對磁性層進行蝕刻的方法與流程

本發明涉及一種對磁性層進行蝕刻的方法。

背景技術：

在電子元件的制造中，為了對被處理體的被蝕刻層進行垂直異向性蝕刻，一般使用等離子體蝕刻。等離子體蝕刻還用于蝕刻由磁隨機存取存儲器(magneticrandomaccessmemory：mram)所包含的磁性層，即磁性材料所構成的層。磁性材料是難蝕刻的材料，關于其等離子體蝕刻用的處理氣體，進行了各種研究。例如，日本特開2005-42143號公報中記載有關于使用含醇的處理氣體的磁性層的等離子體蝕刻。具體而言，日本特開2005-42143號公報中記載有使用含有異丙醇的處理氣體的磁性層的等離子體蝕刻。

在使用含有異丙醇的處理氣體的磁性層的等離子體蝕刻中，含有來自異丙醇的含碳沉積物會過多地附著于被處理體表面，而阻礙蝕刻磁性層的垂直異向性。因此，為了去除該沉積物，日本特開2005-42143號公報中記載有在處理氣體中添加氧氣、h2o的含氧原子的氣體的技術。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開2005-42143號公報

技術實現要素：

發明所要解決的問題

為了去除附著于被處理體表面的沉積物，而在處理氣體中添加氧氣，則雖然沉積物會被去除，但會使氧活性基氧化磁性材料。其結果，會使磁氣特性劣化。并且，由于異丙醇的爆炸底限是2％，因此在處理氣體中添加氧氣時，為了確保排氣管線的安全性，需要以大量非活性氣體來稀釋異丙醇。然而，利用大量非活性氣體來稀釋異丙醇會使得蝕刻劑濃度下降，因此難以得到良好的蝕刻結果。

并且，還可考慮在處理氣體中添加h2o來代替氧氣。然而，在處理氣體中添加h2o時，會對mram所包含的如隧道勢壘層的相對于h2o具有潮解性的層施加損傷。如此，使用含有異丙醇的處理氣體的有效的磁性層的蝕刻方法在現階段并不存在。于是，考慮了使用含有甲醇的處理氣體來代替異丙醇。

磁性層的等離子體蝕刻中，需要以下3點：(i)使蝕刻劑，即蝕刻劑氣體和/或其裂解物充分地吸附于磁性層表面，(ii)通過離子能來將磁性材料轉變為易氣化的物質(反應產物)，(iii)使該反應產物揮發。這三個必要條件中，為了滿足(i)的必要條件，需要提高蝕刻劑的吸附包覆率。吸附包覆率為蝕刻劑通過吸附而包覆于磁性層表面的面積比率，蝕刻劑的分壓在飽和蒸氣壓以下且越靠近飽和蒸氣壓則越高。另一方面，為了滿足(iii)的必要條件，即為了使反應產物揮發，需要在低壓條件執行等離子體蝕刻。

因上述理由，在磁性層的等離子體蝕刻中，需要在低壓條件下提升蝕刻劑的吸附包覆率。即，需要使用具有低飽和蒸氣壓的蝕刻劑氣體并在低壓條件下進行磁性層的等離子體蝕刻。從而，通過在低壓下使用具有低飽和蒸氣壓的異丙醇，而并非使用具有高飽和蒸氣壓的甲醇，來滿足上述(i)及(iii)的必要條件是有效的。然而，使用異丙醇的磁性層的蝕刻方法如上述，存在有磁性層因氧化而損傷的問題。

根據這些背景，在使用含有異丙醇的處理氣體的磁性層的蝕刻中，需要去除含碳的沉積物，并抑制因氧化所導致的磁性層的損傷。

用于解決問題的手段

一方式中，提供一種對磁性層進行蝕刻的方法。該方法包括：(a)將具有磁性層的被處理體載置于在等離子體處理裝置的處理容器內設置的靜電夾具上的工序；以及(b)對磁性層蝕刻的工序，該工序在處理容器內生成包括異丙醇及二氧化碳在內的處理氣體的等離子體。

由于上述方法在處理氣體中含有異丙醇，因此即使在低壓下，仍可得到相對于磁性層的異丙醇及其裂解物，即蝕刻劑的高吸附包覆率。并且，可在低壓下使反應產物揮發。此外，處理氣體所包含的二氧化碳的等離子體中，雖然氧活性基的產生量較少，但具有高灰化速率。從而，根據該方法，可在使用含有異丙醇的處理氣體的磁性層的蝕刻中，去除含碳的沉積物，且能夠抑制因氧化所導致的磁性層的損傷。

一實施方式的蝕刻磁性層的工序中，處理容器內的空間壓力設定為1.333帕斯卡以下的壓力，靜電夾具的溫度設定為－15℃以下的溫度，處理氣體中的異丙醇的分壓設定為在靜電夾具的溫度下的該異丙醇的飽和蒸氣壓以下的分壓。一實施方式的蝕刻磁性層的工序中，異丙醇的分壓還可設定為該異丙醇的飽和蒸氣壓以下且該飽和蒸氣壓的2％以上的分壓。并且，一實施方式的蝕刻磁性層的工序中，還可將靜電夾具溫度設定為－15℃以下且－50℃以上的溫度。根據該些實施方式，可更有效率地實現蝕刻劑的高吸附包覆率及反應產物之揮發。

一實施方式中，被處理體可具有：基底層；設置于該基底層上的磁性膜；以及設置于該磁性膜上且包括下部磁性層、隧道勢壘層以及上部磁性層的磁性隧道接合層。在該實施方式的蝕刻磁性層的工序中，磁性膜及磁性隧道接合層可作為磁性層而被蝕刻。

一實施方式中，等離子體處理裝置具備包括靜電夾具的支承結構體，支承結構體還可構成為使靜電夾具繞靜電夾具的中心軸線旋轉，且使該支承結構體以正交于中心軸線的傾斜軸線為中心旋轉。該實施方式的蝕刻磁性層的工序包括：在將被處理體相對垂直方向支承為水平的狀態下生成所述等離子體的工序；以及在使被處理體相對垂直方向傾斜且使該被處理體旋轉的狀態下，生成所述等離子體的工序。在水平地支承被處理體的狀態下進行磁性層的蝕刻時，反應產物會附著于蝕刻所形成的形狀的側面。在使被處理體相對于垂直方向傾斜，且使該被處理體旋轉的狀態下生成等離子體時，能夠使來自等離子體的活性基朝向蝕刻所形成的形狀的側面所有區域射入。并且，能夠在被處理體面內使活性基均勻地射入。從而，根據該實施方式，能夠在蝕刻所形成的形狀的側面所有區域中，去除附著于該側面的沉積物，而可提高該形狀的垂直性。并且，可在被處理體的面內均勻地進行沉積物的去除，而提升蝕刻所形成的形狀的面內均勻性。

