRAM 소자(100)는, 예를 들면 도 2에 도시한 기판 처리 시스템을 이용하여 제조된다. 도 2는, 일실시예에 따른 기판 처리 시스템을 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 2에 도시한 기판 처리 시스템(200)은 기판 재치대(載置臺)(22a ~ 22d), 수용 용기(24a ~ 24d), 로더 모듈(LM), 로드록 챔버(LL1, LL2), 프로세스 모듈(PM1, PM2, PM3) 및 트랜스퍼 챔버(21)를 구비하고 있다.
기판 재치대(22a ~ 22d)는 로더 모듈(LM)의 일측의 가장자리를 따라 배열되어 있다. 이들 기판 재치대(22a ~ 22d) 상에는 수용 용기(24a ~ 24d)가 각각 재치되어 있다. 수용 용기(24a ~ 24d) 내에는 피처리체(W)가 수용되어 있다.
로더 모듈(LM) 내에는 반송 로봇(Rb1)이 설치되어 있다. 반송 로봇(Rb1)은, 수용 용기(24a ~ 24d) 중 어느 일방에 수용되어 있는 피처리체(W)를 취출하여, 당해 피처리체(W)를 로드록 챔버(LL1 또는 LL2)로 반송한다.
로드록 챔버(LL1 및 LL2)는 로더 모듈(LM)의 다른 일측의 가장자리를 따라 설치되어 있고, 예비 감압실을 구성하고 있다. 로드록 챔버(LL1 및 LL2)는 트랜스퍼 챔버(21)에 게이트 밸브를 개재하여 각각 접속되어 있다.
트랜스퍼 챔버(21)는 감압 가능한 챔버이며, 당해 챔버 내에는 다른 반송 로봇(Rb2)이 설치되어 있다. 트랜스퍼 챔버(21)에는 프로세스 모듈(PM1 ~ PM3)이 대응의 게이트 밸브를 개재하여 각각 접속되어 있다. 반송 로봇(Rb2)은 로드록 챔버(LL1 또는 LL2)로부터 피처리체(W)를 취출하여, 프로세스 모듈(PM1, PM2 및 PM3)로 차례로 반송한다. 기판 처리 시스템(200)의 프로세스 모듈(PM1, PM2, PM3)은 각각 기판 처리 장치(반응 생성물을 제거하는 기판 처리 장치), 성막 장치, 플라즈마 에칭 장치일 수 있다. 성막 장치로서는, CVD(Chemical Vapor Deposition)를 이용한 성막 장치일 수 있다. 이하에서는 설명 이해의 용이성을 고려하여, 프로세스 모듈(PM1)로서 반응 생성물을 제거하는 기판 처리 장치가 채용되고, 프로세스 모듈(PM2)로서 성막 장치가 채용되고, 프로세스 모듈(PM3)로서 플라즈마 에칭 장치가 채용된 기판 처리 시스템을 예로 설명한다.
이하에서는, 프로세스 모듈(PM3)로서 채용된 플라즈마 처리 장치인 플라즈마 에칭 장치의 상세를 설명한다. 도 3은, MRAM 소자(100)를 제조하기 위한 플라즈마 처리 장치의 단면을 나타내고 있다.
플라즈마 처리 장치(10)는 처리 용기(12)를 구비하고 있다. 처리 용기(12)는 대략 원통 형상을 가지고 있고, 그 내부 공간으로서 처리 공간(S)을 구획 형성하고 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는 처리 용기(12) 내에 대략 원판 형상의 베이스(14)를 구비하고 있다. 베이스(14)는 처리 공간(S)의 하방에 설치되어 있다. 베이스(14)는 예를 들면 알루미늄제이며, 제 2 전극을 구성하고 있다. 베이스(14)는 프로세스에서 후술하는 정전 척(50)의 열을 흡열하여, 정전 척(50)을 냉각하는 기능을 가진다.
베이스(14)의 내부에는 냉매 유로(15)가 형성되어 있고, 냉매 유로(15)에는 냉매 입구 배관, 냉매 출구 배관이 접속된다. 그리고, 냉매 유로(15) 내에 적절한 냉매, 예를 들면 냉각수 등을 순환시킴으로써, 베이스(14) 및 정전 척(50)을 소정의 온도로 제어 가능한 구성으로 되어 있다.
일실시예에서는, 플라즈마 처리 장치(10)는 통 형상 보지부(16) 및 통 형상 지지부(17)를 더 구비하고 있다. 통 형상 보지부(16)는 베이스(14)의 측면 및 저면의 가장자리부에 접하여, 베이스(14)를 보지하고 있다. 통 형상 지지부(17)는 처리 용기(12)의 저부로부터 수직 방향으로 연장되고, 통 형상 보지부(16)를 개재하여 베이스(14)를 지지하고 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는 이 통 형상 보지부(16)의 상면에 재치되는 포커스 링(18)을 더 구비하고 있다. 포커스 링(18)은, 예를 들면 실리콘 또는 석영으로 구성될 수 있다.
일실시예에서는, 처리 용기(12)의 측벽과 통 형상 지지부(17)의 사이에는 배기로(20)가 형성되어 있다. 배기로(20)의 입구 또는 그 도중에는 배플판(22)이 장착되어 있다. 또한, 배기로(20)의 저부에는 배기구(24)가 형성되어 있다. 배기구(24)는, 처리 용기(12)의 저부에 감입된 배기관(28)에 의해 구획 형성되어 있다. 이 배기관(28)에는 배기 장치(배기부)(26)가 접속되어 있다. 배기 장치(26)는 진공 펌프를 가지고 있고, 처리 용기(12) 내의 처리 공간(S)를 소정의 진공도까지 감압할 수 있다. 처리 용기(12)의 측벽에는 피처리체(기판)(W)의 반입출구를 개폐하는 게이트 밸브(30)가 장착되어 있다.
베이스(14)에는 플라즈마 생성용의 제 2 고주파 전원(제 2 전원부)(32)이 정합기(34)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 제 2 고주파 전원(32)은 제 2 주파수(예를 들면, 400 kHz)의 고주파 전력을 제 2 전극, 즉 베이스(14)에 인가한다.
