Magnetic tunnel junction etching methodThe invention discloses a magnetic tunnel junction etching method. According to the invention, an etching device used in the method comprises a sample loading chamber, a vacuum transition chamber, a reactive ion plasma etching chamber, an ion beam etching chamber, a film coating chamber and a vacuum transmission chamber; the method comprises: reactive ion plasma etching multiple times, ion beam etching and film coating, wherein a sample needs to enter and exit from each chamber multiple times, and the transfer among the chambers is carried out in a vacuum state; and with the method, the bottleneck of high-density small device production can be overcome, the selectable range of etching reaction gas is widened, side wall metal contamination and structural damage caused by physical etching are reduced, the etching efficiency is improved, the yield and the reliability of the device can be greatly improved, and the manufacturing method is simple and rapid.A magnetic tunnel junction etching method uses an etching device comprising a sample loading chamber, a vacuum transition chamber, a reactive ion plasma etching chamber, an ion beam etching chamber, a coating chamber and a vacuum transmission chamber, the vacuum transition chamber is respectively connected with the sample loading chamber and the vacuum transmission chamber in a communication way, the reactive ion plasma etching chamber, the ion beam etching chamber and the film coating chamber are respectively connected with the vacuum transmission chamber in a communicable manner, it is characterized in that under the condition of not interrupting vacuum, wafers are processed and processed in a reactive ion plasma etching chamber, an ion beam etching chamber and a film coating chamber according to the following steps, and using the ion beam etching chamber and the reactive ion plasma etching chamber at least once respectively,the method comprises the following steps:a sample preparation step, wherein a structure to be etched comprising a bottom electrode metal layer, a magnetic tunnel junction, a cap layer and a mask layer is formed on a semiconductor substrate, and the magnetic tunnel junction comprises a fixed layer, an isolation layer and a free layer;a sample loading step of loading the sample into the sample loading chamber and passing the sample through the vacuum transition chamber into the vacuum transfer chamber;a first etching step, wherein the sample enters the reactive ion plasma etching chamber or the ion beam etching chamber to etch the sample, when the etching reaches the isolation layer, the etching is stopped, and then the sample returns to the vacuum transmission chamber;a first cleaning step, wherein the sample enters the reactive ion plasma etching chamber or the ion beam etching chamber to carry out metal residue removal and sample surface treatment, so that metal contamination and a side wall damage layer formed in the first etching step are completely removed, and then the sample returns to the vacuum transmission chamber;a first medium coating step of allowing the sample to enter the coating chamber, forming a first medium film on the upper surface and the periphery of the sample, and then returning the sample to the vacuum transmission chamber;a first medium film opening step, namely enabling the sample to enter the reactive ion plasma etching chamber or the ion beam etching chamber, opening the first medium films above and at the bottom of the device, reserving part of the first medium film at the side wall of the device, stopping etching, and then returning the sample to the vacuum transmission chamber;a second etching step, wherein the sample enters the reactive ion plasma etching chamber or the ion beam etching chamber, the sample is etched, when the etching reaches the bottom electrode metal layer or the dielectric layer between the bottom electrode metal layer and the bottom electrode metal layer, the etching is stopped, and then the sample returns to the vacuum transmission chamber;a second cleaning step, wherein the sample enters the reactive ion plasma etching chamber or the ion beam etching chamber, metal residue removal and sample surface treatment are carried out, metal contamination and a side wall damage layer formed in the second etching step are completely removed, the first dielectric film layer is partially or completely removed, and then the sample is returned to the vacuum transmission chamber;a second medium coating step, wherein the sample enters the coating chamber for coating protection, a second medium film is formed on the upper surface and the periphery of the sample, and then the sample returns to the vacuum transmission chamber;a sample taking step of returning the sample from the vacuum transmission chamber, through the vacuum transition chamber, to the sample loading chamber.