發明效果

如上所述，能夠在使用含有異丙醇的處理氣體的磁性層的蝕刻中，去除含碳的沉積物，并抑制因氧化所導致的磁性層的損傷。

附圖說明

圖1為表示第1實施方式相關的蝕刻方法的流程圖。

圖2的(a)部分為例示可應用圖1所示的蝕刻方法的被處理體的剖面圖。(b)～(d)部分為例示通過圖1所示的蝕刻方法的各工序所得到的產物的剖面圖。

圖3的(a)～(d)部分為表示通過第1實施方式的方法mt1的各工序所得到的產物的剖面圖。

圖4為概略地表示可用于實施圖1所示的方法的等離子體處理裝置的一例的圖。

圖5為表示醇的飽和蒸氣壓曲線的圖。

圖6為表示二氧化碳的等離子體及氧氣的等離子體的發光分光測量的結果的圖。

圖7為概略地表示蝕刻后的被處理體的剖面圖。

圖8為表示第2實施方式相關的蝕刻方法的流程圖。

圖9為概略地表示可用于實施圖8所示的方法的等離子體處理裝置的一例的圖。

圖10為概略地表示可用于實施圖8所示的方法的等離子體處理裝置的一例的圖。

圖11為表示圖9所示的等離子體處理裝置的等離子體源的圖。

圖12為表示圖9所示的等離子體處理裝置的等離子體源的圖。

圖13為表示圖9所示的等離子體處理裝置的支承結構體的剖面圖。

圖14為表示圖9所示的等離子體處理裝置的支承結構體的剖面圖。

圖15的(a)部分為表示第2實施方式的被處理體的剖面圖。(b)～(d)部分為例示通過第2實施方式的方法mt2的各工序所得到的產物的剖面圖。

圖16的(a)～(d)部分為表示通過第2實施方式的方法mt2的各工序所得到的產物的剖面圖。

圖17的(a)～(d)部分為表示通過第2實施方式的方法mt2的各工序所得到的產物的剖面圖。

圖18為表示將載置有晶圓w的支承結構體設定為傾斜狀態的圖。

圖19為表示第3實施方式相關的蝕刻方法的流程圖。

具體實施方式

以下，參考附圖對各種實施方式進行詳細地說明。另外，在各圖中對相同或相當的部分附加相同符號。

(第1實施方式)

圖1為表示第1實施方式相關的蝕刻方法的流程圖。圖1所示的方法mt1為通過對被處理體的等離子體處理來蝕刻磁性材料的方法。

圖2的(a)部分為例示可應用圖1所示的蝕刻方法的被處理體的剖面圖。圖2的(b)～(d)部分及圖3的(a)～(d)部分為例示通過圖1所示的蝕刻方法的各工序所得到的產物的剖面圖。圖2的(a)部分所示的被處理體含有由磁性材料所構成的層，且具有晶圓w的形態。晶圓w含有構成mram元件的多層膜，具體而言，具有基底層l1、磁性膜l2、磁性隧道接合層l3(以下稱為“mtj層l3”)、覆膜l4以及掩模msk。

基底層l1例如能夠由ta或ru等構成。磁性膜l2設置于基底層l1上，并例如能夠由copt構成。mtj層l3設置于磁性膜l2上，并具有下部磁性層l31、絕緣層l32(隧道勢壘層)以及上部磁性層l33。絕緣層l32設置于下部磁性層l31上，上部磁性層l33設置于絕緣層l32上。下部磁性層l31及上部磁性層l33例如能夠由cofeb構成。絕緣層l32例如能夠由mgo構成。覆膜l4設置于mtj層l3上，且例如能夠由ta或ru等構成。掩模msk設置于覆膜l4上。掩模msk例如能夠由tin構成。

方法mt1中，在等離子體處理裝置內處理圖2的(a)部分所例示的晶圓w。圖4為概略地表示可用于實施圖1所示的方法的等離子體處理裝置的一例的圖。圖4所示的等離子體處理裝置10是電容耦合型等離子體蝕刻裝置，并具備有大致圓筒狀的處理容器12。處理容器12內壁面例如由經陽極氧化處理的鋁所構成。該處理容器12被保護接地。

處理容器12的底部設置有大致圓筒狀的支承部14。支承部14例如由絕緣材料構成。支承部14在處理容器12內從處理容器12底部沿垂直方向延伸。并且，處理容器12內設置有支承結構體pd。支承結構體pd被支承部14所支承。

支承結構體pd在其上表面保持晶圓w。支承結構體pd具有下部電極le及靜電夾具esc。下部電極le含有第1板體18a及第2板體18b。第1板體18a及第2板體18b例如由鋁等金屬所構成，并呈大致圓盤狀。第2板體18b設置于第1板體18a上，并電性連接于第1板體18a。

第2板體18b上設置有靜電夾具esc。靜電夾具esc具有將導電膜的電極配置于一對絕緣層或絕緣薄板間的結構。靜電夾具esc的電極經由開關23來電性連接有直流電源22。該靜電夾具esc通過來自直流電源22的直流電壓所產生的庫倫力等的靜電力來吸附晶圓w。由此，靜電夾具esc能夠保持晶圓w。

第2板體18b周緣部上，以圍繞晶圓w邊緣及靜電夾具esc的方式配置有聚焦環fr。聚焦環fr為了提升蝕刻均勻性而設置。聚焦環fr由根據蝕刻對象膜的材料而適當選擇的材料構成，例如可由石英構成。

第2板體18b內部設置有制冷劑流道24。制冷劑流道24構成控溫機構。制冷劑流道24中，從設置于處理容器12外部的冷卻單元經由配管26a而供給有制冷劑。供給至制冷劑流道24的制冷劑會經由配管26b而回到冷卻單元。如此，在制冷劑流道24與冷卻單元之間循環有制冷劑。通過控制該制冷劑溫度，來控制靜電夾具esc所支承的晶圓w溫度。

并且，等離子體處理裝置10設置有氣體供給管線28。氣體供給管線28將來自導熱氣體供給機構的導熱氣體，例如he氣體供給至靜電夾具esc上表面與晶圓w背面之間。

并且，等離子體處理裝置10具備有上部電極30。上部電極30在支承結構體pd上方與該支承結構體pd對向配置。下部電極le與上部電極30設置為相互大致平行。上部電極30與下部電極le之間提供有用于對晶圓w進行等離子體處理的空間s。