플라즈마 처리 장치(10)는 또한, 내부에 샤워 헤드(38)를 구비하고 있다. 샤워 헤드(38)는 처리 공간(S)의 상방에 설치되어 있다. 샤워 헤드(38)는 전극판(40) 및 전극 지지체(42)를 포함하고 있다.
전극판(40)은 대략 원판 형상을 가지는 도전성의 판이며, 제 1 전극을 구성하고 있다. 전극판(40)에는, 플라즈마 생성용의 제 1 고주파 전원(제 1 전원부)(35)이 정합기(36)를 개재하여 전기적으로 접속되어 있다. 제 1 고주파 전원(35)은 제 1 주파수(예를 들면 60 MHz)의 고주파 전력을 전극판(40)에 인가한다. 제 2 고주파 전원(32) 및 제 1 고주파 전원(35)에 의해 베이스(14) 및 전극판(40)에 고주파 전력이 각각 부여되면, 베이스(14)와 전극판(40)의 사이의 공간, 즉 처리 공간(S)에는 고주파 전계가 형성된다.
전극판(40)에는 복수의 가스 통기홀(40h)이 형성되어 있다. 전극판(40)은 전극 지지체(42)에 의해 착탈 가능하게 지지되어 있다. 전극 지지체(42)의 내부에는 버퍼실(42a)이 설치되어 있다. 플라즈마 처리 장치(10)는 가스 공급부(44)를 더 구비하고 있고, 버퍼실(42a)의 가스 도입구(25)에는 가스 공급 도관(46)을 개재하여 가스 공급부(44)가 접속되어 있다. 가스 공급부(44)는 처리 공간(S)으로 처리 가스를 공급한다. 가스 공급부(44)는 복수 종류의 에칭 가스를 공급할 수 있다. 전극 지지체(42)에는 복수의 가스 통기홀(40h)에 각각 연속하는 복수의 홀이 형성되어 있고, 당해 복수의 홀은 버퍼실(42a)에 연통하고 있다. 따라서, 가스 공급부(44)로부터 공급되는 가스는 버퍼실(42a), 가스 통기홀(40h)을 경유하여 처리 공간(S)으로 공급된다. 또한, 라디칼 분포를 제어하기 위하여, 피처리체(W)의 중심 영역에서의 처리 가스의 유량(FC)과 피처리체(W)의 주위 영역에서의 처리 가스의 유량(FE)을 제어해도 된다.
일실시예에서는, 처리 용기(12)의 천장부에 환상(環狀) 또는 동심 형상으로 연장되는 자장 형성 기구(48)가 설치되어 있다. 이 자장 형성 기구(48)는, 처리 공간(S)에서의 고주파 방전의 개시(플라즈마 착화)를 용이하게 하여 방전을 안정적으로 유지하도록 기능한다.
일실시예에서는, 베이스(14)의 상면에 정전 척(50)이 설치되어 있다. 이 정전 척(50)은 전극(52) 및 한 쌍의 절연막(54a 및 54b)을 포함하고 있다. 절연막(54a 및 54b)은 세라믹 등의 절연체에 의해 형성되는 막이다. 전극(52)은 도전막이며, 절연막(54a)과 절연막(54b)의 사이에 설치되어 있다. 이 전극(52)에는 스위치(SW)를 개재하여 직류 전원(56)이 접속되어 있다. 직류 전원(56)으로부터 전극(52)에 직류 전압이 부여되면, 쿨롱력이 발생하고, 당해 쿨롱력에 의해 피처리체(W)가 정전 척(50) 상에 흡착 보지된다. 정전 척(50)의 내부에는 가열 소자인 히터가 매립되고, 피처리체(W)를 소정 온도로 가열할 수 있도록 되어 있다. 히터는 배선을 개재하여 히터 전원에 접속된다. 베이스(14) 및 정전 척(50)은 재치대(70)를 구성하고 있다.
일실시예에서는, 플라즈마 처리 장치(10)는 가스 공급 라인(58 및 60) 및 전열 가스 공급부(62 및 64)를 더 구비하고 있다. 전열 가스 공급부(62)는 가스 공급 라인(58)에 접속되어 있다. 이 가스 공급 라인(58)은 정전 척(50)의 상면까지 연장되고, 당해 상면의 중앙 부분에서 환상으로 연장되어 있다. 전열 가스 공급부(62)는 예를 들면 He 가스와 같은 전열 가스를, 정전 척(50)의 상면과 피처리체(W)의 사이로 공급한다. 또한, 전열 가스 공급부(64)는 가스 공급 라인(60)에 접속되어 있다. 가스 공급 라인(60)은 정전 척(50)의 상면까지 연장되어, 당해 상면에서 가스 공급 라인(58)을 둘러싸도록 환상으로 연장되어 있다. 전열 가스 공급부(64)는, 예를 들면 He 가스와 같은 전열 가스를, 정전 척(50)의 상면과 피처리체(W)의 사이로 공급한다.
일실시예에서는, 플라즈마 처리 장치(10)는 제어부(66)를 더 구비하고 있다. 이 제어부(66)는 배기 장치(26), 스위치(SW), 제 2 고주파 전원(32), 정합기(34), 제 1 고주파 전원(35), 정합기(36), 가스 공급부(44) 및 전열 가스 공급부(62 및 64)에 접속되어 있다. 제어부(66)는 배기 장치(26), 스위치(SW), 제 2 고주파 전원(32), 정합기(34), 제 1 고주파 전원(35), 정합기(36), 가스 공급부(44) 및 전열 가스 공급부(62 및 64)의 각각에 제어 신호를 송출한다. 제어부(66)로부터의 제어 신호에 의해, 배기 장치(26)에 의한 배기, 스위치(SW)의 개폐, 제 2 고주파 전원(32)으로부터의 전력 공급, 정합기(34)의 임피던스 조정, 제 1 고주파 전원(35)으로부터의 전력 공급, 정합기(36)의 임피던스 조정, 가스 공급부(44)에 의한 처리 가스의 공급, 전열 가스 공급부(62 및 64) 각각에 의한 전열 가스의 공급이 제어된다.
이 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 가스 공급부(44)로부터 처리 공간(S)으로 처리 가스가 공급된다. 또한, 전극판(40)과 베이스(14)의 사이, 즉 처리 공간(S)에서 고주파 전계가 형성된다. 이에 의해, 처리 공간(S)에서 플라즈마가 발생하고, 처리 가스에 포함되는 원소의 라디칼 등에 의해, 피처리체(W)의 에칭이 행해진다.
