[发明专利]一种磁隧道结刻蚀方法

权利要求书

1.一种磁隧道结刻蚀方法，所使用的刻蚀装置包括样品装载腔室、真空过渡腔室、反应离子等离子体刻蚀腔室、离子束刻蚀腔室、镀膜腔室以及真空传输腔室，所述真空过渡腔室分别与所述样品装载腔室、所述真空传输腔室以可联通的方式相连接，所述反应离子等离子体刻蚀腔室、所述离子束刻蚀腔室、所述镀膜腔室分别与所述真空传输腔室以可联通的方式相连接，其特征在于，在不中断真空的情况下，在反应离子等离子刻蚀腔室、离子束刻蚀腔室、镀膜腔室依照如下步骤对晶圆进行加工、处理，并且至少分别使用一次所述离子束刻蚀腔室和所述反应离子等离子刻蚀腔室，

包括以下步骤：

样品准备步骤，在半导体衬底上形成包括底电极金属层、磁隧道结、帽层和掩膜层的待刻蚀结构，所述磁隧道结包括固定层、隔离层和自由层；

样品装载步骤，将所述样品装载到所述样品装载腔室，并使所述样品通过所述真空过渡腔室，进入所述真空传输腔室；

第一刻蚀步骤，使所述样品进入到所述反应离子等离子体刻蚀腔室或者所述离子束刻蚀腔室，对所述样品进行刻蚀，当刻蚀达到所述隔离层时，停止刻蚀，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

第一清洗步骤，使所述样品进入到所述反应离子等离子体刻蚀腔室或者所述离子束刻蚀腔室，进行金属残留物去除以及样品表面处理，使所述第一刻蚀步骤中所形成的金属沾污以及侧壁损伤层完全去除，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

第一介质镀膜步骤，使所述样品进入到所述镀膜腔室，在所述样品上表面和周边形成第一介质薄膜，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

第一介质薄膜打开步骤，使所述样品进入到所述反应离子等离子体刻蚀腔室或者离子束刻蚀腔室，打开器件上方及底部的所述第一介质薄膜，并且保留器件侧墙处的部分第一介质薄膜，停止刻蚀，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

第二刻蚀步骤，使所述样品进入到所述反应离子等离子体刻蚀腔室或者所述离子束刻蚀腔室，对所述样品进行刻蚀，当刻蚀达到底电极金属层或者底电极金属层与底电极金属层之间的介质层时，停止刻蚀，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

第二清洗步骤，使所述样品进入到所述反应离子等离子体刻蚀腔室或所述离子束刻蚀腔室，进行金属残留物去除以及样品表面处理，使所述第二刻蚀步骤中所形成的金属沾污、侧壁损伤层完全去除，并且使所述第一介质薄膜层部分或全部去除，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

第二介质镀膜步骤，使所述样品进入到所述镀膜腔室进行镀膜保护，在所述样品上表面和周边形成第二介质薄膜，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

样品取出步骤，将所述样品从所述真空传输腔室，通过所述真空过渡腔室，返回到所述样品装载腔室。

2.根据权利要求1所述的磁隧道结刻蚀方法，其特征在于，

在所述离子束刻蚀腔室中进行刻蚀或者清洗的角度为10度到80度，所述角度为离子束与样品台法向面的夹角。

3.根据权利要求1所述的磁隧道结刻蚀方法，其特征在于，

在所述第一清洗步骤、所述第二清洗步骤中，分别去除厚度为0.1nm～10.0nm的磁隧道结的侧壁。

4.根据权利要求1所述的磁隧道结刻蚀方法，其特征在于，

在所述反应离子等离子体刻蚀腔室中进行刻蚀或者清洗的步骤中，所使用的气体为惰性气体、氮气、氧气、氟基气体、NH₃、氨基气体、CO、CO₂、醇类或其组合，在所述反应离子等离子体刻蚀腔室中进行刻蚀或清洗的步骤可以是单步或者多步，对于多步的情况，不同步骤所使用的气体、功率、气流、压力可以相同或者不同。

5.根据权利要求1所述的磁隧道结刻蚀方法，其特征在于，

在所述离子束刻蚀腔中进行刻蚀或者清洗的步骤中，所使用的气体为惰性气体、氮气、氧气或其组合，在所述离子束刻蚀腔中进行刻蚀或者清洗的步骤可以是单步或者多步，对于多步的情况，不同步骤所使用的气体、离子束的角度、离子束的能量以及离子束的密度可以相同或者不同。

6.根据权利要求1所述的磁隧道结刻蚀方法，其特征在于，

所述第一介质薄膜、所述第二介质薄膜为使相邻磁隧道结器件分离的介质材料。