上部電極30經由絕緣性遮蔽構件32來被支承于處理容器12上部。一實施方式中，上部電極30可構成為可改變自支承結構體pd上表面，即晶圓載置面的垂直方向的距離。上部電極30可含有電極板34及電極支承體36。電極板34面向空間s，且該電極板34上設置有多個氣體噴出孔34a。該電極板34在一實施方式中由硅構成。

電極支承體36裝卸自如地支承電極板34，且例如能夠由鋁等的導電性材料構成。該電極支承體36可具有水冷結構。電極支承體36內部設置有氣體擴散室36a。從該氣體擴散室36a連通于氣體噴出孔34a的多個氣體流通孔36b會朝下方延伸。并且，電極支承體36形成有將處理氣體導入至氣體擴散室36a的氣體導入口36c。該氣體導入口36c連接有氣體供給管38。

氣體供給管38經由閥組42及流量控制器組44來連接有氣體源組40。氣體源組40含有多個氣體源。一例中，氣體源組40含有一個以上的醇氣體源、稀有氣體源、氮氣(n2氣體)源、氫氣(h2氣體)源以及二氧化碳(co2)氣體源。一個以上的醇氣體源在一例中可包含甲醇氣體源、乙醇氣體源以及丙醇氣體源。丙醇氣體包含1－丙醇以及2－丙醇(異丙醇)。并且，稀有氣體源可以是he氣體、ne氣體、ar氣體、kr氣體、xe氣體等任意的稀有氣體源。一例中，可以是ar氣體源。

閥組42含有多個閥，流量控制器組44含有質量流量控制器等多個流量控制器。氣體源組40的多個氣體源會分別經由閥組42所對應的閥及流量控制器組44所對應的流量控制器來連接于氣體供給管38。

并且，等離子體處理裝置10沿著處理容器12內壁來裝卸自如地設置有沉積保護體46。沉積保護體46還設置于支承部14的外周。沉積保護體46防止蝕刻副產物(沉積)附著于處理容器12的情況，且可通過在鋁材上包覆y2o3等的陶瓷來構成。

處理容器12底部側及支承部14與處理容器12側壁之間設置有排氣板48。排氣板48例如能夠通過在鋁材上包覆y2o3等的陶瓷來構成。該排氣板48下方及處理容器12中設置有排氣口12e。排氣口12e經由排氣管52來連接有排氣裝置50。排氣裝置50具有渦輪分子泵等的真空泵，并可將處理容器12內的空間減壓至所希望的真空度。并且，處理容器12側壁設置有晶圓w的送入出口12g，該送入出口12g可通過閘閥54進行開閉。

并且，等離子體處理裝置10進一步地具備有第1高頻電源62及第2高頻電源64。第1高頻電源62是產生等離子體生成用的高頻波(highfrequencywave)的電源，例如產生27～100mhz頻率的高頻波。第1高頻電源62經由匹配器66來連接于上部電極30。匹配器66用于匹配第1高頻電源的輸出阻抗與負載側(上部電極30側)的輸入阻抗的電路。另外，第1高頻電源62還可以經由匹配器66來連接于下部電極le。

第2高頻電源64是產生用于將離子吸引至晶圓w的高頻波，即高頻偏壓的電源，例如會產生400khz～13.56mhz范圍內的頻率的高頻偏壓。第2高頻電源64經由匹配器68來連接于下部電極le。匹配器68用于匹配第2高頻電源64的輸出阻抗與負載側(下部電極le側)的輸入阻抗的電路。

并且，等離子體處理裝置10進一步具備有電源70。電源70連接于上部電極30。電源70將吸引空間s內所存在的正離子至電極板34用的電壓施加至上部電極30。在一例中，電源70是產生負直流電壓的直流電源。在其他例中，電源70還可以是產生較低頻的交流電壓的交流電源。從電源70施加至上部電極的電壓可為－150v以下的電壓。即，電源70所施加至上部電極30的電壓可以是絕對值為150以上的負電壓。在從電源70將這種電壓施加至上部電極30時，空間s所存在的正離子會沖撞電極板34。由此，從電極板34釋放出二次電子和/或硅。

并且，一實施方式中，等離子體處理裝置10可以進一步具備有控制部cnt。該控制部cnt是具備有處理器、存儲部、輸入裝置、顯示裝置等的電腦，并控制等離子體處理裝置10的各部。該控制部cnt中，使用輸入裝置，操作員能夠為了管理等離子體處理裝置10來進行指令的輸入操作等，并且，通過顯示裝置，能夠將等離子體處理裝置10的運轉狀況可視化地顯示。此外，控制部cnt的存儲部儲存有通過處理器來控制等離子體處理裝置10執行的各種處理用的控制工藝、以及用于對應處理條件來使等離子體處理裝置10的各部執行處理的工藝，即處理指南。

以下，再次參考圖1，對方法mt1進行詳細地說明。

方法mt1中，首先在工序st1中，準備圖2的(a)部分所示的晶圓w。工序st1中，將晶圓w送入至等離子體處理裝置10內，該晶圓w被載置于支承結構體pd的靜電夾具esc上，通過該靜電夾具esc來被保持。

方法mt1中，接著執行工序st2。工序st2中，在處理容器12內生成處理氣體的等離子體。一例中，對由ru所構成的覆膜l4生成含有h2氣體的處理氣體的等離子體。工序st2所使用的處理氣體還可以進一步含有n2氣體等非活性氣體。該工序st2將來自氣體源組40的多個氣體源中所選擇的氣體源的處理氣體供給至處理容器12內，排氣裝置50動作來將處理容器12內的壓力(以下，稱為“處理壓力”)設定為規定壓力。并且，來自第1高頻電源62的高頻波及來自第2高頻電源64的高頻偏壓分別被供給至下部電極le及上部電極30。由此，來生成處理氣體的等離子體。這種工序st2中的等離子體處理裝置10的各部動作可通過控制部cnt來控制。

工序st2中，通過來自等離子體的活性基，在一例中為通過氫活性基來在從掩模msk露出的部分蝕刻覆膜l4。其結果，如圖2的(b)部分所示，在覆膜l4的所有區域中的從掩模msk露出的部分被去除。

方法mt1中，接著執行工序st3。工序st3為蝕刻磁性層的工序的一實施方式，該工序st3中蝕刻mtj層l3的上部磁性層l33。該工序st3中，將含有異丙醇及二氧化碳的處理氣體供給至處理容器12內。該處理氣體可以進一步含有ar氣體等稀有氣體。該工序st3將來自氣體源組40的多個氣體源中所選擇的氣體源的處理氣體供給至處理容器12內，排氣裝置50動作來將處理容器12內的壓力，即處理壓力設定為規定壓力。并且，來自第1高頻電源62的高頻波及來自第2高頻電源64的高頻偏壓會分別被供給至下部電極le及上部電極30。由此，生成處理氣體的等離子體。這種工序st3中的等離子體處理裝置10的各部動作可以通過控制部cnt來控制。

