(57)【要約】  難エッチング性の金属酸化物層を有するメモリ素子の製造装置及び製造方法を提供する。  金属酸化物層１４を化学構造中に塩素を含むエッチングガスと反応させ、塩化物ガスを生成して、真空排気によって除去し、異方性エッチングする。エッチング生成物２５はエッチング中の温度では蒸気圧が低いため、エッチングされた側壁部に付着し、残留する。これらのエッチング生成物２５は水溶性であるので、エッチング後すぐにエッチングした表面を洗浄液と接触させ、エッチング生成物２５を溶解させることにより除去できる。こうして、金属酸化物層１４がパターン形成されたメモリ素子５を得ることができる。
2012070551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極と下部電極との間に金属酸化物層が配置され、前記上部電極と前記下部電極との間に直流電圧を印加すると、前記直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になることにより情報を記憶することができ、膜厚方向にセンス電流を流し、抵抗値を測定して前記高抵抗状態と前記低抵抗状態とを判別することにより情報を読み出すことができるメモリ素子の製造装置であって、
エッチングガスを供給するガス供給部と、前記エッチングガスをプラズマ化するプラズマ生成部とを有するエッチング室と、
前記エッチング室に接続して配置された洗浄室と、
処理対象物を前記エッチング室から前記洗浄室に搬送する搬送室と、
を有し、
前記エッチング室は、基板上に前記下部電極と前記金属酸化物層と前記上部電極とがこの順に積層された処理対象物が搬入されると、化学構造中に塩素を含むエッチングガスをプラズマ化し、前記金属酸化物層をエッチングして、前記下部電極を露出させるように構成され、
前記洗浄室は、前記処理対象物のエッチングした表面に洗浄液を接触させるように構成されたメモリ素子の製造装置。
【請求項２】
前記金属酸化物層は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなる請求項１記載のメモリ素子の製造装置。
【請求項３】
前記エッチングガスは、Ｃｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4とからなる群より選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のメモリ素子の製造装置。
【請求項４】
上部電極と下部電極との間に金属酸化物が配置され、前記上部電極と前記下部電極との間に直流電圧を印加すると、前記直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になることにより情報を記録することができ、膜厚方向にセンス電流を流し、抵抗値を測定して高抵抗状態と低抵抗状態とを判別することにより情報を読み出すことができるメモリ素子の製造装置であって、
基板上に前記下部電極と前記金属酸化物層と前記上部電極とがこの順に積層された処理対象物上に、前記上部電極が露出するような開口を有する所定のパターンのマスクを配置するマスク工程と、
化学構造中に塩素を含むエッチングガスをプラズマ化し、前記上部電極と前記金属酸化物層をエッチングして、前記下部電極を露出させるエッチング工程と、
前記処理対象物のエッチングした表面に洗浄液を接触させ、前記エッチング工程で生成された金属の塩化物を除去する洗浄工程とを有するメモリ素子の製造方法。
【請求項５】
前記金属酸化物層は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなる請求項４記載のメモリ素子の製造方法。
【請求項６】
前記金属酸化物層のエッチングに用いる前記エッチングガスは、Ｃｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4とからなる群より選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有する請求項４又は請求項５のいずれか１項記載のメモリ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリ素子の製造装置及び製造方法に関し、特に、遷移金属酸化物層を有するメモリ素子の製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、遷移金属酸化物を用いた新しい不揮発性メモリとして抵抗変化メモリ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ、ＲｅＲＡＭ）が注目されている。ＲｅＲＡＭの単一セル構造は、絶縁体または半導体的な電気特性を示す遷移金属酸化物を金属電極で挟んだ単純キャパシタ構造であり、パルス電圧を印加することにより巨大な抵抗変化を発生させることができる。【０００３】