이하, 상술한 플라즈마 처리 장치(10)를 이용한 플라즈마 처리 방법의 일실시예에 대하여 설명한다. 도 4는, 일실시예에 따른 플라즈마 처리 방법을 나타낸 순서도이다. 일실시예의 플라즈마 처리 방법에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 우선 공정(S1)에서 피처리체(W)가 준비되고, 피처리체(W)가 처리 용기(12)의 정전 척(50)에 재치된다. 도 5에는, MRAM 소자(100)의 제조 방법의 중간 공정에서 생성되는 피처리체(W)의 일례가 도시되어 있다. 이 피처리체(W)는, 프로세스 모듈(PM2)로서 채용된 성막 장치에 의해 기판(B) 상에 적층된 다층막 재료이다. 다층막 재료는, 기판(B) 상에 하부 전극층(101), 핀 고정층(102), 제 1 자성층(103), 절연층(104), 제 2 자성층(105) 및 마스크 재료(107)를 차례로 적층한 적층 구조를 포함한다. 이하, 도 5에 도시한 피처리체(W)를 예로 들어, 일실시예의 플라즈마 처리 방법에 대하여 설명한다.
공정(S2)(마스크 형성 공정)에서는 마스크 재료(107)를 에칭한다. 이 때 이용되는 에칭 가스가 임의이지만, 예를 들면 BCl3, Cl2, CF4 , NF3, CH4 또는 SF6 등을 이용할 수 있다. 또한, 마스크 재료(107)를 에칭하기 위한 마스크로서는, 예를 들면 카본이 이용된다. 에칭 시에, 도 6에 도시한 바와 같이, 에칭에 의해 노출된 제 2 자성층(105)의 표면이, 마스크 재료에 포함되는 금속의 반응 생성물과 결합 등으로 인해 변질되어, 변질층(106)이 형성된다. 혹은, 에칭에 의해 노출된 제 2 자성층(105)의 표면 상에 에칭 잔류물이 퇴적되어 변질층(106)이 형성된다. 혹은, 제 2 자성층(105) 및 마스크 재료(107)의 성막 시에 제 2 자성층(105)의 표면이 변질되어, 변질층(106)이 형성된다. 이 때문에, 적어도 변질층(106)은 마스크 재료(107)에 포함되는 금속 원소를 포함할 수 있다. 예를 들면 변질층(106)은 Ta을 함유한다. 또한, 이 변질층(106)은 제 2 자성층(105)의 구성 원소를 포함할 수 있다. 즉, 변질층(106)은 Co, Fe, O를 포함할 수 있다. 또한, 마스크 형성 공정에서는 마스크 재료(107)의 표면이 변질됨으로써 마스크 변질층(110)이 형성된다.
이 때문에, 공정(S31)(제 1 에칭 공정)에서, 마스크 형성 공정에서 부차적으로 형성된 변질층(106)을 제거한다. 가스 공급부(44)로부터 처리 용기(12)로 불소(F) 또는 불소 화합물(NF3 또는 SF6 등)을 포함하는 제 1 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 피처리체(W)를 에칭한다. 변질층(106)은 금속 원소를 함유하기 때문에, F 라디칼을 이용함으로써 에칭할 수 있다. 예를 들면 마스크 재료(107)가 Ta을 함유하고 있을 경우에는, 변질층(106)에는 Ta이 포함된다. 이 때문에, F 라디칼을 변질층(106)에 작용시킴으로써 TaF를 형성하여 증발 및 배기시킴으로써 에칭할 수 있다. 또한, 염소(Cl2)를 이용함으로써 Ta을 함유하는 변질층(106)을 에칭할 수도 있지만, TaF가 TaCl2보다 포화 증기압이 낮기 때문에, 제 1 처리 가스로서는 불소(F) 또는 불소 화합물이 효과적이다. 제 1 처리 가스로서는 He, N2, Ar 등의 불활성 가스, H2를 포함할 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 공정(S31)에서 제 1 처리 가스에 의해 변질층(106)이 에칭된다.
이어서, 공정(S32)(제 2 에칭 공정)에서 상부 자성층인 제 2 자성층(105)을 에칭한다. 가스 공급부(44)로부터 처리 용기(12)로 할로겐 원소를 포함하는 제 2 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 피처리체(W)를 에칭한다. 할로겐 원소로서는 불소(F) 또는 염소(Cl2)가 이용된다. 제 2 처리 가스로서는 He, N2, Ar 등의 불활성 가스, H2를 포함할 수 있다. 공정(S32)에서 제 2 처리 가스에 의해, 제 2 자성층(105) 중 에칭 마스크(107)로 덮이지 않은 영역은 불소(F) 등의 할로겐 원소와 반응하여 에칭되지만, MgO은 할로겐 원소에 대하여 반응하지 않기 때문에 절연층(104)은 에칭되지 않는다. 이 때문에, 공정(S32)에서는 절연층(104)의 표면에서 에칭이 종료된다.
공정(S32)에서 제 2 자성층(105)이 제 2 처리 가스를 이용하여 에칭될 시에는, 피에칭 재료가 제 2 처리 가스와 반응하여 부생성물이 발생한다. 이 부생성물은, 제 2 자성층(105)의 CoFeB와 제 2 처리 가스에 포함되는 불소(F) 또는 염소(Cl2)가 반응함으로써 생성된다. 부생성물은 예를 들면 CoCl2, CoF이다.
이 부생성물은, 도 8에 도시한 바와 같이, 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)의 측벽에 잔류물(Z)로서 부착하게 된다. 잔류물(Z)은, 도전성 물질을 포함하기 때문에 MRAM 소자에 리크 전류를 발생시키는 원인이 된다.
이어지는 공정(S33)(제 3 에칭 공정)에서, 가스 공급부(44)로부터 처리 용기(12)로 수소(H2)를 포함하는 제 3 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 S32 공정에서 생성된 잔류물(Z)을 제거한다. 제 3 처리 가스로서는 He, N2, Ar 등의 불활성 가스를 포함할 수 있다.