工序st3中生成處理氣體的等離子體，而使得異丙醇和/或其裂解物，即蝕刻劑附著于上部磁性層l33表面，以促進該蝕刻劑與構成上部磁性層l33的磁性材料的反應。然后，將反應產物排氣。其結果，如圖2的(c)部分所示，在從掩模msk露出的部分蝕刻上部磁性層l33。并且，含有來自異丙醇的碳的沉積物會被來自二氧化碳的氧活性基去除。

方法mt1中，接著執行工序st4。工序st4，中形成有絕緣膜il。該絕緣膜il形成用于防止下部磁性層l31與上部磁性層l33的導通。具體而言，工序st4中，將晶圓w搬送至成膜裝置，在該成膜裝置內，如圖2的(d)部分所示，在晶圓w表面上形成有絕緣膜il。該絕緣膜il例如能夠由氮化硅或氧化硅構成。接著，工序st4在沿著掩模msk上表面的區域以及沿著絕緣層l32上表面的區域中蝕刻絕緣膜il。該蝕刻中可使用任意的等離子體處理裝置。例如，該蝕刻中可使用等離子體處理裝置10。并且，該蝕刻中可使用含有氫氟化碳氣體或碳氟氣體的處理氣體。該蝕刻的結果，如圖3的(a)部分所示，沿著掩模msk側面、覆膜l4側面以及上部磁性層l33側面而殘留有絕緣膜il。

方法mt1中，接著執行工序st5。工序st5中，蝕刻mtj層l3的絕緣層l32。該工序st5中的等離子體處理裝置10的動作及蝕刻條件可以與工序st3中的等離子體處理裝置10的動作及蝕刻條件相同。

工序st5中，生成處理氣體的等離子體，而使得異丙醇和/或其裂解物，即蝕刻劑附著于絕緣層l32表面，以促進該蝕刻劑與構成絕緣層l32的材料的反應。然后，將反應產物排氣。其結果，如圖3的(b)部分所示，在從掩模msk露出的部分蝕刻絕緣層l32。并且，含有來自異丙醇的碳的沉積物會被來自二氧化碳的氧活性基去除。

方法mt1中，接著執行工序st6。工序st6為蝕刻磁性層的工序的一實施方式，在該工序st6中蝕刻mtj層l3的下部磁性層l31。該工序st6中的等離子體處理裝置10的動作及蝕刻條件可以與工序st3中的等離子體處理裝置10的動作及蝕刻條件相同。

工序st6中，生成處理氣體的等離子體，而使得異丙醇和/或其裂解物，即蝕刻劑附著于下部磁性層l31表面，以促進該蝕刻劑與構成下部磁性層l31的磁性材料的反應。然后，將反應產物排氣。其結果，如圖3的(c)部分所示，在從掩模msk露出的部分蝕刻下部磁性層l31。并且，含有來自異丙醇的碳的沉積物會被來自二氧化碳的氧活性基去除。

方法mt1中，接著執行工序st7。工序st7為蝕刻磁性層的工序的一實施方式，該工序st7中蝕刻磁性膜l2。該工序st7中的等離子體處理裝置10的動作及蝕刻條件可以與工序st3中的等離子體處理裝置10的動作及蝕刻條件相同。

工序st7中，生成處理氣體的等離子體，而使得異丙醇和/或其裂解物，即蝕刻劑附著于磁性膜l2表面，以促進該蝕刻劑與構成磁性膜l2的磁性材料的反應。然后，將反應產物排氣。其結果，如圖3的(d)部分所示，在從掩模msk露出的部分中蝕刻磁性膜l2。并且，含有來自異丙醇的碳的沉積物會被來自二氧化碳的氧活性基去除。

以下，參考圖5，對實施方式的蝕刻方法中能夠適當地使用的工藝參數的范圍(以下，稱為“適當的工藝區域”)進行說明。圖5為表示醇的飽和蒸氣壓曲線的圖。圖5中，橫軸表示溫度，縱軸表示蒸氣壓。圖5中表示甲醇、乙醇以及異丙醇的各溫度與飽和蒸氣壓的關系。圖5中，斜線的標注陰影線的區域為適當的工藝區域。

方法mt1中的工序st3、工序st6、工序st7為蝕刻磁性層的工序，該些工序為了使蝕刻劑與構成磁性層的磁性材料的反應產物氣化而進行排氣，將處理壓力設定為例如10mtorr(1.333pa)以下的壓力。從而，在圖5所示的適當的工藝區域中，確定了壓力的上限值(參考圖5中表示10mtorr的虛線)。并且，該些工序為了在低壓的處理壓力下提高相對于磁性層表面的蝕刻劑的吸附包覆率，而調整晶圓w溫度，即靜電夾具溫度以及異丙醇的分壓。

如圖5所示，通過以飽和蒸氣壓以下且靠近飽和蒸氣壓的分壓來供給醇及其裂解物，即蝕刻劑，可得到高吸附包覆率。在使用甲醇的磁性層的蝕刻中，處理壓力為10mtorr以下，且靜電夾具溫度為－50℃時，會得到降低在所形成的形狀的側面的沉積物的量，而提高該側面的垂直性的結果。并且，在處理壓力為10mtorr以下的設定下，使靜電夾具溫度從－50℃上升時，會得到沉積物的量有增加傾向的結果。為了促進副產物揮發，提高靜電夾具溫度是比較好的，但由于提高靜電夾具溫度時，會使得沉積物的量有增加傾向，因此在使用甲醇的氣體系統中，原料氣體，即甲醇的表面吸附會成為控制速率因素而使得磁性層的蝕刻不會進行。從而，由于使用甲醇的蝕刻中，在甲醇的溫度為－50℃時的飽和蒸氣壓為約500mtorr，因此在飽和蒸氣壓的2％以上的分壓時，甲醇會以充分的吸附包覆率附著于磁性層表面。然而，甲醇的飽和蒸氣壓本來就比較高。因此，一實施方式中，使用具有低飽和蒸氣壓的異丙醇來作為處理氣體所包含的醇。