ＲｅＲＡＭは、４Ｆ2（Ｆはメモリセルの製造プロセスにおける最小加工寸法、いわゆる設計ルール）の最小セル面積が可能であり、また多値化が可能である等の特徴をもつ。またＲｅＲＡＭ製造プロセスはＣＭＯＳプロセスとの整合性が良いことから、高集積化によるビットコスト低減が可能であり、ＤＲＡＭやＦｌａｓｈメモリを代替・統合するユニバーサルメモリとして期待されている。【０００４】
メモリの大容量化のためには微細なメモリセルを制御性よく加工する必要があり、またＣＭＯＳプロセスとの親和性の観点から、半導体分野で広く用いられている反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ、ＲＩＥ）による加工プロセスの開発が求められている。【０００５】
ＲｅＲＡＭで使われている抵抗変化膜にはＣｏやＮｉ等の遷移金属が用いられており、これらの材料のフッ化物や塩化物の蒸気圧は低く、難エッチング材料として知られている。このような材料をエッチングした場合、エッチング生成物が素子パターンの側壁に付着しやすく、従来技術ではこの生成物が残留し、ゴミとなって次工程以降の装置を汚染したり、次工程である配線形成工程において断線もしくは絶縁不良の原因となる虞があった。【０００６】
図２（ａ）〜（ｃ）を参照し、従来技術による金属酸化物のパターン形成方法を説明する。
まず、図２（ａ）に示すように、基板１１１上に絶縁層１１２と下部電極１１３と金属酸化物層１１４と第一、第二の金属層１１６、１１７とがこの順に積層された処理対象物の第二の金属層１１７上に、所定のパターンのマスク１２０を形成する。ここでは第一、第二の金属層１１６、１１７が上部電極１１８を構成している。【０００７】
次いで図２（ｂ）に示すように、この処理対象物をエッチング室に搬送し、Ｃｌ2やＢＣｌ3等の塩素系ガスにて下部電極１１３が露出するまでエッチングする。このとき処理対象物のエッチングされた側壁部分にはエッチング生成物１２５が付着する。
次いで図２（ｃ）に示すように、処理対象物を真空雰囲気に維持したまま、アッシング室に搬入し、Ｏ2ガスを用いてプラズマアッシングを行い、マスク１２０を除去する。アッシング後には処理対象物の側壁部分に残留物１２６が見られる。残留物１２６は後工程以降で除去できず、残留することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】再公表特許２００４／００８５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、反応性イオンエッチングにおいて発生するエッチング生成物を除去して、金属酸化物にパターンを良好に形成する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは残留物を検討したところ、残留物はＣｏやＮｉの酸化物であることが分かった。エッチング生成物がＣｏやＮｉの塩化物であることから、酸化物はエッチングの際に生成された塩化物がアッシングの際に酸化されて形成されると考えられる。酸化物は後工程で除去できないが、塩化物は水洗することで溶解できることから本発明を完成させた。【００１１】
係る知見に基づいて成された本発明は、上部電極と下部電極との間に金属酸化物層が配置され、前記上部電極と前記下部電極との間に直流電圧を印加すると、前記直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になることにより情報を記憶することができ、膜厚方向にセンス電流を流し、抵抗値を測定して前記高抵抗状態と前記低抵抗状態とを判別することにより情報を読み出すことができるメモリ素子の製造装置であって、エッチングガスを供給するガス供給部と、前記エッチングガスをプラズマ化するプラズマ生成部とを有するエッチング室と、前記エッチング室に接続して配置された洗浄室と、処理対象物を前記エッチング室から前記洗浄室に搬送する搬送室と、を有し、前記エッチング室は、基板上に前記下部電極と前記金属酸化物層と前記上部電極とがこの順に積層された処理対象物が搬入されると、化学構造中に塩素を含むエッチングガスをプラズマ化し、前記上部電極と前記金属酸化物層をエッチングして、前記下部電極を露出させるように構成され、前記洗浄室は、前記処理対象物のエッチングした表面に洗浄液を接触させるように構成されたメモリ素子の製造装置である。
本発明はメモリ素子の製造装置であって、前記金属酸化物層は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなるメモリ素子の製造装置である。
本発明はメモリ素子の製造装置であって、前記エッチングガスは、Ｃｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4とからなる群より選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有するメモリ素子の製造装置である。
