(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の絶縁膜が有する第一の開口部に第一の金属膜を埋め込むことにより第一の電極を形成する第一の工程と、
前記第一の絶縁膜の上方に成膜された第二の絶縁膜に前記第一の電極を露出させ断面形状がディンプル状の形状である第二の開口部を形成する第二の工程と、
前記第二の絶縁膜の上方に多層素子膜を成膜する第三の工程と、
前記多層素子膜の上方に成膜された第二の電極となる第二の金属膜をエッチバックまたは研磨することにより前記多層素子膜の窪みに埋め込まれた前記第二の金属膜以外の前記第二の金属膜を除去する第四の工程と、
前記多層素子膜の窪みに埋め込まれた前記第二の金属膜をマスクとして前記多層素子膜をプラズマエッチングする第五の工程とを有し、
前記多層素子膜は、第一の磁性体膜と前記第一の磁性体膜の上方に配置された金属酸化膜と前記金属酸化膜の上方に配置された第二の磁性体膜を含み、
平面図における前記第二の開口部は、前記平面図における前記第一の開口部を含む
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項２】
第一の絶縁膜が有する第一の開口部に第一の金属膜を埋め込むことにより第一の電極を形成する第一の工程と、
前記第一の絶縁膜の上方に成膜された第二の絶縁膜に前記第一の電極を露出させ断面形状が垂直形状である第二の開口部を形成する第二の工程と、
前記第二の絶縁膜の上方に多層素子膜を成膜する第三の工程と、
前記多層素子膜の上方に成膜された第二の電極となる第二の金属膜をエッチバックまたは研磨することにより前記多層素子膜の窪みに埋め込まれた前記第二の金属膜以外の前記第二の金属膜を除去する第四の工程と、
前記多層素子膜の窪みに埋め込まれた前記第二の金属膜をマスクとして前記多層素子膜をプラズマエッチングする第五の工程とを有し、
前記多層素子膜は、第一の磁性体膜と前記第一の磁性体膜の上方に配置された金属酸化膜と前記金属酸化膜の上方に配置された第二の磁性体膜を含み、
平面図における前記第二の開口部は、前記平面図における前記第一の開口部を含む
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれか一項に記載のデバイスの製造方法において、
前記第五の工程は、クラスターイオンビームを用いて行われる
ことを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスの製造方法およびプラズマ処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代のデバイス、例えばメモリとしてリフレッシュのための電気的なエネルギーを必要としない不揮発性、書き換えの高速動作性、および書き込み寿命確保の観点で近年新しい種類の素子開発が進行されてきている。また、ロジックデバイスへの適用では、低リーク電流、配線遅延の回避も新しい素子には必要とされる。
【０００３】
これらのニーズから磁気抵抗メモリ（Magnetoresistive Random Access Memory：以下、ＭＲＡＭと称する）や相変化メモリ（Phase Change Random Access Memory：以下ＰＲＡＭと称する）の開発が進められている。これらのデバイスの製造工程では、素子パターンの形成方法として、成膜前後の取り扱い方、エッチング処理、エッチング後のクリーニング処理等にはいろいろな技術が開発されている。
【０００４】
特許文献１には、反応性ガスと、反応性ガスより低沸点のガスとからなる混合ガスを、液化しない範囲の圧力で噴出部から所定の方向に断熱膨張させながら噴出させ、反応性クラスタを生成し、真空処理室内の試料に噴射して試料表面を加工する方法が開示されている。また非特許文献１には、いろいろな材料に対するクラスターイオンビームによるエッチングイールドが記載されており、また非特許文献２には、ビームの入射角に対する平坦化依存性が開示されている。一般に入射角に対して６０度近辺、表面に対して３０度近辺での入射が最もイールド（収率）が良くなることが知られている。
【０００５】
更にクラスターイオンビームを用いると、このイールドの変化が大きくなることが一般的には知られている。また非特許文献３には、Ｔａ等の金属膜もイオンの入射角度にイールドが大きく依存することも示されている。
【０００６】
また特許文献２に記載があるような、高融点材料や金属酸化物は、高温でないと残渣なくきれいにエッチングできないことは広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第５５７５６４８号公報
【特許文献２】特開平１０−１６３１７９号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】航空電子技法No.27 (2004.3)  技術紹介１“ガスクラスターイオンビームを用いた高精度ナノ加工技術”