공정(S33)에서, 처리 용기(12) 내에서는 잔류물(Z)의 CoCl2, CoF 등과 제 3 처리 가스에 포함되는 H2에 의해, 식 (1) 또는 식 (2)에 나타낸 반응이 발생한다.
CoCl2 ＋ H2 → 2HCl ＋ Co ··· (1)
2CoF ＋ H2 → 2HF ＋ 2Co ··· (2)
공정(S33)에서는, 상기 식 (1) 또는 (2)에 나타낸 바와 같이, 잔류물(Z)을 구성하는 CoCl2 또는 CoF 등과 제 3 처리 가스에 포함되는 H2가 반응하여 HCl 및 Co, 또는 HF 및 Co가 생성된다. 공정(S33)에서의 생성물 중 HCl 또는 HF는 휘발하여 외부로 배출된다. 또한, 공정(S33)에서 생성되는 Co는 포러스 형상을 이루고 있고, 예를 들면 N2 또는 Ar에 의해 스퍼터되고 이산하여 제거된다. 또한, Fe에 대해서도 상기한 바와 마찬가지로 제거될 수 있다. 이러한 공정(S33)에 의해, 도 9에 도시한 바와 같이, 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)의 측벽으로부터 잔류물(Z)이 제거된다.
또한, 상기 공정(S31 ~ S33)은 동시에 실행 가능하다. 예를 들면, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 혼합하여, 공정(S31) 및 공정(S32)을 동시에 실시해도 된다. 혹은, 제 1 처리 가스 및 제 2 처리 가스를 동일 성분으로 해도 된다. 또한 예를 들면, 제 2 처리 가스 및 제 3 처리 가스를 혼합하여, 공정(S32) 및 공정(S33)을 동시에 실시해도 된다. 예를 들면, 제 1 처리 가스, 제 2 처리 가스 및 제 3 처리 가스를 혼합하여, 공정(S31 ~ S33)을 하나의 공정(S3)으로서 동시에 실시해도 된다.
여기서, 공정(S3)을 플라즈마 처리 장치(10)에서 실시할 경우의 처리 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
(공정(S3))
처리 공간(S)의 압력 : 10 mTorr(1.33 Pa)
제 1 고주파 전원(35)의 전력 : 500 W
제 2 고주파 전원(32)의 전력 : 500 W
제 1 처리 가스, 제 2 처리 가스 및 제 3 처리 가스의 유량
NF3 가스 : 10 sccm
H2 가스 : 300 sccm
Ar 가스 : 100 sccm
라디칼 분포 제어(RDC) FC / FE : 50
처리 시간 : 30 ~ 40 초
일실시예의 플라즈마 처리 방법에서는, 이어지는 공정(S4)(피복 공정)에서, 도 10에 도시한 바와 같이 피처리체(W)의 표면을 보호막인 절연막(108)으로 피복한다. 예를 들면, 피처리체(W)를, 도 2에 도시한 프로세스 모듈(PM2)로서 채용된 성막 장치(예를 들면 RLSA 장치 또는 CVD 장치)로 이동시켜 성막한다. 이 절연막(108)으로서는, 예를 들면 SiN 또는 SiO2가 이용된다. 이 후, 피처리체(W)를 도 3에 도시한 플라즈마 처리 장치(10)로 되돌리고, 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)의 측벽에 절연막(108)이 남도록, 절연막(108)을 에칭한다.
일실시예의 플라즈마 처리 방법에서는, 이어지는 공정(S5)(제 4 에칭 공정)에서 가스 공급부(44)로부터 처리 용기(12)로 메탄(CH4)을 포함하는 제 4 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜, 절연층(104) 및 제 1 자성층(103)을 에칭한다. 또한, 핀 고정층(102)까지 포함하여 에칭해도 된다. 공정(S5)에서 에칭된 피처리체(W)를 도 11에 도시한다. 제 4 처리 가스로서는 He, N2, Ar 등의 불활성 가스 또는 카르보닐기를 함유하는 가스, H2 등, 메탄 이외의 가스를 포함할 수 있다. 공정(S5)에서 제 4 처리 가스에 의해, 절연층(104), 제 1 자성층(103) 및 핀 고정층(102) 중, 에칭 마스크(107) 및 절연막(108)으로 덮이지 않은 영역이 에칭된다. 이 때, 피에칭층에 포함되는 금속은 유기 금속이 되어, 휘발하여 배기된다. 이에 의해, 핀 고정층(102), 제 1 자성층(103) 및 절연층(104)은, 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)보다 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)의 측벽 형성된 절연막(108)의 폭의 분만큼, 폭이 넓어지도록 형성된다.
일실시예의 플라즈마 처리 방법에서는, 이어지는 공정(S6)에서 가스 공급부(44)로부터 처리 용기(12)로 제 5 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜, 하부 전극층(101)을 에칭한다. 공정(S6)에서 에칭된 피처리체(W)를 도 12에 도시한다. 제 5 처리 가스로서는 제 4 처리 가스와 동일한 처리 가스를 이용할 수 있다. 즉, 제 5 처리 가스로서는 He, N2, Ar 등의 불활성 가스 또는 카르보닐기를 함유하는 가스, CH4, H2 등의 가스를 포함할 수 있다. 공정(S6)에서 제 5 처리 가스에 의해, 하부 전극층(101) 중 에칭 마스크(107) 및 절연막(108)으로 덮이지 않은 영역이 에칭된다. 이 때, 피에칭층에 포함되는 금속은 유기 금속이 되어, 휘발하여 배기된다. 이에 의해, 하부 전극층(101)은 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)보다 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)의 측벽 형성된 절연막(108)의 폭의 분만큼, 폭이 넓어지도록 형성된다.
공정(S6)이 종료되면, 도 4에 나타낸 플라즈마 처리가 종료된다. 이와 같이 하여, 다층막 구조를 가지는 피처리체(W)로부터 원하는 형상의 MRAM 소자가 형성된다. 이어서, 플라즈마 처리 장치(10)에서 실시할 경우의 처리 조건에 대하여 상세히 설명한다.