本発明は、上部電極と下部電極との間に金属酸化物が配置され、前記上部電極と前記下部電極との間に直流電圧を印加すると、前記直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になることにより情報を記録することができ、膜厚方向にセンス電流を流し、抵抗値を測定して高抵抗状態と低抵抗状態とを判別することにより情報を読み出すことができるメモリ素子の製造装置であって、基板上に前記下部電極と前記金属酸化物層と前記上部電極とがこの順に積層された処理対象物上に、前記上部電極が露出するような開口を有する所定のパターンのマスクを配置するマスク工程と、化学構造中に塩素を含むエッチングガスをプラズマ化し、前記上部電極と前記金属酸化物層をエッチングして、前記下部電極を露出させるエッチング工程と、前記処理対象物のエッチングした表面に洗浄液を接触させ、前記エッチング工程で生成された金属の塩化物を除去する洗浄工程とを有するメモリ素子の製造方法である。
本発明はメモリ素子の製造方法であって、前記金属酸化物層は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなるメモリ素子の製造方法である。
本発明はメモリ素子の製造方法であって、前記金属酸化物層のエッチングに用いる前記エッチングガスは、Ｃｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4とからなる群より選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有するメモリ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
エッチング生成物を除去できるので、次工程以降の装置を汚染したり、次工程である配線形成工程において断線もしくは絶縁不良を起こしたりせず、ＲｅＲＡＭ製造の歩留まりが向上する。
遷移金属酸化物を反応性イオンエッチングで安定してパターン形成できるので、ＲｅＲＡＭの高集積化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ）〜（ｅ）：本発明のメモリ素子の製造方法を説明する図
【図２】（ａ）〜（ｃ）：従来技術による金属酸化物のパターン形成方法を説明する図
【図３】本発明のメモリ素子の製造装置の内部構成図
【図４】本発明で形成されたメモリ素子を有する記憶装置の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１（ｅ）に本発明で形成されるメモリ素子５の構造を示し、図４にこのメモリ素子５を複数有する記憶装置１の模式図を示す。
図４に示すように、記憶装置１は記憶部６と制御部７とを有している。記憶部６には複数のメモリ素子５が配置されている。
【００１５】
図１（ｅ）に示すように、メモリ素子５は下部電極１３と金属酸化物層１４と第一、第二の金属層１６、１７とを有し、各層１３、１４、１６、１７は絶縁層１２を介して基板１１上にこの順に積層されて配置されている。第一、第二の金属層１６、１７とが上部電極１８を構成している。すなわち、上部電極１８と下部電極１３との間に金属酸化物層１４が配置されている。
【００１６】
基板１１は半導体等から成り、ここではＳｉが用いられており、絶縁層１２は絶縁物から成り、ここではＳｉＯ2である。また下部電極１３と第一、第二の金属層１６、１７は導電性物質から成り、ここでは下部電極１３と第二の金属層１７にはＴｉＮ膜が用いられており、第一の金属層１６にはＡｌ膜が用いられている。
金属酸化物層１４は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなる。
【００１７】
上部電極１８と下部電極１３との間に直流電圧が印加されると、メモリ素子５は、直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と、高抵抗状態より抵抗値の低い低抵抗状態のいずれか一方の状態になるようになっている。
本実施例では、上部電極１８を陽極とし、下部電極１３を陰極として、パルス状の正電圧が印加されると、メモリ素子５は低抵抗状態になり、パルス状の負電圧が印加されると、高抵抗状態になるように構成されているが、パルス状の正電圧が印加されると、高抵抗状態になり、パルス状の負電圧が印加されると、低抵抗状態になるように構成されていてもよい。
【００１８】
下部電極１３の表面は部分的に露出され、第二の金属層１７と下部電極１３にはそれぞれ第一、第二の接続端子が電気的に接続されている。
図４の符号７１ａ、７１ｂは第一、第二の接続端子を示している。
【００１９】
制御部７から一のメモリ素子５の第一、第二の接続端子７１ａ、７１ｂの間に直流電圧を印加すると、直流電圧の極性に応じて、この一のメモリ素子５は高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になる。低抵抗状態と高抵抗状態とをそれぞれ１と０に対応づけることにより、１／０の情報を記録することができる。
【００２０】