【非特許文献２】航空電子技法No.28 (2005.3)  技術紹介１“ガスクラスターイオンビームを用いた固体表面の超平坦化法”
【非特許文献３】第60 回応用物理学会春季学術講演会  講演予稿集（2013 春）27p-A3-12  “Ta マスクの形状制御のための斜め入射イオンによるスパッタリング解析”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
デバイス製造、例えばＭＲＡＭの製造において、強磁性体金属膜をプラズマエッチングにより高精度に微細なパターニングする加工は難しい。これら被エッチング材料である金属膜は、一般的にエッチングガスと反応して生成される反応生成物の蒸気圧が低く、また再入射したときの付着確率が大きい。このためエッチングされた飛散した生成物が加工された面に再付着し、取りきれない場合は、徐々に付着していく。このためにマスクパターンに対して深い位置を加工すればするほど、パターンが太り、通常言われるテーパ形状の加工断面を呈する。金属化合物である誘電体材料のエッチングでも同様の現象がたびたび発生する。このように、垂直に高精度にマスクに忠実な形状で垂直に加工するのは難しい。このため、被加工物（ウェハ）の温度を材料が許容できるまで、もしくはデバイス特性を損なわない温度まで上げて、ウェハの加工表面を高温にしてエッチングすると、反応生成物の付着確率が低下する。こうして、テーパ形状から垂直形状に改善してデバイス素子を形成することができる。
【００１０】
しかしながら、これらの強磁性体金属膜や金属誘電体の処理を上記のように実施したとしても、ウェハ全面に良好なデバイス動作を得るには大きな問題がある。エッチング処理室では様々な反応生成物が存在し付着していてエッチング処理室の壁などにも付着しており、再脱離して処理前中のウェハに再入射してくる。このため、壁面もホットウオールと呼ばれるように高温に管理したり、壁表面に蓄積しないようにイオンやプラズマに接する壁になるようにしたりするような工夫がされる。
【００１１】
このように垂直加工のための施策は、プラズマの制御、反応ウェハ温度、および壁面の制御に及んでいる。しかしながら、被加工物であるデバイスの構造についての改善は試みられていない。また、通常素子のコンタクトホールや下電極等の構造が下面に形成されたうえに素子材料をデポジションして、パターンを露光する。このときに強磁性体金属膜や金属誘電体膜があると、合わせ精度を確保するのが難しくなる。もしくは余分な合わせ加工のための処理が必要になる。
【００１２】
更に、素子に使われる材料によっては、最近の微細なパターンを形成するための高エネルギー照射や、真空加工の途中で大気開放することによる酸化などで素子の電気特性を劣化させる場合がある。
【００１３】
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、エッチング形状を垂直に制御でき、自己整合的に合わせ精度が確保でき、素子の電気特性劣化を防止しうるデバイスの製造方法およびプラズマ処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するための一実施形態として、第１絶縁膜に埋め込まれた第一電極を形成する第一工程と、
前記第一電極の上部に配置され前記第一電極が露出するような開口部を有する第２絶縁膜を形成する第二工程と、
前記開口部を有する前記第２絶縁膜及び前記第一電極を覆うように多層素子膜を形成する第三工程と、
前記開口部の位置に対応して自己整合的に形成された前記多層素子膜の窪みにエッチングマスクを埋設する第四工程と、
前記エッチングマスクをマスクとして前記多層素子膜をエッチングする第五工程と、
その後、前記多層素子膜を包むように保護膜を形成する第六工程と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法とする。
【００１５】
また、ディンプルを覆って形成された加工層の、前記ディンプルに対応する位置に自己整合的に形成された窪みに埋設されたエッチングマスクを有する基板を準備する工程と、
真空処理装置内において、前記エッチングマスクに対して露出した領域の前記加工層を、クラスターイオンビームを用いて加工する工程と、
を有することを特徴とするプラズマ処理方法とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、エッチング形状を垂直に制御でき、自己整合的に合わせ精度が確保でき、素子の電気特性劣化を防止しうるデバイスの製造方法およびプラズマ処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、第一の電極が形成された状態を示す。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、第一の電極を覆って絶縁膜が形成された状態を示す。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、絶縁膜を介して第一の電極上部に型材が形成された状態を示す。
