【手続補正書】
【提出日】平成30年3月23日(2018.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
エッチングされたＭＴＪスタック２６８は、誘電体材料からなる共形絶縁層２７２を堆積させることによって密封される（工程１１６）。この被せ層２７２は、底部層をエッチングするための後続プロセスによって引き起こされていただろう損傷をＭＴＪスタックが受けないようにするために、開口されたＭＴＪスタックを封じ込める。等しく重要なのは、被せ層が、後続の層をエッチングするプロセスを、ＭＴＪスタック２６８をエッチングするプロセスからも隔離することである。ＭＴＪの損傷として共通する２つのカテゴリには、ＭＴＪ不足の原因となる、ＭＴＪ側壁に再堆積するエッチング生成物、およびＭＴＪ層と反応して磁気特性を低下させる、エッチング化学剤がある。したがって、被せ層を伴うことなくスタック全体がエッチングされていた従来のプロセスでは、ＭＴＪスタックが損傷された。Ｈ2Ｏ、酸素、ハロゲンベースの化学剤によるエッチング、またはプラズマシステムによるエッチングなど、ＭｇＯまたはＣｏＦｅＢを損傷させるいかなるエッチングプロセスも許容不可能である。適切な被せ層の選択は、開口されたＭＴＪを、後続のプロセスフローにおける不具合または劣化から隔離することを可能にする。理想的な被せ層は、したがって、後続の層をエッチングするためにおよびＭＴＪの電気／磁気特性を劣化から維持するためにＭｇＯ／ＣｏＦｅＢと相溶性のないものを含む多岐にわたるプロセスを活用するための窓を開くものである。ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＣＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＣＨ3、ＳｉＯＣＨxＣＨ3、Ｓｉなどのシリコンベースの誘電体膜、炭素ベースの誘電体膜（炭素、ポリマ）、窒化化合物（ＢＮ）など、多岐にわたる絶縁性被せ層が選択可能である。この実施例では、ＳｉＯ2およびＳｉＮを伴う被せ層が、実例として挙げられている。エッチングされたスタックを覆ってＳｉＯ2の層を堆積させるために、ＳｉＨ4およびＯ2からプラズマが形成される。別の一実施形態では、ＳｉＮの層が堆積される。図２Ｅは、ＳｉＯ2の堆積層２７２が堆積された後のスタック２００を示した断面図である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
本発明の一部の実施形態は、従来の技術に勝る多くの利点をもたらす。例えば、ＭＴＪスタック２６８を密封することによって、ピン止め層のエッチング中（工程１２０）におけるＭＴＪスタック２６８の損傷が回避される。また、ＭＴＪスタック２６８のエッチングのために、化学エッチングまたは高バイアスイオンスパッタリングに代わって低バイアスイオンスパッタリングを使用することによって、ＭＴＪスタック２６８の損傷がさらに軽減される。ＭＴＪスタック２６８の化学エッチングは、ＭＴＪスタック２６８層の一部を損なうだろう。低バイアスイオンスパッタリングは、ＭＴＪスタック２６８材料の再堆積を抑えられることが、予期せず見いだされた。再堆積される材料は、層間の短絡を引き起こす恐れがあるので、再堆積されるＭＴＪ材料の低減は、デバイスの品質を向上させる。このような再堆積材料の除去は、ＭＴＪ層を損傷させる恐れがある。ＭＴＪスタック２６８の損傷は、ＭＲＡＭの磁気特性に対し、望ましくない変化を引き起こすだろう。第２のＲｕ層２５２のエッチングのためにヒポクロリットおよび／またはオゾンベースの化学剤を使用すると、Ｒｕ層２５２に対する選択エッチングが向上されることが、予期せず見いだされた。これは、ＭＴＪスタック２６８のエッチングに使用されるものとは異なるエッチングレシピを必要とする。Ｒｕは、極めて不活性である。ヒポクロリットは、不活性なＲｕを酸化させるために必要とされる強い酸化剤である。これら２つの工程における異なる選択エッチングは、結果として、ＭＴＪスタック２６８の損傷および再堆積を低減させる。その他の実施形態では、ＭＴＪスタック２６８は、その他の層を含んでいてよい、または別の順番であってよい、またはさらに多いもしくは少ない層を有していてよい。ＭＴＪスタック２６８は、ＭＲＡＭを形成するために不可欠な形態である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明は、幾つかの好ましい実施形態の観点から説明されているが、本発明の範囲に含まれるものとして、代替形態、置換形態、変更形態、および代わりとなる様々な均等物がある。また、本発明の方法および装置を実現する多くの代替のやり方があることも、留意されるべきである。したがって、以下の添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替形態、置換形態、および代わりとなる様々な均等物を含むことを意図される。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