また制御部７から第一、第二の接続端子７１ａ、７１ｂを介して一のメモリ素子５の膜厚方向にセンス電流を流し、この一のメモリ素子５の抵抗値を測定して、測定値を高抵抗状態と低抵抗状態に判別することにより、この一のメモリ素子５に記憶された情報を読み出すことができる。
【００２１】
図３に本発明であるメモリ素子の製造装置５０を示す。
メモリ素子の製造装置５０は、処理対象物に所定のパターンを形成するエッチング室３０と、エッチング生成物を除去する洗浄室５２と、処理対象物をエッチング室３０から洗浄室５２に搬送する搬送室５１とを有している。
【００２２】
エッチング室３０は、真空槽３９と、真空槽３９内にエッチングガスを供給するガス供給部３１と、供給されたエッチングガスをプラズマ化するプラズマ生成部４２と、真空槽３９内を真空排気する真空排気部３２と、真空層３９内に配置された処理対象物の温度を制御する温度制御部３８とを有している。
【００２３】
真空槽３９の内部には処理対象物を載置するためのステージ３６が設けられている。
温度制御部３８はステージ３６に接続され、例えばステージ３６に設けられた不図示の冷却パイプに温度制御した熱媒体を流すことにより、ステージ３６上に載置される処理対象物の温度を制御できるようにされている。
【００２４】
プラズマ生成部４２はＲＦアンテナ３３とプラズマ用マッチングボックス３７ａとプラズマ用高周波電源３４とを有している。ＲＦアンテナ３３は真空槽３９の上方に設置され、プラズマ用マッチングボックス３７ａを介してプラズマ用高周波電源３４に電気的に接続されており、プラズマ用高周波電源３４からＲＦアンテナ３３に高周波電圧を印加すると、誘導結合により、真空槽３９内に供給されたエッチングガスをプラズマ化できるようにされている。
【００２５】
またステージ３６にはバイアス用マッチングボックス３７ｂを介してバイアス用高周波電源３５が電気的に接続されており、バイアス用高周波電源３５からステージ３６に高周波電圧を印加すると、ステージ３６上に電場を形成して、プラズマ中のイオンをステージ３６側に引き込んで処理対象物に衝突させ、処理対象物を異方性エッチングできるようにされている。
【００２６】
ガス供給部３１は、真空槽３９の外部に設置されて、真空槽３９内部に接続され、真空槽３９内にエッチングガスを供給可能にされている。
真空排気部３２は、真空槽３９の外部に設置されて、真空槽３９内部に接続され、真空槽３９内を真空排気可能にされている。
【００２７】
搬送室５１は、エッチング室３０の真空槽３９に第一のゲートバルブ５５ａを介して気密に接続され、洗浄室５２は、搬送室５１に第二のゲートバルブ５５ｂを介して気密に接続されている。
搬送室５１は不図示の真空排気手段を有し、第一、第二のゲートバルブ５５ａ、５５ｂを閉じた状態で、搬送室５１内を真空排気できるように構成されている。
【００２８】
本発明であるメモリ素子の製造方法を説明する。
第一、第二のゲートバルブ５５ａ、５５ｂを閉じて、エッチング室３０の真空槽３９内と搬送室５１内をあらかじめ真空排気して真空雰囲気に維持しておく。また洗浄室５２内に酸素を含有しない不活性ガスを導入して、大気圧にしておく。
【００２９】
図１（ａ）に示すように、基板１１上に、絶縁層１２と下部電極１３と金属酸化物層１４と第一、第二の金属層１６、１７とがこの順序で積層された処理対象物を用いる。
まずマスク工程として、図１（ｂ）に示すように、第二の金属層１７上に、フォトレジストを塗布し、所定のパターンを露光し、現像して、開口を有するマスク２０を形成する。マスク２０の開口部の底面には第二の金属層１７が露出する。
【００３０】
あるいは、第二の金属層１７上にインプリントレジストを塗布し、所定のパターンの凹凸を有する原板を押し当てて、開口を有するマスク２０を形成し、開口の底面に第二の金属層１７を露出させてもよい。
次いで、エッチング工程として、この処理対象物１０を、図３を参照し、エッチング室３０の真空槽３９内に真空雰囲気を維持しながら搬入し、マスク２０側の表面が露出するような向きでステージ３６上に載置する。
【００３１】
温度制御部３８を動作させ、ステージ３６の不図示の冷却パイプに温度制御した熱媒体を流し、エッチング中の処理対象物１０の温度を２０℃〜８０℃の範囲に保持する。
ガス供給部３１から第一のエッチングガスを供給し、真空槽３９内を０．１Ｐａ〜２．０Ｐａの圧力に保持する。第一のエッチングガスには化学構造中に塩素を含有するガスを用い、例えばＣｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4の群から選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有するガスである。ＢＣｌ3を使用する場合には、重合性を希釈するため、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）を添加してもよい。
【００３２】