【図１Ｄ】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、型材が露出するようにエッチングマスクが形成された状態を示す。
【図１Ｅ】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、型材の表面がエッチングマスクの表面に揃うように平坦化された状態を示す。
【図１Ｆ】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、型材が除去され開口部を有するエッチングマスクが形成された状態を示す。
【図１Ｇ】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、エッチングマスクを用いて絶縁膜がエッチングされてディンプルが形成されエッチングマスクが除去された状態を示す。
【図１Ｈ】本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す平面図であり、エッチングマスクを用いて絶縁膜がエッチングされてディンプルが形成されエッチングマスクが除去された状態を示す。
【図２Ａ】本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、絶縁膜を介して第一の電極の上部に開口部を有するエッチングマスクが形成された状態を示す。
【図２Ｂ】本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、エッチングマスクを用いて絶縁膜がエッチングされてディンプルが形成された状態を示す。
【図２Ｃ】本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗素子のディンプル製造工程を示す断面図であり、絶縁膜にディンプルが形成された後エッチングマスクが除去された状態を示す。
【図３Ａ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子の磁性材料層形成までの製造工程を示す断面図であり、ディンプルが形成された絶縁膜上に導電膜が形成された状態を示す。
【図３Ｂ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子の磁性材料層形成までの製造工程を示す断面図であり、導電膜上に第一の磁性体膜が形成された状態を示す。
【図３Ｃ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子の磁性材料層形成までの製造工程を示す断面図であり、第一の磁性体膜上に障壁層ＭｇＯ膜が形成された状態を示す。
【図３Ｄ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子の磁性材料層形成までの製造工程を示す断面図であり、障壁層ＭｇＯ膜上に第二の磁性体膜が形成された状態を示す。
【図４Ａ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子のパターン形成、保護膜形成までの製造工程を示す断面図であり、第二の磁性体膜上にストッパ導電膜が形成された状態を示す。
【図４Ｂ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子のパターン形成、保護膜形成までの製造工程を示す断面図であり、ストッパ導電膜上に第二の電極が形成された状態を示す。
【図４Ｃ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子のパターン形成、保護膜形成までの製造工程を示す断面図であり、第二の電極の表面がストッパ導電膜の表面に揃うように平坦化されディンプルの上部の窪みに第二の電極が埋設された状態を示す。
【図４Ｄ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子のパターン形成、保護膜形成までの製造工程を示す断面図であり、埋設された第二の電極をエッチングマスクとしてストッパ導電膜がエッチングされた状態を示す。
【図４Ｅ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子のパターン形成、保護膜形成までの製造工程を示す断面図であり、第二の電極をエッチングマスクとして第二の磁性体膜、障壁層ＭｇＯ膜、第一の磁性体膜がエッチングされた状態を示す。
【図４Ｆ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子のパターン形成、保護膜形成までの製造工程を示す断面図であり、第二の電極をエッチングマスクとして導電膜がエッチングされた状態を示す。