일실시예의 플라즈마 처리 방법에서는, 공정(S2, S3, S5, S6)에서의 에칭 처리에서, 제 2 고주파 전원(32)으로부터 제 2 주파수로서 1 MHz 이하의 주파수의 전력을 제 2 전극으로 공급해도 된다. 특히, 제 2 고주파 전원(32)으로부터 제 2 주파수로서 400 kHz 이하의 주파수의 전력을 베이스(14)로 공급해도 된다. 이와 같이, 베이스(14)로 비교적 낮은 주파수의 전력을 공급하면, 베이스(14)로 고주파 전력을 공급할 경우보다, 처리 공간(S)의 상부 공간, 즉 피처리체(W)에 대하여 이간한 위치에 플라즈마가 생성된다. 이에 의해, 음극 강하 전압(Vdc)이 높아지고, 제 2 전극에 의해 인입되는 이온의 수직성이 향상되고, 그 결과 에칭의 수직성이 향상된다. 또한, 피처리체인 W의 직상(直上)에서는 플라즈마가 발생되지 않기 때문에, 공정(S5, S6)에서 피처리체(W)로부터 분리된 유기 금속 착체가 해리되는 것을 방지할 수 있다.
또한 일실시예의 플라즈마 처리 방법에서는, 공정(S2, S3, S5, S6)에서의 에칭 처리, 특히 공정(S5, S6)에서 제 1 고주파 전원(35)이 100 W ~ 300 W의 전력을 전극판(40)으로 공급하여, 처리 용기에 플라즈마를 발생시켜도 된다. 이에 의해, 저괴리 영역에서의 플라즈마를 발생시켜, CoFeB를 포함하는 제 1 자성층(103)을 플라즈마 에칭함으로써, 큰 분자 구조의 유기 금속 착체의 상태로 배기할 수 있다.
또한 일실시예의 플라즈마 처리 방법에서는, 공정(S2, S3, S5, S6)에서의 에칭 처리에서 처리 공간(S)의 압력을 10 mTorr ~ 30 mTorr(1.33 Pa ~ 4.00 Pa)로 해도 된다. 이와 같이, 처리 공간(S)의 압력을 30 mTorr(4.00 Pa) 이하로 설정함으로써, 처리 공간(S)에 발생하는 플라즈마의 밀도를 저하시키고, 이온 평균 자유 행정을 길게 함으로써 에칭의 수직성을 향상시킬 수 있다. 한편, 처리 공간(S)의 압력을 10 mTorr(1.33 Pa) 이상으로 함으로써 절연막(108)과 절연층(104)의 에칭 레이트의 선택비를 적절히 취할 수 있다.
또한, 일실시예의 플라즈마 처리 방법에서 이용하는 플라즈마 처리 장치(10)는 예를 들면 20 mm ~ 30 mm의 갭을 가지고 있어도 된다. 여기서 갭이란, 처리 용기(12)에 구획 형성되는 처리 공간(S)의 높이를 나타내고 있다. 이러한 비교적 낮은 갭을 가지는 플라즈마 처리 장치(10)에 의해, 스퍼터 효과가 강해지고, 낮은 레지던스 타임에 의한 배기가 촉진된다.
이상 설명한 플라즈마 처리 방법에 의하면, 제 1 에칭 공정에서 불소 또는 불소 화합물을 포함하는 제 1 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 변질층(106)을 포함하는 제 2 자성층(105)의 표면을 에칭한다. F 라디칼은 변질층(106)에 포함되는 Ta과 반응한다. 이 때문에, 불소 또는 불소 화합물을 이용함으로써, Ta을 포함하여 에칭이 어려워진 변질층(106)을 에칭하는 것이 가능하다. 그리고, 제 2 에칭 공정에서 할로겐 원소를 포함하는 제 2 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 제 2 자성층(105)을 에칭하고, 절연층(104)의 표면에서 에칭을 종료한다. 할로겐 원소로서 불소를 채용한 경우, F 라디칼은 제 2 자성층(105)에 포함되는 CoFeB에 반응하고, 절연층(104)에 포함되는 MgO에 반응하지 않기 때문에, CoFeB를 포함하는 제 2 자성층(105)과 MgO을 포함하는 절연층(104)과의 에칭 레이트의 선택비를 향상시킬 수 있다. 이와 같이, 불소 또는 불소 화합물을 이용함으로써, 변질층(106) 및 제 2 자성층(105)을 한 번에 에칭하는 것이 가능해진다. 또한, 불소 또는 불소 화합물은 MRAM 소자의 특성을 방해하는 잔류물(Z)의 생성량을 염소에 비해 억제할 수 있다. 이 때문에, 불소 또는 불소 화합물을 채용함으로써 MRAM 소자의 특성을 한층 향상시킬 수 있다. 또한 이 플라즈마 처리 방법에 의하면, 에칭 공정에서 H2를 이용한 에칭 가스에 의해, 제 2 자성층(105)의 측면 및 절연층(104)의 상면에 부착한 잔류물(Z)이 제거되므로, 제 2 자성층(105)의 수직성을 향상시키면서, 후술하는 절연층(104)의 에칭 시에 잔류물(Z)이 비산하여 절연층(104)의 측벽에 잔류물(Z)이 부착하는 것을 회피할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 플라즈마 처리 방법에 의하면, 리크 전류를 방지하고, MRAM 소자(100)의 특성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 불소 또는 불소 화합물과 H2를 혼합시킨 처리 가스를 이용함으로써, 변질층(106) 및 제 2 자성층(105)을 에칭하면서 잔류물(Z)을 동시에 제거할 수 있기 때문에, 생산 효율을 향상시키는 것이 가능해진다.
또한 제 3 처리 가스는, 적어도 N2, Ar, 및 He 중 어느 일종의 가스를 더 포함하고 있으므로, 제 2 자성층(105)의 측면 및 절연층(104)의 상면에 부착한 잔류물(Z)을 확실히 제거할 수 있다.