プラズマ用高周波電源３４を起動し、ＲＦアンテナ３３に交流電流を流し、ＲＦアンテナ３３から真空槽３９内に電波を放射させ、第一のエッチングガスを励起して、プラズマ化し、塩素イオンや塩素ラジカル等の活性種を生成する。またバイアス用高周波電源３５を起動し、処理対象物１０にバイアス電圧を印加して、生成された塩素イオンを処理対象物１０に入射させ、異方性のエッチング処理を行う。
【００３３】
ここでは、ステージ３６を囲むようにシールド４１が設けられており、エッチング生成物の真空槽３９の内壁への付着が防止されている。
異方性のエッチング処理により金属酸化物層１４が露出したら、プラズマ用高周波電源３４とバイアス用高周波電源３５の動作をそれぞれ停止し、かつガス供給部３１からの第一のエッチングガスの供給を停止する。
【００３４】
第一のエッチングガスを真空排気し、真空槽３９内の圧力が低下した後、ガス供給部３１から第二のエッチングガスの供給を開始する。真空槽３９内はレジスト（マスク２０）との選択比に応じて０．１Ｐａ〜１０Ｐａの圧力に保持する。第二のエッチングガスには化学構造中に塩素を組成に含むガスを用い、例えばＣｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4の群から選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有するガスである。ＢＣｌ3を使用する場合には、重合性を希釈するため、希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ）を添加してもよい。
【００３５】
次いで、プラズマ用高周波電源３４とバイアス用高周波電源３５を動作させ、プラズマ中の塩素イオンにより、露出している金属酸化物層１４を第二のエッチングガスと反応させ、塩化物ガスを生成して、真空排気によって塩化物ガスを除去することで、異方性エッチングする。
【００３６】
このとき図１（ｃ）に示すように、処理対象物１０のエッチングされた側壁部分には金属酸化物層１４に含まれる金属の塩化物からなるエッチング生成物２５が付着し、残留する。これは一般に、金属酸化物層１４に含まれる金属の塩化物は融点、沸点が高く、エッチング中の温度では蒸気圧が低いためである。
【００３７】
下部電極１３が露出したら、プラズマ用高周波電源３４とバイアス用高周波電源３５の動作をそれぞれ停止し、かつガス供給部３１からの第二のエッチングガスの供給を停止する。
搬送室５１にはここでは搬送用のロボット６５が設けられている。搬送室５１を真空排気しておき、真空槽３９内の圧力が低下した後、第一のゲートバルブ５５ａを開いて、真空槽３９内から搬送室５１内に処理対象物１０を移動させ、第一のゲートバルブ５５ａを閉じる。次いで、搬送室５１内に酸素を含有しない不活性ガスを導入して、搬送室５１内の圧力を大気圧まで上げる。
【００３８】
洗浄室５２内には、処理対象物を載置できる洗浄ステージ６１と、洗浄ステージ６１に載置された処理対象物に洗浄液を噴射するシャワーノズル６２とが配置されている。
第二のゲートバルブ５５ｂを開き、処理対象物１０を搬送室５１から洗浄室５２に搬入し、洗浄ステージ６１上に置く。
【００３９】
次いで洗浄工程として、処理対象物１０のエッチングした表面にシャワーノズル６２から洗浄液を噴霧して、処理対象物１０のエッチングした表面を洗浄液と接触させて洗浄処理を行う。
ここでは洗浄方法としてシャワー式を説明したが、本発明はこれに限定されず、超音波ディップ式等の他の洗浄方法で処理対象物１０のエッチングした表面を洗浄液と接触させて洗浄処理をしても良い。
【００４０】
洗浄液としては、純水、イオン交換水、マイクロ・ナノバブル水などの水や、エタノール、メタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、エチルエーテルなどの有機溶媒のうち一種類又は二種類以上の混合物を用いる。
エッチング生成物２５は、例えばＣｏＣｌ2やＮｉＣｌ2等の水溶性及びアルコール可溶性の金属の塩化物であり、図１（ｄ）に示すように、洗浄液による洗浄処理によりエッチング生成物２５は洗浄液に溶解して、除去される。
【００４１】
ここで、搬送室５１にて処理対象物１０を大気に接触させてからから洗浄室５２にて洗浄を開始するまでに要する時間は５分以内が望ましい。なぜならば、処理対象物１０を大気に出すと、処理対象物１０の表面に残留していた塩素が大気中の水分と反応しＨＣｌを形成する。処理対象物１０にＨＣｌにて腐食される材料（例えばＡｌ）を使っていると、そこに腐食（コロージョン）が発生する虞があるからである。
【００４２】
洗浄処理を終えた後、遠心力による乾燥や、高温気体の吹き付けなどによって処理対象物を乾燥させ、次いで、不図示のアッシング室に処理対象物を搬入し、Ｏ2ガスを用いてプラズマアッシングを行う。励起したＯ2ガスから生じた酸素イオンや酸素ラジカルがマスク２０を酸化、分解させて、マスク２０が除去される。
処理対象物の側壁部分のエッチング生成物２５はアッシング前に除去されており、アッシング後に側壁部分に酸化物から成る残留物が残留することはない。