【図４Ｇ】本発明の第１又は第２の実施例に係る磁気抵抗素子のパターン形成、保護膜形成までの製造工程を示す断面図であり、エッチングマスクとして用いられた第二の電極及びディンプルを有する絶縁膜を覆って保護膜が形成された状態を示す。
【図５Ａ】本発明の第３の実施例に係る磁気抵抗素子の製造工程を示す断面図であり、第一の電極が露出するように垂直加工された開口部を有する絶縁膜が形成された状態を示す。
【図５Ｂ】本発明の第３の実施例に係る磁気抵抗素子の製造工程を示す断面図であり、絶縁膜の開口部内に第二の電極をエッチングマスクとして多層下層膜がエッチングされた状態を示す。
【図５Ｃ】本発明の第３の実施例に係る磁気抵抗素子の製造工程を示す断面図であり、エッチングマスクとして用いられた第二の電極及び開口部を有する絶縁膜を覆って保護膜が形成された状態を示す。
【図６】本発明の各実施例におけるデバイスの製造方法を説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
発明者らは、デバイスの製造方法において、コンタクトホールが形成された電極部分に垂直、もしくはディンプル状になだらかな底面を持つ窪みを設け、それに素子材を順次成膜し、最後にエッチングのマスク材を形成して、平坦化することとした。これにより、自己整合的に窪みに対応したエッチングマスクが形成できる。また、このエッチングマスクを用いて素子材を加工していくと、素子は窪みのために斜めになって縦方向に厚くなる。しかしながら、基板（ウェハ）の表面に垂直にイオンが入射するが、この素子面の斜めの角度のために、スパッタイールドが増大するので問題ない。更にクラスターイオンビームを用いると、更にイオンの斜め入射効果が増大し、より垂直に加工できるようになる。
【００１９】
上記の製法とすることにより、素子材の成膜後高エネルギーを照射するパターニングのための露光工程が省略され、素子の電気的なダメージを抑制して生産できるメリットがある。また斜め入射イオンによる加工が利用できるので、素子の側壁の垂直加工性が得られ、微細化に優位である。更に、デバイスの製造方法において、素子材の成膜からエッチング、ＳｉＮ保護膜形成まで一度も大気雰囲気に接触させず、装置内（真空中）インラインで形成することができるので、表面材料の空気中の水分等との反応による酸化などを防止でき、デバイス特性の劣化を抑制できる。
【００２０】
以下、本発明について実施例により説明する。なお、実施例では主にＭＲＡＭについて説明するが本発明はこれに限定されない。また、同一符号は同一構成要素を示す。
【実施例１】
【００２１】
本発明の第１の実施例に係るＭＲＡＭの製造方法について図面を用いて説明する。本実施例では、特に、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）のキャパシタに相当する磁気トンネル接合（Magnetic Tunnel Junction：以下、ＭＴＪと称する）の形成方法について説明する。
【００２２】
先ず、ディンプルの製造工程について図１Ａ〜図１Ｈ、図６を用いて説明する。ディンプルの製造工程は、図６に示すデバイスの製造方法を説明するためのフロー図におけるステップＳ６０１〜ステップＳ６０２に対応する。図１Ａに示すように、予め絶縁膜１０１に離間して形成されたスルーホール１０３の中に第一の電極１０２を形成する。
【００２３】
次に図１Ｂに示すように、ディンプル用絶縁膜１０４を形成する。次いで第一の電極１０２に目合わせ型材１０５を形成する。この型材１０５は、アモルファスカーボンで形成されており、その形成のためには、公知のＣＣＤ素子等のレンズ加工と同等の手法で形成した。簡単に説明すると、矩形のレジストパターンを形成して、リフローして角を丸めた後に、エッチング加工して、下層のアモルファスカーボンに略半球形状のパターンを形成した。
【００２４】
この基板にエッチングマスク１０６をスピンコートで塗布した（図１Ｄ）。型材１０５の表面を軽く平坦化（図１Ｅ）して、図１Ｆに示すように、型材１０５のアモルファスカーボンを除去した。
【００２５】
この形成された開口部２０６を有するエッチングマスク１０６を用いて、ディンプル用絶縁膜１０４をエッチング加工し、このエッチングマスク１０６を除去した断面図が図１Ｇ、平面図が図１Ｈである。ディンプル１０７が、第一の電極１０２に目合わせして形成される。
【００２６】
次に、図３Ａ〜図３Ｄを用いて、ディンプル形成後から磁性材料層形成までの製造フローを説明する。ディンプル形成後から磁性材料層形成までの製造工程は、図６に示すステップＳ６０３に対応する。図１Ｇで示したようにディンプルが形成された基板（ウェハ）を、複数の処理室が真空中搬送で連結された真空処理装置に投入する。最初に、第一の電極１０２の上に形成された変質層や酸化膜層を除去する工程（図示せず）を実施するのは言うまでもない。次に図３Ａに示すように導電膜１１０を原子層ごとに等方的に積み上げて行くコンフォーマブルな手法で形成する。引き続き、図３Ｂに示すように、第一の磁性体膜１２０をスパッタリングで形成した。同様に障壁層ＭｇＯ膜１３０（図３Ｃ）、第二の磁性体膜１４０（図３Ｄ）を形成した。これらの成膜は順次成膜材料ごとの異なる処理室に減圧下で搬送され実施された。