如圖5所示，異丙醇是在－15℃以下的溫度來使用的，由此與甲醇的情況下得到充分的吸附包覆率的分壓相同，在10mtorr以下的處理壓力下達到飽和蒸氣壓的2％的分壓。從而，一實施方式的工序st3中，如圖5中的陰影區域所示，將處理壓力設定為10mtorr(1.333pa)以下的壓力，將靜電夾具溫度設定為－15℃以下的溫度，將異丙醇的分壓設定為靜電夾具溫度中的該異丙醇的飽和蒸氣壓以下的分壓。并且，一實施方式中，將靜電夾具溫度設定為－50℃以上的溫度。此外，一實施方式中，將異丙醇的分壓設定為靜電夾具溫度中的該異丙醇的飽和蒸氣壓的2％以上的分壓。通過這種條件的設定，會得到來自異丙醇的蝕刻劑相對于磁性層的充分的吸附包覆率，且可進行在低壓的處理壓力下的蝕刻。其結果，可使蝕刻劑充分地吸附于磁性層表面，而促進蝕刻劑與構成磁性層的磁性材料的反應產物的排氣。因此，可提升磁性層的蝕刻垂直異向性。

并且，方法mt1中的工序st3、工序st6、工序st7使用在異丙醇中含有二氧化碳的氣體來作為處理氣體。圖6為表示二氧化碳的等離子體及氧氣的等離子體的發光分光測量結果的圖。圖6的(a)部分表示有氧氣的等離子體的發光分光測量結果，(b)部分表示有二氧化碳的等離子體的發光分光測量結果。圖6的(a)部分所示發光分光測量結果及圖6的(b)部分所示發光分光測量結果，是以下述條件來使用等離子體處理裝置10時所得到的。

＜圖6的(a)部分所示的發光分光測量結果的取得條件＞

·處理容器12內的空間壓力：100mtorr(13.33pa)。

·處理氣體：添加有2％的ar氣體的流量700sccm的氧氣。

·等離子體生成用的高頻波：150w。

·高頻偏壓：700w。

＜圖6的(b)部分所示的發光分光測量結果的取得條件＞

·處理容器12內的空間壓力：100mtorr(13.33pa)。

·處理氣體：添加有2％的ar氣體的流量700sccm的二氧化碳氣體。

·等離子體生成用的高頻波：150w。

·高頻偏壓：700w。

如圖6所示，二氧化碳的等離子體的氧活性基與ar比較的相對發光強度很大程度地小于氧氣的等離子體的氧活性基與ar比較的相對發光強度，為氧氣的等離子體的氧活性基的發光強度的12％。從而，二氧化碳的等離子體中，氧活性基的產生量會較少。并且，在以與上述發光分光測量結果的取得條件相同的條件下，進行有機膜之灰化時，二氧化碳氣體的等離子體的有機膜灰化速率為氧氣的等離子體的有機膜灰化速率的50％。由此，確認了二氧化碳氣體的等離子體中，雖然氧活性基之產量較少，但卻具有高灰化速率。從而，工序st3、工序st6以及工序st7，即方法mt1的蝕刻磁性層的工序中，可去除來自異丙醇的含碳沉積物，且抑制因氧化所導致磁性層的損傷。

以下，使用等離子體處理裝置10執行工序st2、工序st3、工序st5、工序st6以及工序st7，對蝕刻圖2的(a)部分所示的晶圓w的實驗例進行說明。該實驗例的條件為如下所示。

＜工序st2的條件＞

·處理容器12內的壓力：50mtorr(6.65pa)。

·處理氣體：150sccm的h2氣體及50sccm的n2氣體。

·等離子體生成用的高頻波：200w。

·靜電夾具溫度：－50℃。

＜工序st3、工序st5、工序st6以及工序st7的條件＞

·處理容器12內的壓力：10mtorr(1.333pa)。

·處理氣體：250sccm的ar氣體、20sccm的二氧化碳氣體及20sccm的異丙醇氣體。

·等離子體生成用的高頻波：300w。

·高頻偏壓：1000w。

·靜電夾具溫度：－50℃。

并且，為了比較，進行了在工序st3、工序st5、工序st6及工序st7的處理氣體使用10sccm的甲醇氣體及200sccm的ne氣體的點與實驗例有所不同之比較實驗例1，以及在工序st3、工序st5、工序st6及工序st7的處理氣體使用100sccm的甲醇氣體的點與實驗例有所不同的比較實驗例2。

圖7為概略地表示蝕刻后的晶圓的剖面圖。實驗例、比較實驗例1、比較實驗例2中，比較了蝕刻所形成的磁性膜l2、mtj層l3以及覆膜l4的側面f1的錐角t1、相對于側面f1的沉積物(圖中以參考符號dp來表示)的有無以及掩模msk的凸緣部ra1的削蝕(凸緣部的圓滑度)大小。其結果，比較實驗例1的蝕刻后的晶圓中，沉積物會附著于側面f1，且相對于比較實驗例2的蝕刻后的晶圓而凸緣部ra1的削蝕并不大，但會在該凸緣部ra1產生削蝕，錐角t1為76度。并且，雖然比較實驗例2的蝕刻后的晶圓中，沉積物并未附著于側面f1，但凸緣部ra1的削蝕較大，并且，錐角t1為70度。另一方面，實驗例的蝕刻后的晶圓中，沉積物并未附著于側面f1，且凸緣部ra1的削蝕也較小，錐角t1為80度。由此，確認了根據使用含有異丙醇及二氧化碳的處理氣體來對磁性層進行蝕刻的方法mt1，可以去除沉積物，且抑制凸緣部的削蝕，并提高蝕刻的垂直異向性。

(第2實施方式)

圖8為表示第2實施方式相關的蝕刻方法的流程圖。雖然圖8所示方法mt2與圖1所示的mt1同樣地含有工序st1～工序st7，但方法mt2使用如圖9及圖10所示的等離子體處理裝置那樣，在將晶圓水平地支承的狀態時，使晶圓相對于垂直方向傾斜，且可形成旋轉狀態的等離子體處理裝置來執行。

圖9及圖10為概略地表示可用于實施圖8所示的方法的等離子體處理裝置的一例的圖，在含有沿著垂直方向延伸的軸線px的一平面中截斷處理容器，來表示該等離子體處理裝置。另外，圖9中表示后述支承結構體為未傾斜的狀態的等離子體處理裝置，圖10中表示支承結構體為傾斜的狀態的等離子體處理裝置。

圖9及圖10所示的等離子體處理裝置110具備有處理容器112、氣體供給系統114、等離子體源116、支承結構體118、排氣系統120、偏壓電力供給部122以及控制部cnt。處理容器112具有大致圓筒形狀。處理容器112的中心軸線與軸線px一致。該處理容器112提供相對于晶圓w進行等離子體處理用的空間s。