자기터널접합 에칭 방법자기터널접합을 에칭하는 방법이 개시된다. 사용되는 에칭 디바이스는 샘플로딩챔버(15), 진공전이챔버(14), 반응성 이온플라즈마에칭챔버(10), 이온빔에칭챔버(11), 필름코팅챔버(12) 및 진공이송챔버(13)를 포함한다. 이 방법은 반응성 이온 및 플라즈마에칭, 이온빔 에칭 및 필름코팅 단계의 다중 수행을 포함한다. 프로세스 도중에 챔버로 들어가고 나가는 여러 번의 수행이 필요하며 챔버 사이의 전달은 진공 상태에서 수행된다. 자기터널접합을 에칭하는 방법은 고밀도 소형 디바이스 생산의 병목현상을 극복하고, 선택 가능한 반응성 가스 에칭 범위를 넓히고, 물리적 에칭으로 인한 측벽의 금속오염 및 구조적 손상을 줄이고 에칭의 효율성을 개선시킬 수 있다. 한편, 디바이스의 수율과 신뢰성을 크게 개선할 수 있으며 제조 방법이 간단하고 빠르다.샘플로딩챔버, 진공전이챔버, 반응성이온플라즈마에칭챔버, IBE챔버, 필름코팅챔버 및 진공이송챔버를 포함하는 에칭 장치를 사용하는 자기터널접합 에칭 방법으로, 상기 진공전이챔버는 상기 샘플로딩 챔버와 상기 진공이송챔버에 개별적으로 통신 연결되며 상기 반응성이온플라즈마에칭챔버, 상기 IBE챔버 및 상기 필름코팅챔버는 상기 진공이송챔버에 개별적으로 통신 연결되되, 진공을 중단하지 않고 웨이퍼는 다음 단계에 따라 상기 반응성이온플라즈마에칭챔버, 상기 IBE챔버 및 상기 필름코팅챔버에서 프로세스 및 처리되며, 상기IBE챔버와 상기 반응성이온플라즈마에칭챔버는 적어도 한 번은 별도로 사용되며, 상기 방법은:반도체 기판 상에 하부전극금속층, MTJ, 캡층 및 마스크층을 포함하는 에칭될 구조를 형성하되, MTJ는 고정층, 절연층 및 자유층을 포함하는 샘플준비단계;상기 샘플로딩챔버에 상기 샘플을 로딩하고 상기 샘플은 상기 진공전이챔버를 통해 상기 진공이송챔버로 들어가는 샘플로딩단계;상기 샘플이 상기 반응성이온플라즈마에칭챔버 또는 상기 IBE챔버에 들어가고, 상기 샘플을 에칭하고 상기 절연층에 도달하면 에칭을 중지한 후에 상기 샘플은 상기 진공이송챔버로 복귀하는 제1에칭단계;상기 샘플이 상기 반응성이온플라즈마에칭챔버 또는 상기 IBE챔버에 진입하여 금속 잔류물을 제거하고 샘플 표면을 처리하여 상기 제1에칭단계에서 형성된 금속 오염 및 측벽 손상층을 완전히 제거한 후에 상기 샘플은 상기 진공이송챔버로 복귀하는 제1세정단계;상기 샘플이 상기 필름코팅챔버에 들어가서 상기 샘플의 상부 표면 및 주위에 제1유전체박막을 형성한 다음 상기 샘플은 상기 진공이송챔버로 복귀하는 제1유전체코팅단계; 상기 샘플이 상기 반응성이온플라즈마에칭챔버 또는 상기 IBE챔버에 들어가고, 상기 디바이스의 상부 및 하부 부분에 있는 상기 제1유전체박막을 개방하되 디바이스 측벽 위에 일부를 남겨두고 에칭을 중지한 다음 다음 상기 샘플은 상기 진공이송챔버로 복귀하는 제1유전체박막개방단계;상기 샘플이 상기 반응성이온플라즈마에칭챔버 또는 상기 IBE챔버에 들어가고, 상기 샘플을 에칭하고, 상기 하부전극금속층 또는 상기 하부전극금속층들 사이의 유전체층에 도달할 때 에칭을 중지한 다음 상기 샘플은 상기 진공이송챔버로 복귀하는 제2에칭단계;상기 샘플이 상기 반응성이온플라즈마에칭챔버 또는 상기 IBE챔버에 들어가고, 금속 잔류물을 제거하고 샘플표면을 처리하여 상기 제2에칭단계에서 형성된 금속 오염 및 측벽 손상층이 완전히 제거되고 제1유전체박막층의 일부 또는 전부가 제거된 다음 상기 샘플은 상기 진공이송챔버로 복귀하는 제2세정단계;상기 샘플이 코팅 보호를 위해 상기 필름코팅챔버로 들어가고, 상기 샘플의 상기 상부 표면 및 주위에 제2유전체박막을 형성한 다음 상기 샘플은 상기 진공이송챔버로 복귀하는 제2유전체코팅단계; 및상기 샘플이 상기 진공이송챔버에서 상기 진공전이챔버를 통해 상기 샘플로딩챔버로 복귀하는 샘플제거단계를 포함하는 자기터널접합 에칭 방법.