【００２７】
引き続き、磁気抵抗素子のパターン形成、保護膜形成までの製造フローについて図４Ａ〜図４Ｇを用いて説明する。これらの製造工程は、図６のステップＳ６０４からステップＳ６０６に対応する。本実施例においてこれらの製造工程は、先の真空処理装置内において真空から取り出すことなく処理を続行した。先ず真空減圧下で、図４Ａに示すように、ストッパ導電膜１５０を形成し、次いでＴａ等の第二の電極１６０が成膜される（図４Ｂ）。次に平坦化プロセスを実施して、Ｔａ等の第二の電極１６０のパターンを形成し、すなわち、ディンプル用絶縁膜１０４のディンプル１０７の位置に対応して自己整合的に形成された多層素子膜の窪みに第二の電極を埋設した（図４Ｃ）。なお、多層素子膜とは素子を構成する主要な膜であり、本実施例では第一及び第二の磁性体膜及び障壁層ＭｇＯ膜を含む多層膜を指す。ストッパ導電膜１５０は、第二の電極を埋設する際の加工ストッパの機能を有し、導電性を有するため加工後は第二の電極の一部として機能する。埋設された第二の電極は、以降のエッチングのマスク材として用いる。なお、第二の電極を平坦化する際に、第一及び第二の磁性膜や障壁層ＭｇＯ膜などのダメージを受けやすい膜は、ストッパ導電膜１５０で覆われているために、一旦大気下に取り出して、ダマシン（ＣＭＰ）等の化学機械的な加工で平坦化することもできる。本実施例では、真空減圧下で、引き続きＴａエッチバック等で平坦化処理を実施した。
【００２８】
次に、図４Ｄに示すように形成された、Ｔａ等の第二の電極１６０のパターンをエッチングマスクとして下層膜であるストッパ導電膜１５０にエッチング加工を施す。このときエッチングに使われるガスや方式は適切に選択される必要がある。通常のイオン性の垂直エッチングとしても良いし、クラスターイオンビームを利用したエッチングを選択しても良い。クラスターイオンビームを用いたエッチングがより垂直加工が容易である場合が多い。順次エッチングガスや条件を変えて加工を進め（図４Ｄ〜図４Ｅ）、図４Ｆに示すように導電膜１１０がエッチングされ、ディンプル用絶縁膜が露出する状態までエッチングを進行させる。引き続き、素子全体を包み込むようにＳｉＮ保護膜１７０を形成して、素子の加工は完了する。なお、本実施例において、多層素子膜等のエッチングはプラズマエッチング法により、保護膜等の成膜にはプラズマＣＶＤ法により、マルチチャンバーを備えた真空処理装置を用いて処理することができる。この後で、層間絶縁膜を塗布したり、第二の電極１６０に導通を取るためのコンタクトホール加工等を実施して、電気的な素子として完成させること（図示せず）は言うまでもない。
【００２９】
以上説明したように、窪みに形成したＭＲＡＭの素子材の上方に更にＴａ等の金属電極などを形成して平坦化加工することで、エッチングのマスクパターンを形成し、更に適切なエッチングガスやエッチング手法を駆使して垂直加工し、続いて、保護膜としてのＳｉＮパッシベーション膜も真空中で連続して形成することにより、形成した窪みでエッチング加工のマスクが形成できるので、成膜した素子材料が露光の高エネルギー照射に晒されることがなく、素子ダメージが低減できる。また保護すべき加工面が大気に晒されることがなく、真空減圧下で連続して形成、加工、保護膜形成までできるので、素子の酸化等による劣化が防止できる。またイオンの入射の角度増大でイールドが増大し、垂直加工できるので、微細な密なパターンの形成に優位となる。
【００３０】
本実施例によれば、エッチング形状を垂直に制御でき、自己整合的に合わせ精度が確保でき、素子の電気特性劣化を防止しうるデバイスの製造方法およびプラズマ処理方法を提供することができる。
【実施例２】
【００３１】
本発明の第２の実施例に係るデバイスの製造方法について、図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。なお、実施例１に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。なお、本実施例では、実施例１と異なるディンプルの形成方法について説明する。
【００３２】
本実施例でのディンプル形成方法について図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。図１Ｂに示すディンプル用絶縁膜１０４が形成された基板を準備し、フォトリソグラフィを用いてディンプル用絶縁膜１０４を介して第一の電極１０２の上部に開口部２０８を有するエッチングマスク（レジスト膜）１０８を形成する。次いで、図２Ｂに示すように、エッチングマスク１０８をマスクとしてディンプル用絶縁膜１０４を等方的にエッチングし、第一の電極１０２を露出させる。次にエッチングマスク１０８を除去すれば、ディンプル１０９が得られる（図２Ｃ）。図２Ａ〜図２Ｃに示すフローにより、エッチングマスクを容易に形成することができる。但し、開口部の形状については実施例１で示した図１Ａ〜図１Ｇの方法の方が形状制御性に優れる。