또한 상기 플라즈마 처리 방법은, 피처리체(W)의 표면을 절연막(108)으로 피복하는 피복 공정을 더 포함하고 있으므로, 후단의 처리에서, 절연층(104)의 측벽에 잔류물(Z)이 부착하는 것을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 처리 방법은, 피복 공정 후에, 처리 용기(12)로 CH4를 포함하는 제 4 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 절연층(104) 및 제 1 자성층(103)을 에칭하는 제 4 에칭 공정을 더 구비하고 있으므로, 피처리체(W)로부터 MRAM 소자를 형성할 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 플라즈마 처리 장치(10)가, 처리 용기(12) 내에 배치되는 전극판(40)과, 전극판(40)에 대하여 대향하여 배치되는 베이스(14)와, 전극판(40)으로 60 MHz의 전력을 공급하는 제 1 고주파 전원(35)과, 베이스(14)로 400 kHz의 전력을 공급하는 제 2 고주파 전원을 구비하고, 제 2 고주파 전원(32)으로부터 400 kHz의 주파수의 전력을 베이스(14)로 공급하여, 처리 용기(12)에 플라즈마를 발생시키고 있다. 이 경우에는, 베이스(14)에 비교적 낮은 주파수가 공급됨으로써, 피처리체(W)에 대하여 이간한 위치에 플라즈마가 생성된다. 이에 의해, 베이스(14)에 의해 인입되는 이온의 수직성이 향상되고, 그 결과 피처리체(W)의 측벽의 수직성을 향상시킬 수 있다.
상기 플라즈마 처리 방법은, 제 1 고주파 전원(35)으로부터 100 W ~ 300 W의 전력을 전극판(40)으로 공급하여, 처리 용기(12)에 플라즈마를 발생시키고 있다. 이 때문에, 전극판(40)으로 비교적 낮은 전력이 공급됨으로써, 플라즈마 착화 마진의 저한계에서 저밀도의 플라즈마가 생성되고, 예를 들면 에칭된 절연층(104) 또는 제 1 자성층(103)을 큰 분자 구조를 가지는 유기 금속 착체 상태로 외부로 배출할 수 있다.
상기 플라즈마 처리 방법은, 플라즈마 처리 장치(10)가, 처리 용기(12)를 원하는 기압까지 감압할 수 있는 배기 장치(26)와, 배기 장치(26)를 제어하는 제어부(66)를 더 구비하고, 제어부(66)가 처리 공간의 압력을 10 mTorr ~ 30 mTorr(1.33 Pa ~ 4.00 Pa)가 되도록 배기 장치(26)를 제어하고 있다. 이와 같이, 처리 공간(S)의 압력을 낮게 설정함으로써, 처리 공간(S)에 발생하는 플라즈마의 밀도를 저하시키고, 이온 평균 자유 행정을 길게 함으로써, 에칭의 수직성을 향상시킬 수 있다.
상기 플라즈마 처리 방법에서는, 처리 공간(S)은 20 mm ~ 30 mm의 갭을 가지고 있다. 이 때문에, 스퍼터 효과가 강해지고, 낮은 레지던스 타임(짧은 체류 시간)에 의한 배기를 촉진시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 그 실시예에 기초하여 상세히 설명했다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명은, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능하다.
예를 들면, 상기 실시예의 플라즈마 처리 장치(10)에서는, 전극판(40)이 플라즈마 처리 장치(10) 상부에 배치되고, 제 1 고주파 전원(35)에 의해 처리 공간(S)의 상방으로부터 고주파 전력이 공급되고 있는데, 전극판(40)을 플라즈마 처리 장치(10) 하부에 배치하여, 제 1 고주파 전원(35)에 의해 처리 공간(S)의 하방으로부터 고주파 전력을 공급해도 된다.
또한, 상기 실시예의 MRAM 소자(100)는 제 2 자성층(105) 및 에칭 마스크(107)의 사이에 상부 전극층을 구비해도 된다.
(실험예)
이하, 실험예 및 비교예에 기초하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이하의 실험예에 한정되지 않는다.
(변질층(106)의 확인)
도 3에 도시한 플라즈마 처리 장치(10)에 의해, 제 1 처리 가스를 이용하여 도 5에 도시한 피처리체(W)를 에칭했다. 에칭은, 이하에 나타낸 처리 조건으로 했다.
(에칭 조건)
처리 공간(S)의 압력 : 150 mTorr(20 Pa)
제 1 고주파 전원(35)의 전력 : 100 W
제 2 고주파 전원(32)의 전력 : 200 W
제 1 처리 가스의 유량
SF6 가스 : 30 sccm
Ar 가스 : 270 sccm
라디칼 분포 제어(RDC) FC / FE : 9
처리 시간 : 49 초
(피처리체(W))
에칭 마스크(107) : Ta
제 2 자성층(105) : CoFeB
절연층(104) : MgO
그리고, 에칭 후의 피처리체(W)의 단면을 전자 현미경(TEM)으로 관찰했다. 결과를 도 13에 나타낸다. 도 13은 TEM 이미지의 모식도이다. 도 13에 도시한 바와 같이, 에칭 후의 피처리체(W)의 표면에는 변질층(106)이 형성되어 있는 것이 확인되었다. 또한, 피처리체(W)에 형성된 다층막의 조성을 에너지 분산형 X 선 분광법(EDX)으로 분석했다. 도 13에 조성 측정점(1 ~ 5)을 나타내고, EDX 분석 결과를 도 14에 나타낸다. 조성 측정점(1)은 에칭 마스크(107)를 덮도록 형성된 층에 위치하고 있어, 그 조성은 Ta과 O인 점에서, 에칭 마스크(107)의 산화층(마스크 변질층(110))이라고 추정된다. 조성 측정점(2)은 에칭 마스크(107)에 위치하고 있고, 그 조성은 Ta뿐인 점에서, 에칭 마스크(107)이다. 또한, 에칭 마스크(107) 상에 존재하는 층은 카본으로 이루어지는 마스크(111)이며, 112는 마스크(111)의 표면 개질층이다. 조성 측정점(3)은 TEM 관찰용의 매립재에 위치하고 있고, 그 조성은 Pt뿐인 점에서, 매립재이다. 조성 측정점(5)은 제 2 자성층(105)에 위치하고 있고, 그 조성은 Co, Fe, Si, S, O 및 Pt를 포함한다. Si은 하지 Wafer의 성분이 Si이기 때문에, 이 Si이 혼입되었다고 예상된다. Pt는 TEM용의 매립재가 혼입되었다고 예상된다. S는 에칭 마스크(107) 형성 시에 이용한 처리 가스의 SF6로부터 얻어진 것이라고 예상된다. 이 때문에, 조성 측정점(5)은 그 주성분이 Co, Fe, O로 이루어져 있기 때문에, 제 2 자성층(105)이다. 여기서 도 13에 도시한 바와 같이, 제 2 자성층(105) 상에 층이 일층만 형성되어 있는 것이 확인되었다. 조성 측정점(4)은 제 2 자성층(105) 상에 일층만 형성된 층에 위치하고 있다. 조성 측정점(4)의 결과로부터 이 층은 Co, Fe, S, O, Pt 및 Ta을 포함하는 것이 명백해졌다. Pt는 TEM용의 매립재가 혼입되었다고 예상된다. S는 에칭 마스크(107) 형성 시에 이용한 SF6로부터 얻어진 것이라고 예상된다. 이 때문에, 제 2 자성층(105) 상에 형성된 층은, 제 2 자성층(105)의 원소와 에칭 마스크(107)의 금속 원소를 포함하는 것이 확인되었다. 이는, 제 2 자성층(105)의 표면이 변질된 변질층(106)인 것, 및 이 변질층(106)은 마스크 재료의 에칭 이후에 형성된 것을 시사하고 있다. 이와 같이, 제 2 자성층(105) 상에 변질층(106)이 형성되어 있는 것이 확인되었다.