このようにして図１（ｅ）に示すように金属酸化物層１４にパターン形成が成されたメモリ素子５が得られる。
【符号の説明】
【００４３】
５……メモリ素子
１３……下部電極
１４……金属酸化物層
１８……上部電極
２０……マスク
３０……エッチング室
３１……ガス供給部
４２……プラズマ生成部
５０……メモリ素子の製造装置
５１……搬送室
５２……洗浄室
【図１】
2012070551.tif 000003
【図２】
2012070551.tif 000004
【図３】
2012070551.tif 000005
【図４】
2012070551.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月18日(2012.6.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
制御部７から一のメモリ素子５の第一、第二の接続端子７１ａ、７１ｂの間に直流電圧を印加すると、直流電圧の極性に応じて、この一のメモリ素子５は高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になる。低抵抗状態と高抵抗状態とをそれぞれ１と０に対応づけることにより、１／０の情報を記憶することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
洗浄室５２内には、処理対象物１０を載置できる洗浄ステージ６１と、洗浄ステージ６１に載置された処理対象物１０に洗浄液を噴射するシャワーノズル６２とが配置されている。
第二のゲートバルブ５５ｂを開き、処理対象物１０を搬送室５１から洗浄室５２に搬入し、洗浄ステージ６１上に置く。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
洗浄処理を終えた後、遠心力による乾燥や、高温気体の吹き付けなどによって処理対象物１０を乾燥させ、次いで、不図示のアッシング室に処理対象物１０を搬入し、Ｏ2ガスを用いてプラズマアッシングを行う。励起したＯ2ガスから生じた酸素イオンや酸素ラジカルがマスク２０を酸化、分解させて、マスク２０が除去される。
処理対象物１０の側壁部分のエッチング生成物２５はアッシング前に除去されており、アッシング後に側壁部分に酸化物から成る残留物が残留することはない。
このようにして図１（ｅ）に示すように金属酸化物層１４にパターン形成が成されたメモリ素子５が得られる。
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月11日(2013.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
係る知見に基づいて成された本発明は、上部電極と下部電極との間に金属酸化物層が配置され、前記上部電極と前記下部電極との間に直流電圧を印加すると、前記直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になることにより情報を記憶することができ、膜厚方向にセンス電流を流し、抵抗値を測定して前記高抵抗状態と前記低抵抗状態とを判別することにより情報を読み出すことができるメモリ素子の製造装置であって、エッチングガスを供給するガス供給部と、前記エッチングガスをプラズマ化するプラズマ生成部とを有するエッチング室と、前記エッチング室に接続して配置された洗浄室と、処理対象物を前記エッチング室から前記洗浄室に搬送する搬送室と、を有し、前記エッチング室は、基板上に前記下部電極と前記金属酸化物層と前記上部電極とがこの順に積層された処理対象物が搬入されると、化学構造中に塩素を含むエッチングガスをプラズマ化し、前記金属酸化物層をエッチングして、前記下部電極を露出させるように構成され、前記洗浄室には、前記エッチングガスと前記金属酸化物層に含まれる金属との反応生成物である金属塩化物を溶解する洗浄液を、前記処理対象物のエッチングした表面に接触させる装置が設けられ、前記金属塩化物は、酸化する前に前記洗浄液で溶解され、除去されるように構成されたメモリ素子の製造装置である。
本発明はメモリ素子の製造装置であって、前記金属酸化物層は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなるメモリ素子の製造装置である。
本発明はメモリ素子の製造装置であって、前記エッチングガスは、Ｃｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4とからなる群より選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有するメモリ素子の製造装置である。