一實施方式中，處理容器112在收納有其高度方向的中間部分112a，即支承結構體118的部分具有大致固定的寬度。并且，處理容器112從該中間部分下端隨著朝向底部而呈寬度漸漸變窄的錐狀。并且，處理容器112底部提供排氣口112e，該排氣口112e相對于軸線px而形成為軸對稱。

氣體供給系統114構成為將氣體供給至處理容器112內。氣體供給系統114具有第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b。第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b構成為將方法mt2所使用的處理氣體供給至處理容器112內。方法mt2所使用的處理氣體也可從第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b的任一個或兩個供給至處理容器112內。或著，第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b也可將構成方法mt2所使用的處理氣體的多個種氣體對應于該些多個種氣體所要求的解離度來分配，而供給至處理容器112內。另外，關于氣體供給系統114，在后面進行詳細說明。

等離子體源116構成為激發供給至處理容器112內的氣體。一實施方式中，等離子體源116設置于處理容器112的頂部。并且，一實施方式中，等離子體源116的中心軸線與軸線px一致。另外，關于等離子體源116的一例，在后面進行詳細說明。

支承結構體118構成為在處理容器112內保持晶圓w。該支承結構體118構成為可以將正交于軸線px的第1軸線ax1，即傾斜軸線作為中心旋轉。支承結構體118通過以第1軸線ax1為中心的旋轉，而可相對于軸線px傾斜。為了使支承結構體118傾斜，等離子體處理裝置110具有驅動裝置124。驅動裝置124設置于處理容器112外部，并產生以第1軸線ax1為中心的支承結構體118的旋轉用驅動力。并且，支承結構體118構成為使晶圓w繞正交于第1軸線ax1的第2軸線ax2，即靜電夾具132的中心軸線旋轉。另外，在支承結構體118未傾斜的狀態下，如圖9所示，第2軸線ax2一致于軸線px。另一方面，在支承結構體118傾斜的狀態下，如圖10所示，第2軸線ax2相對于軸線px傾斜。關于該支承結構體118，在后面進行詳細說明。

排氣系統120構成為將處理容器112內的空間減壓。一實施方式中，排氣系統120具有自動壓力控制器120a、渦輪分子泵120b以及干燥泵120c。渦輪分子泵120b設置于自動壓力控制器120a下游。干燥泵120c經由閥120d來直接連接于處理容器112內的空間。并且，干燥泵120c經由閥120e來設置于渦輪分子泵120b下游。

包含自動壓力控制器120a及渦輪分子泵120b的排氣系統安裝于處理容器112底部。并且，包含自動壓力控制器120a及渦輪分子泵120b的排氣系統設置于支承結構體118的正下方。從而，該等離子體處理裝置110可形成從支承結構體118周圍至排氣系統120的均勻的排氣流動。由此，可達到效率良好的排氣。并且，可使處理容器112內生成的等離子體均勻地擴散。

一實施方式中，處理容器112內還可設置有整流構件126。整流構件126具有于下端封閉的大致筒形狀。該整流構件126以從側面及下方來圍繞支承結構體118的方式來沿著處理容器112內壁面延伸。一例中，整流構件126具有上部126a及下部126b。上部126a具有固定寬度的圓筒形狀，且沿著處理容器112的中間部分112a內壁面來延伸。并且，下部126b在上部126a的下方與該上部126a連續。下部126b具有沿著處理容器112內壁面而寬度漸漸變窄的錐形狀，且其下端成為平板狀。該下部126b形成有多數開口(貫穿孔)。通過該整流構件126，能夠在該整流構件126內側，即收納有晶圓w的空間以及該整流構件126外側，即排氣側的空間之間形成壓力差，而可調整收納有晶圓w的空間中的氣體滯留時間。并且，可實現均等的排氣。

偏壓電力供給部122構成為將用于吸引離子至晶圓w的偏壓電壓及高頻偏壓選擇性地施加至支承結構體118。一實施方式中，偏壓電力供給部122具有第1電源122a及第2電源122b。第1電源122a會產生脈沖調制的直流電壓(以下，稱為“調制直流電壓”)來作為施加至支承結構體118的偏壓電壓。

第2電源122b構成為將用于吸引離子至晶圓w的高頻偏壓供給至支承結構體118。該高頻偏壓的頻率為適于將離子吸引至晶圓w的任意頻率，例如為400khz。等離子體處理裝置110可將來自第1電源122a的調制直流電壓與來自第2電源122b的高頻偏壓選擇性地供給至支承溝造體118。調制直流電壓及高頻偏壓的選擇性供給可通過控制部cnt來控制。

控制部cnt為例如具備有處理器、存儲部、輸入裝置、顯示裝置等的電腦。控制部cnt會根據基于所輸入的指南的工藝來動作，而送出控制信號。等離子體處理裝置110的各部通過來自控制部cnt的控制信號來控制。

以下，分別對氣體供給系統114、等離子體源116、支承結構體118進行詳細地說明。

[氣體供給系統]

氣體供給系統114如上述，具有第1氣體供給部114a以及第2氣體供給部114b。第1氣體供給部114a經由一個以上的氣體噴出孔114e來將氣體供給至處理容器112內。并且，第2氣體供給部114b經由一個以上的氣體噴出孔114f來將氣體供給至處理容器112內。氣體噴出孔114e設定于比氣體噴出孔114f更靠近等離子體源116的位置。從而，第1氣體供給部114a所供給的氣體解離度會比第2氣體供給部114b所供給的氣體解離度要高。另外，圖9及圖10中，雖然氣體噴出孔114e及氣體噴出孔114f的個數分別為“1”，但還可設置有多個氣體噴出孔114e及多個氣體噴出孔114f。多個氣體噴出孔114e也可相對于軸線px而均等地排列于周向。并且，多個氣體噴出孔114f也可相對于軸線px而均等地排列于周向。

一實施方式中，也可在氣體噴出孔114e所噴出氣體的區域以及氣體噴出孔114f所噴出氣體的區域之間設置有分隔板，即所謂的離子阱。由此，可調整從第1氣體供給部114a所供給的氣體的等離子體朝向晶圓w的離子的量。

第1氣體供給部114a可具有一個以上的氣體源、一個以上的流量控制器、一個以上的閥。從而，可調整第1氣體供給部114a的來自一個以上的氣體源的氣體流量。并且，第2氣體供給部114b可具有一個以上的氣體源、一個以上的流量控制器、一個以上的閥。從而，可調整第2氣體供給部114b的來自一個以上的氣體源的氣體流量。來自第1氣體供給部114a的氣體流量與該氣體的供給時機以及來自第2氣體供給部114b的氣體流量與該氣體的供給時機，通過控制部cnt來各別調整。