【００３３】
図２Ｃ以降のデバイスの製造工程は、実施例１で示した図３Ａ以降の工程と同様である。
【００３４】
本実施例においても、窪みに形成したＭＲＡＭの素子材の上方に更にＴａ等の金属電極などを形成して平坦化加工することで、エッチングのマスクパターンを形成し、更に適切なエッチングガスやエッチング手法を駆使して垂直加工し、続いて、保護膜としてのＳｉＮパッシベーション膜も真空中で連続して形成することにより、形成した窪みでエッチング加工のマスクが形成できるので、成膜した素子材料が露光の高エネルギー照射に晒されることがなく、素子ダメージが低減できる。また保護すべき加工面が大気に晒されることがなく、真空減圧下で連続して形成、加工、保護膜形成までできるので、素子の酸化等による劣化が防止できる。またイオンの入射の角度増大でイールドが増大し、垂直加工できるので、微細な密なパターンの形成に優位となる。
【００３５】
本実施例によれば、エッチング形状を垂直に制御でき、自己整合的に合わせ精度が確保でき、素子の電気特性劣化を防止しうるデバイスの製造方法およびプラズマ処理方法を提供することができる。また、実施例１に比べてディンプルを容易に形成することができる。
【実施例３】
【００３６】
本発明の第３の実施例に係るデバイスの製造方法について、図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。なお、実施例１又は２に記載され本実施例に未記載の事項は特段の事情がない限り本実施例にも適用することができる。なお、実施例１や実施例２では、なだらかに窪むディンプル形状を元にパターンを形成したが、本実施例では他の形状の例について説明する。
【００３７】
本実施例での窪み形成方法について、図５Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。図５Ａに示すように、窪み形成用絶縁膜１８０をエッチングで垂直に加工して絶縁膜開口部（窪み）２８０を形成する。これは、例えば、図２Ａにおいてエッチングマスク１０８の開口部２０８を所望の寸法とし、異方性エッチングを行うことにより実現できる。その後前出と同様の手法で素子を形成する。エッチング加工終了時点の形状を図５Ｂに、ＳｉＮ保護膜２１４を形成したときの断面形状を図５Ｃに示す。初期の窪み２８０を垂直形状としても膜の歪や結晶性等に問題の無い場合は、本実施例に示す略垂直の窪み形状とすることができる。
【００３８】
本実施例においても、窪みに形成したＭＲＡＭの素子材の上方に更にＴａ等の金属電極などを形成して平坦化加工することで、エッチングのマスクパターンを形成し、更に適切なエッチングガスやエッチング手法を駆使して垂直加工し、続いて、保護膜としてのＳｉＮパッシベーション膜も真空中で連続して形成することにより、形成した窪みでエッチング加工のマスクが形成できるので、成膜した素子材料が露光の高エネルギー照射に晒されることがなく、素子ダメージが低減できる。また保護すべき加工面が大気に晒されることがなく、真空減圧下で連続して形成、加工、保護膜形成までできるので、素子の酸化等による劣化が防止できる。またイオンの入射の角度増大でイールドが増大し、垂直加工できるので、微細な密なパターンの形成に優位となる。
【００３９】
本実施例によれば、エッチング形状を垂直に制御でき、自己整合的に合わせ精度が確保でき、素子の電気特性劣化を防止しうるデバイスの製造方法およびプラズマ処理方法を提供することができる。
【００４０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０１…絶縁膜、１０２…第一の電極、１０３…スルーホール、１０４…ディンプル用絶縁膜、１０５…型材、１０６…エッチングマスク、１０７…ディンプル、１０８…エッチングマスク、１０９…ディンプル、１１０…導電膜、１２０…第一の磁性体膜、１３０…障壁層ＭｇＯ膜、１４０…第二の磁性体膜、１５０…ストッパ導電膜、１６０…第二の電極、１７０…ＳｉＮ保護膜、１８０…窪み形成用絶縁膜、２０６…マスク開口部、２０８…マスク開口部、２１４…ＳｉＮ保護膜、２８０…絶縁膜開口部。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図１Ｈ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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