本発明は、上部電極と下部電極との間に金属酸化物が配置され、前記上部電極と前記下部電極との間に直流電圧を印加すると、前記直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になることにより情報を記録することができ、膜厚方向にセンス電流を流し、抵抗値を測定して高抵抗状態と低抵抗状態とを判別することにより情報を読み出すことができるメモリ素子の製造方法であって、基板上に前記下部電極と前記金属酸化物層と前記上部電極とがこの順に積層された処理対象物上に、前記上部電極が露出するような開口を有する所定のパターンのマスクを配置するマスク工程と、化学構造中に塩素を含むエッチングガスをプラズマ化し、前記上部電極と前記金属酸化物層をエッチングして、前記下部電極を露出させるエッチング工程と、前記処理対象物のエッチングした表面に洗浄液を接触させ、前記エッチング工程で生成された金属の塩化物を除去する洗浄工程とを有するメモリ素子の製造方法である。
本発明はメモリ素子の製造方法であって、前記金属酸化物層は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなるメモリ素子の製造方法である。
本発明はメモリ素子の製造方法であって、前記金属酸化物層のエッチングに用いる前記エッチングガスは、Ｃｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4とからなる群より選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有するメモリ素子の製造方法である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部電極と下部電極との間に金属酸化物層が配置され、前記上部電極と前記下部電極との間に直流電圧を印加すると、前記直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になることにより情報を記憶することができ、膜厚方向にセンス電流を流し、抵抗値を測定して前記高抵抗状態と前記低抵抗状態とを判別することにより情報を読み出すことができるメモリ素子の製造装置であって、
エッチングガスを供給するガス供給部と、前記エッチングガスをプラズマ化するプラズマ生成部とを有するエッチング室と、
前記エッチング室に接続して配置された洗浄室と、
処理対象物を前記エッチング室から前記洗浄室に搬送する搬送室と、
を有し、
前記エッチング室は、基板上に前記下部電極と前記金属酸化物層と前記上部電極とがこの順に積層された処理対象物が搬入されると、化学構造中に塩素を含むエッチングガスをプラズマ化し、前記金属酸化物層をエッチングして、前記下部電極を露出させるように構成され、
前記洗浄室には、前記エッチングガスと前記金属酸化物層に含まれる金属との反応生成物である金属塩化物を溶解する洗浄液を、前記処理対象物のエッチングした表面に接触させる装置が設けられ、
前記金属塩化物は、酸化する前に前記洗浄液で溶解され、除去されるように構成されたメモリ素子の製造装置。
【請求項２】
前記金属酸化物層は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなる請求項１記載のメモリ素子の製造装置。
【請求項３】
前記エッチングガスは、Ｃｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4とからなる群より選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有する請求項１又は請求項２のいずれか１項記載のメモリ素子の製造装置。
【請求項４】
上部電極と下部電極との間に金属酸化物が配置され、前記上部電極と前記下部電極との間に直流電圧を印加すると、前記直流電圧の極性に応じて高抵抗状態と低抵抗状態のいずれか一方の状態になることにより情報を記録することができ、膜厚方向にセンス電流を流し、抵抗値を測定して高抵抗状態と低抵抗状態とを判別することにより情報を読み出すことができるメモリ素子の製造方法であって、
基板上に前記下部電極と前記金属酸化物層と前記上部電極とがこの順に積層された処理対象物上に、前記上部電極が露出するような開口を有する所定のパターンのマスクを配置するマスク工程と、
化学構造中に塩素を含むエッチングガスをプラズマ化し、前記上部電極と前記金属酸化物層をエッチングして、前記下部電極を露出させるエッチング工程と、
前記処理対象物のエッチングした表面に洗浄液を接触させ、前記エッチング工程で生成された金属の塩化物を除去する洗浄工程とを有するメモリ素子の製造方法。
【請求項５】
前記金属酸化物層は、Ａｌ2Ｏ3と、Ｙ2Ｏ5と、ＨｆＯ2と、ＴｉＯ2と、ＣｏＯと、ＮｉＯとからなる群より選択される一の金属酸化物からなる請求項４記載のメモリ素子の製造方法。
【請求項６】
前記金属酸化物層のエッチングに用いる前記エッチングガスは、Ｃｌ2と、ＢＣｌ3と、ＳｉＣｌ4とからなる群より選択される一のガス又は二以上の混合ガスを含有する請求項４又は請求項５のいずれか１項記載のメモリ素子の製造方法。
【国際調査報告】
2012070551.tif 000007
2012070551.tif 000008