ハードマスクの下に、かつピン止め層を伴う磁気トンネル接合（ＭＴＪ）スタックの上に、Ｒｕ含有層を配されたスタックをエッチングする方法であって、
ドライエッチングによって前記ハードマスクをエッチングすることと、
前記Ｒｕ含有層をエッチングすることであって、該エッチングは、ヒポクロリットおよび／またはＯ3ベースの化学剤を使用する、ことと、
前記ＭＴＪスタックをエッチングすることと、
前記ＭＴＪスタックに誘電体材料を被せることと、
前記ＭＴＪへの被せに続いて、前記ピン止め層をエッチングすることと、
を備える方法。
適用例２：
適用例１の方法であって、
前記ＭＴＪのエッチングは、化学エッチャントガスに代わり、不活性ガスから形成されるプラズマによる低バイアススパッタリングを使用する、方法。
適用例３：
適用例２の方法であって、
前記低バイアススパッタリングは、１０ボルトから５００ボルトのバイアスを提供する、方法。
適用例４：
適用例３の方法であって、
前記Ｒｕ含有層をエッチングすることは、ウェットエッチングを提供する、方法。
適用例５：
適用例４の方法であって、
前記ＭＴＪスタックは、少なくとも１枚のＣｏＦｅ層と、少なくとも１枚のＭｇＯ層とを含む、方法。
適用例６：
適用例５の方法であって、
前記ピン止め層は、少なくとも１枚のＰｔＭｎ層を含む、方法。
適用例７：
適用例６の方法であって、
前記ハードマスクをエッチングすること、前記Ｒｕ含有層をエッチングすること、前記ＭＴＪ層をエッチングすること、前記ＭＴＪ層への被せを行うこと、および前記ピン止め層をエッチングすることは、１つのプラズマ処理チャンバの中で実施される、方法。
適用例８：
適用例７の方法であって、
前記ＭＴＪスタックをエッチングすることは、不活性衝撃ガスを使用し、これは、化学エッチャントガスを伴うことなく物理的衝撃を提供する、方法。
適用例９：
適用例８の方法であって、
前記被せの誘電体材料は、シリコンベースの誘電体材料である、方法。
適用例１０：
適用例１の方法であって、
前記Ｒｕ含有層をエッチングすることは、ウェットエッチングを提供する、方法。
適用例１１：
適用例１の方法であって、
前記ＭＴＪスタックは、少なくとも１枚のＣｏＦｅ層と、少なくとも１枚のＭｇＯ層とを含む、方法。
適用例１２：
適用例１の方法であって、
前記ピン止め層は、少なくとも１枚のＰｔＭｎ層を含む、方法。
適用例１３：
適用例１の方法であって、
前記ハードマスクをエッチングすること、前記Ｒｕ含有層をエッチングすること、前記ＭＴＪ層をエッチングすること、前記ＭＴＪ層への被せを行うこと、および前記ピン止め層をエッチングすることは、１つのプラズマ処理チャンバの中で実施される、方法。
適用例１４：
適用例１の方法であって、
前記ＭＴＪスタックをエッチングすることは、不活性衝撃ガスを使用し、これは、化学エッチャントガスを伴うことなく物理的衝撃を提供する、方法。
適用例１５：
適用例１の方法であって、
前記被せの誘電体材料は、シリコンベースの誘電体材料である、方法。
適用例１６：
ピン止め層上の磁気トンネル接合（ＭＴＪ）スタック上のＲｕ含有層上のハードマスクを含むスタックをエッチングする方法であって、
前記ハードマスク、前記Ｒｕ含有層、および前記ＭＴＪスタックをエッチングすることと、
前記ＭＴＪスタックを密封することと、
前記ピン止め層をエッチングすることと、
を備える方法。
適用例１７：
適用例１６の方法であって、
前記ＭＴＪをエッチングすることは、化学エッチャントガスに代わり、不活性ガスから形成されるプラズマによる低バイアススパッタリングを使用し、前記低バイアススパッタリングは、１０ボルトから５００ボルトのバイアスを提供する、方法。
適用例１８：
適用例１６の方法であって、
前記ＭＴＪスタックは、少なくとも１枚のＣｏＦｅ層と、少なくとも１枚のＭｇＯ層とを含む、方法。
適用例１９：
適用例１６の方法であって、
前記ＭＴＪスタックを密封することは、シリコンベースの誘電体材料によって前記ＭＴＪスタックを密封する、方法。
適用例２０：
ハードマスク層の下に配されたＲｕ含有層の下に配されたＭＴＪスタックの下にピン止め層を配されたスタックをエッチングする方法であって、
前記ハードマスクをドライエッチングによってエッチングすることと、
前記Ｒｕ含有層をエッチングすることと、
前記ＭＴＪスタックをエッチングすることと、
前記ＭＴＪスタックに誘電体材料を被せることと、
ＳＯＣｌ2／ピリジン混合物、ＨＢｒ／ＤＭＳＯ混合物、またはＣＣｌ4と、ＤＭＳＯ、アセトニトリル、ベンゾニトリル、またはジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）の少なくとも１つと、の混合物を含む、貴金属に対して選択性の化学剤によって前記ピン止め層をエッチングすることと、
を備える方法。