一例中，工序st3、工序st4、工序st5、工序st6以及工序st7中所使用的處理氣體，是從第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b的雙方供給至處理容器112內。其他例中，工序st3、工序st4、工序st5、工序st6以及工序st7所使用的處理氣體，是從第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b的任一個供給至處理容器112內。

又一例中，第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b也可將工序st3、工序st4、工序st5、工序st6以及工序st7中所使用的處理氣體所包含的多個種氣體，對應于該些多個種氣體所要球的解離度來分配而供給至處理容器112內。例如，也可在工序st3、工序st5、工序st6以及工序st7中，從第1氣體供給部114a供給有異丙醇、二氧化碳以及稀有氣體中的一種以上的氣體，而從第2氣體供給部114b供給有該些異丙醇、二氧化碳以及稀有氣體中的其他一種以上的氣體。

[等離子體源]

圖11為表示圖9所示的等離子體處理裝置的等離子體源的圖，為表示從圖9的y方向觀察的等離子體源的圖。并且，圖12為表示圖9所示的等離子體處理裝置的等離子體源的圖，表示從垂直方向觀察的等離子體源。如圖9及圖10所示，處理容器112的頂部設置有開口，該開口通過介電體板294來封閉。介電體板294為板狀體，且由石英玻璃或陶瓷所構成。等離子體源116設置于該介電體板294上。

如圖11及圖12所示，等離子體源116具有高頻天線240以及遮蔽構件260。高頻天線240通過遮蔽構件260被覆蓋。一實施方式中，高頻天線240含有內側天線元件242a以及外側天線元件242b。內側天線元件242a設置于比外側天線元件242b更靠近軸線px。換言之，外側天線元件242b以圍繞內側天線元件242a的方式來設置于該內側天線元件242a外側。各內側天線元件242a及外側天線元件242b例如由銅、鋁、不銹鋼等的導體所構成，并以軸線px為中心來延伸為螺旋狀。

內側天線元件242a及外側天線元件242b一同被多個夾持體244所夾持而成為一體。多個夾持體244例如棒狀構件，且相對于軸線px配置為放射狀。

遮蔽構件260具有內側遮蔽壁262a以及外側遮蔽壁262b。內側遮蔽壁262a具有沿垂直方向延伸的筒形狀，且設置于內側天線元件242a與外側天線元件242b之間。該內側遮蔽壁262a圍繞內側天線元件242a。并且，外側遮蔽壁262b具有沿垂直方向延伸的筒形狀，且設置為圍繞外側天線元件242b。

內側天線元件242a上設置有內側遮蔽板264a。內側遮蔽板264a具有圓盤形狀，且設置為阻塞內側遮蔽壁262a的開口。并且，外側天線元件242b上設置有外側遮蔽板264b。外側遮蔽板264b為環狀板，且設置為阻塞內側遮蔽壁262a與外側遮蔽壁262b之間的開口。

內側天線元件242a、外側天線元件242b分別連接于高頻電源250a、高頻電源250b。高頻電源250a及高頻電源250b是等離子體生成用的高頻電源。高頻電源250a及高頻電源250b將相同頻率或相異頻率分別供給至內側天線元件242a及外側天線元件242b。例如，在從高頻電源250a以規定功率來將規定頻率(例如40mhz)的高頻波供給至內側天線242a時，會通過形成于處理容器112內的感應磁場來激發導入至處理容器112內的處理氣體，而在晶圓w上的中央部生成甜甜圈型的等離子體。并且，在從高頻電源250b以規定功率來將規定頻率(例如60mhz)的高頻波供給至外側天線242b時，會通過形成于處理容器12內的感應磁場來激發導入至處理容器112內的處理氣體，而在晶圓w上的周緣部生成另一甜甜圈型的等離子體。通過該些等離子體來從處理氣體生成自由基。

另外，高頻電源250a及高頻電源250b所輸出的高頻波頻率并不限于上述頻率。例如，高頻電源250a及高頻電源250b所輸出的高頻波頻率還可以是13.56mhz、27mhz、40mhz、60mhz等的各種頻率。但是，需要對應于高頻電源250a及高頻電源250b所輸出的高頻波來調整內側天線元件242a及外側天線242b的電性長度。

該等離子體源116即使在1mtorr(0.1333pa)的壓力環境下，仍可點燃處理氣體的等離子體。在低壓環境下，等離子體中的離子的平均自由行程會變大。從而，可進行基于稀有氣體原子濺射的蝕刻。并且，可在低壓環境下抑制被蝕刻的物質再次附著于晶圓w，并將該物質排氣。

[支承體結構]

圖13及圖14為表示圖9所示的等離子體處理裝置的支承結構體的剖面圖。圖13中表示有從y方向(參考圖9)觀察的支承結構體的剖面圖，圖14中表示有從x方向(參考圖9)觀察的支承結構體的剖面圖。如圖13及圖14所示，支承結構體118具有保持部130、容器部140以及傾斜軸部150。

保持部130為，保持晶圓w，并通過以第2軸線ax2為中心旋轉來使晶圓w旋轉的機構。另外，如上述，第2軸線ax2在支承結構體118未傾斜的狀態下，與軸線px一致。該保持部130具有靜電夾具132、下部電極134、旋轉軸部136以及絕緣構件135。

靜電夾具132構成為在其上表面保持晶圓w。靜電夾具132具有以第2軸線ax2作為其中心軸線的大致圓盤形狀，且具有作為絕緣膜內層來設置的電極膜。靜電夾具132通過將電壓施加至電極膜來產生靜電力。通過該靜電力，靜電夾具132將其上表面所載置的晶圓w吸附。該靜電夾具132與晶圓w之間供給有he氣體等的導熱氣體。并且，靜電夾具132內還可以在內部含有用于加熱晶圓w的加熱器。所述靜電夾具132設置于下部電極134上。

下部電極134具有以第2軸線ax2為中心軸線的大致圓盤形狀。一實施方式中，下部電極134具有第1部分134a及第2部分134b。第1部分134a為沿著第2軸線ax2延伸的下部電極134的中央側部分，第2部分134b為比第1部分134a更從第2軸線ax2遠離，即，比第1部分134a更靠外側而延伸的部分。第1部分134a上表面與第2部分134b上表面連續，且通過第1部分134a上表面與第2部分134b上表面來構成下部電極134的大致平坦的上表面。該下部電極134上表面相接有靜電夾具132。并且，第1部分134a會比第2部分134b更朝下方突出，而成為圓柱狀。即，第1部分134a下表面會比第2部分134b下表面更朝下方延伸。該下部電極134由鋁等的導體構成。下部電極134與上述偏壓電力供給部122電性連接。即，下部電極134可選擇性地供給有來自第1電源22a的調制直流電壓以及來自第2電源22b的高頻偏壓。并且，下部電極134中設置有制冷劑流道134f。通過將制冷劑供給至該制冷劑流道134f，由此控制晶圓w溫度。該下部電極134設置于絕緣構件135上。