(제 2 자성층(105) 및 절연층(104)의 선택비의 확인)
에칭 마스크(107)를 Ta, 제 2 자성층(105)을 CoFeB, 절연층(104)을 MgO으로 하고, 도 6에 도시한 상태의 피처리체(W)를 초기 조건으로 하고, 이하의 조건으로 에칭했다.
(실험예 1)
처리 공간(S)의 압력 : 10 mTorr(1.33 Pa)
제 1 고주파 전원(35)의 전력 : 500 W
제 2 고주파 전원(32)의 전력 : 500 W
제 1 처리 가스, 제 2 처리 가스 및 제 3 처리 가스의 유량
NF3 가스 : 10 sccm
H2 가스 : 300 sccm
Ar 가스 : 100 sccm
라디칼 분포 제어(RDC) FC / FE : 50
처리 시간 : 30 초 또는 40 초
(비교예 1)
처리 가스의 유량
CH4 가스 : 10 sccm
Ar 가스 : 200 sccm
처리 시간 : 10 초
그 외의 조건은 실험예 1과 동일하게 했다.
(비교예 2)
비교예 1의 조건에서의 에칭 후에 애싱을 행했다.
실험예 1, 비교예 1, 2에 대하여, 에칭 후 또는 애싱 후의 피처리체(W)의 단면을 전자 현미경으로 관찰했다. 비교예 1의 단면 TEM 이미지의 모식도를 도 15a, 비교예 2의 단면 TEM 이미지의 모식도를 도 15b에 도시한다. 또한, 처리 시간이 30 초인 실험예 1의 단면 TEM 이미지의 모식도를 도 16, 처리 시간이 40 초인 실험예 1의 단면 TEM 이미지의 모식도를 도 17에 나타낸다.
도 15a, 도 15b에 도시한 바와 같이, 처리 가스로서 CH4 / Ar 가스를 이용한 경우에는, 제 2 자성층(105) 및 절연층(104) 모두가 에칭되었다. 도 15a, 도 15b에 도시한 바와 같이, 점선으로 둘러싼 부분에는 MgO으로 이루어지는 절연층(104)을 확인할 수 없었다. 이 때문에, 제 2 자성층(105) 및 절연층(104)의 선택비가 취해지지 않은 것이 확인되었다.
한편 도 16에 도시한 바와 같이, 처리 시간이 30 초인 경우에 절연층(104)에서 에칭이 스톱되어 있는 것이 확인되었다. 또한 도 17에 도시한 바와 같이, 처리 시간이 40 초인 경우라도 절연층(104)에서 에칭이 스톱되어 있는 것이 확인되었다. 이와 같이, 실험예 1의 가스 종류의 조건에 의해, 절연층(104) 상면에서 에칭을 종료시킬 수 있는 것이 확인되었다.
(잔류물 발생의 억제 효과의 확인)
불소에 의한 에칭과 염소에 의한 에칭을 비교하여, 잔류물의 발생의 정도를 확인했다.
(실험예 2)
처리 시간을 30 초로 했다. 그 외는 실험예 1과 동일하다.
(비교예 3)
제 1 고주파 전원(35)의 전력 : 300 W
제 2 고주파 전원(32)의 전력 : 700 W
처리 가스
BCl3 가스 : 10 sccm
Ar 가스 : 200 sccm
처리 시간 : 10 초
그 외는 실험예 2와 동일하다.
실험예 2 및 비교예 3에 대하여, SEM로 관찰했다. 비교예 3의 단면 SEM 이미지의 모식도를 도 18a, 사시 SEM 이미지의 모식도를 도 18b에 도시한다. 또한, 실험예 2의 단면 SEM 이미지의 모식도를 도 19a, 사시 SEM 이미지의 모식도를 도 19b에 도시한다.
도 18a, 도 18b에 도시한 바와 같이, 처리 가스로서 BCl3를 이용한 경우에는, 에칭 마스크(107) 및 에칭 마스크(107) 간을 덮는 잔류물(Z2)이 형성되어 있는 것이 확인되었다. 잔류물(Z2)의 발생의 원인은, 소비되지 않은 잉여의 Cl에 의해 잔류 염화물이 다량으로 발생한 것이라고 상정된다.
한편 도 19a, 도 19b에 도시한 바와 같이, 처리 가스로서 NF3를 이용한 경우에는, BCl3의 경우에 비해 에칭 마스크(107) 및 에칭 마스크(107) 간을 덮는 잔류물(Z3)이 적은 것이 확인되었다. 즉, 염소보다 불소를 이용하는 것이 양호한 MRAM 소자를 형성할 수 있는 것이 확인되었다.
10 : 플라즈마 처리 장치
12 : 처리 용기
14 : 베이스(제 2 전극)
26 : 배기 장치
32 : 제 2 고주파 전원(제 2 전원부)
35 : 제 1 고주파 전원(제 1 전원부)
40 : 전극판(제 1 전극)
100 : MRAM 소자
101 : 하부 전극층
102 : 핀 고정층
103 : 제 1 자성층
104 : 절연층
105 : 제 2 자성층
107 : 에칭 마스크
108 : 절연막
S : 처리 공간
W : 피처리체
Z, Z2, Z3 : 잔류물
12 : 처리 용기
14 : 베이스(제 2 전극)
26 : 배기 장치
32 : 제 2 고주파 전원(제 2 전원부)
35 : 제 1 고주파 전원(제 1 전원부)
40 : 전극판(제 1 전극)
100 : MRAM 소자
101 : 하부 전극층
102 : 핀 고정층
103 : 제 1 자성층
104 : 절연층
105 : 제 2 자성층
107 : 에칭 마스크
108 : 절연막
S : 처리 공간
W : 피처리체
Z, Z2, Z3 : 잔류물
Claims (17)
- 플라즈마가 생성되는 처리 공간을 구획 형성하는 처리 용기와, 상기 처리 공간 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급부를 구비하는 플라즈마 처리 장치를 이용하여, 제 1 자성층, 절연층, 제 2 자성층 및 마스크 재료의 순으로 적층된 적층 구조를 포함하는 다층막 재료를 에칭하는 플라즈마 처리 방법으로서,
상기 마스크 재료를 에칭하여 상기 제 2 자성층 상에 마스크를 형성하는 공정과,
상기 처리 용기로 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시키고, 상기 마스크를 이용하여 상기 제 2 자성층을 에칭하고, 상기 절연층의 표면에서 에칭을 종료하는 에칭 공정을 구비하고,
상기 제 2 자성층은 CoFeB를 포함하고,
상기 절연층은 MgO을 포함하고,
상기 에칭 공정은,
상기 처리 용기로 F 또는 불소 화합물을 포함하는 제 1 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜, 상기 마스크 재료에 의해 그 표면에 형성된 변질층을 포함하는 상기 제 2 자성층의 표면을 에칭하는 제 1 에칭 공정과,
상기 처리 용기로 할로겐 원소를 가지는 가스를 포함하는 제 2 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜, 상기 제 2 자성층을 에칭하고, 상기 절연층의 표면에서 에칭을 종료하는 제 2 에칭 공정을 포함하는 플라즈마 처리 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 변질층은, 상기 마스크 재료에 포함되는 금속 원소를 포함하는 플라즈마 처리 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 금속 원소는 Ta을 포함하는 플라즈마 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 에칭 공정은,
상기 처리 용기로 제 3 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 상기 제 2 에칭 공정에서 생성된 잔류물을 제거하는 제 3 에칭 공정을 더 가지고,
상기 제 3 처리 가스는 H2를 포함하는 플라즈마 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 처리 용기로 상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스를 동시에 공급하고, 상기 제 1 에칭 공정과 상기 제 2 에칭 공정을 동시에 행하는 플라즈마 처리 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 처리 용기로 상기 제 2 처리 가스 및 상기 제 3 처리 가스를 동시에 공급하고, 상기 제 2 에칭 공정과 상기 제 3 에칭 공정을 동시에 행하는 플라즈마 처리 방법. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 3 처리 가스는 적어도 N2, Ar 및 He 중 어느 일종의 가스를 더 포함하는 플라즈마 처리 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 처리 가스 및 상기 제 2 처리 가스가 동일 성분인 플라즈마 처리 방법. - 제 1 항, 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에칭 공정 후에, 상기 다층막 재료의 표면을 절연막으로 피복하는 피복 공정을 더 구비하는 플라즈마 처리 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 피복 공정 후에, 상기 처리 용기로 제 4 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜 상기 절연층 및 상기 제 1 자성층을 에칭하는 제 4 에칭 공정을 더 구비하고,
상기 제 1 자성층은 CoFeB를 포함하고,
상기 제 4 처리 가스는 CH4를 포함하는 플라즈마 처리 방법. - 제 1 항, 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라즈마 처리 장치가, 상기 처리 용기 내에 배치되는 제 1 전극과, 상기 제 1 전극에 대하여 대향하여 배치되는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극으로 제 1 주파수의 전력을 공급하는 제 1 전원부와, 상기 제 2 전극으로 제 2 주파수의 전력을 공급하는 제 2 전원부를 더 구비하고,
상기 제 2 전원부로부터 제 2 주파수로서 1 MHz 이하의 주파수의 전력을 상기 제 2 전극으로 공급하여, 상기 처리 용기에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 2 전원부로부터 제 2 주파수로서 400 kHz 이하의 주파수의 전력을 상기 제 2 전극으로 공급하여, 상기 처리 용기 내에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리 방법. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 1 전원부로부터 100 W ~ 300 W의 전력을 상기 제 1 전극으로 공급하여, 상기 처리 용기에 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 처리 방법. - 제 1 항, 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플라즈마 처리 장치가, 상기 처리 공간을 원하는 기압까지 감압할 수 있는 배기부와, 상기 배기부를 제어하는 제어부를 더 구비하고,
상기 제어부가 처리 공간의 압력을 10 mTorr ~ 30 mTorr가 되도록 상기 배기부를 제어하는 플라즈마 처리 방법. - 제 1 항, 제 3 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 공간이 20 mm ~ 30 mm의 갭을 가지는 플라즈마 처리 방법. - 제 1 자성층, 절연층, 제 2 자성층 및 마스크 재료의 순으로 적층된 적층 구조를 포함하는 다층막 재료를 에칭하는 플라즈마 처리 장치로서,
플라즈마가 생성되는 처리 공간을 구획 형성하는 처리 용기와,
상기 처리 공간 내로 처리 가스를 공급하는 가스 공급부와,
상기 가스 공급부를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 마스크 재료를 에칭하여 상기 제 2 자성층 상에 마스크를 형성하고,
상기 처리 용기로 F 또는 불소 화합물을 포함하는 제 1 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜, 상기 마스크 재료에 의해 그 표면에 형성된 변질층을 포함하는 상기 제 2 자성층의 표면을 에칭하고,
상기 처리 용기로 할로겐 원소를 가지는 가스를 포함하는 제 2 처리 가스를 공급하고, 플라즈마를 발생시켜, 상기 마스크를 이용하여 상기 제 2 자성층을 에칭하고, 상기 절연층의 표면에서 에칭을 종료하고,
상기 제 2 자성층은 CoFeB를 포함하고,
상기 절연층은 MgO을 포함하는 플라즈마 처리 장치.
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