絕緣構件135由石英、氧化鋁等的絕緣體構成，并具有在中央有開口的大致圓盤形狀。一實施方式中，絕緣構件135具有第1部分135a及第2部分135b。第1部分135a為絕緣構件135的中央側部分，第2部分135b為比第1部分135a更從第2軸線ax2遠離，即，比第1部分135a更靠外側而延伸的部分。第1部分135a上表面會比第2部分135b上表面更靠下方而延伸，并且，第1部分135a下表面也會比第2部分135b下表面更靠下方而延伸。絕緣構件135的第2部分135b上表面相接于下部電極134的第2部分134b下表面。另一方面，絕緣構件135的第1部分135a上表面從下部電極134下表面分離。

旋轉軸部136具有大致圓柱形狀，且連結于下部電極134下表面。具體而言，連結于下部電極134的第1部分134a下表面。旋轉軸部136的中心軸線與第2軸線ax2一致。通過對該旋轉軸部136施加旋轉力，由此使保持部130旋轉。

通過這種各要件所構成的保持部130與容器部140一同形成中空空間來作為支承結構體118的內部空間。容器部140含有上側容器部142及外側容器部144。上側容器部142具有大致圓盤形狀。在上側容器部142中央形成有旋轉軸部136通過的貫穿孔。該上側容器部142設置為在絕緣構件135的第2部分135b下方，相對于該第2部分135b提供有些許的間隙。并且，在上側容器部142的下表面周緣連結有外側容器部144上端。外側容器部144具有下端被閉塞的大致圓筒形狀。

容器部140與旋轉軸部136之間設置有磁性流體密封部152。磁性流體密封部152具有內輪部152a及外輪部152b。內輪部152a具有與旋轉軸部136同軸延伸的大致圓筒形狀，并相對于旋轉軸部136被固定。并且，內輪部152a上端部連結于絕緣構件135的第1部分135a下表面。該內輪部152a與旋轉軸部136以第2軸線ax2為中心一同旋轉。外輪部152b具有大致圓筒形狀，并在內輪部152a外側設置為與該內輪部152a同軸。外輪部152b上端部連結于上側容器部142的中央側部分的下表面。該些內輪部152a與外輪部152b之間夾設有磁性流體152c。并且，在磁性流體152c下方，內輪部152a與外輪部152b之間設置有軸承153。該磁性流體密封部152提供氣密地密封支承結構體118的內部空間的密封結構。通過該磁性流體密封部152，支承結構體118的內部空間從等離子體處理裝置110的空間s分離。另外，等離子體處理裝置110中，支承結構體118的內部空間被維持為大氣壓。

一實施方式中，在磁性流體密封部152與旋轉軸部136之間設置有第1構件137及第2構件138。第1構件137具有沿著旋轉軸部136外周面的一部分，即，后述第3筒狀部136d上側部分的外周面及下部電極134的第1部分134a外周面延伸的大致圓筒形狀。并且，第1構件137上端具有沿著下部電極134的第2部分134b下表面來延伸的環狀板形狀。該第1構件137會相接于第3筒狀部136d的上側部分外周面以及下部電極134的第1部分134a外周面與第2部分134b下表面。

第2構件138具有沿著旋轉軸部136外周面，即第3筒狀部136d外周面以及沿著第1構件137外周面延伸的大致圓筒形狀。第2構件138上端具有沿著絕緣構件135的第1部分135a上表面延伸的環狀板形狀。第2構件138相接于第3筒狀部136d外周面、第1構件137外周面、絕緣構件135的第1部分135a上表面以及磁性流體密封部152的內輪部152a內周面。該第2構件138與絕緣構件135的第1部分135a上表面之間夾設有o型環等密封構件139a。并且，第2構件138與磁性流體密封部152的內輪部152a內周面之間夾設有o型環等密封構件139b及139c。根據所述結構，密封旋轉軸部136與磁性流體密封部152的內輪部152a之間。由此，即使旋轉軸部136與磁性流體密封部152之間存在有間隙，但仍會使支承結構體118的內部空間與等離子體處理裝置110的空間s分離。

外側容器部144沿著第1軸線ax1來形成有開口。形成于外側容器部144的開口嵌入有傾斜軸部150的內側端部。該傾斜軸部150具有大致圓筒形狀，其中心軸線與第1軸線ax1一致。如圖9所示，傾斜軸部150延伸至處理容器112外側。傾斜軸部150一邊的外側端部連結有上述驅動裝置124。該驅動裝置124支承傾斜軸部150一邊的外側端部。通過該驅動裝置124來旋轉傾斜軸部150，使支承結構體118以第1軸線ax1為中心旋轉，其結果，使支承結構體118會相對于軸線px傾斜。例如，支承結構體118可以相對于軸線px而第2軸線ax2成為0度～60度以內范圍的角度來傾斜。

一實施方式中，第1軸線ax1含有第2軸線ax2方向中的支承結構體118的中心位置。該實施方式中，傾斜軸部150在通過支承結構體118的該中心的第1軸線ax1上延伸。該實施方式在支承結構體118傾斜時，可使該支承結構體118上緣與處理容器112(或整流構件126)之間的最短距離wu(參考圖10)以及支承結構體118下緣與處理容器112(或整流構件126)之間的最短距離wl(參考圖10)中的最小距離變大。即，能夠將支承結構體118的外輪廓與處理容器112(或整流構件126)之間的最小距離最大化。從而，可縮小處理容器112的水平方向寬度。

另一實施方式中，第1軸線ax1含有第2軸線ax2方向中的支承結構體118中心與保持部130上表面之間的位置。即，該實施方式中，傾斜軸部150延伸于比支承結構體118中心更偏向保持部130側的位置。根據該實施方式，可以進一步在支承結構體118傾斜時，降低等離子體源116至晶圓w的各位置的距離差。從而，可以進一步提升蝕刻的面內均勻性。另外，支承結構體118也可以以60度以內的角度傾斜。

又一實施方式中，第1軸線ax1含有支承結構體118的重心。該實施方式中，傾斜軸部150延伸于含有該重心的第1軸線ax1上。根據該實施方式，可使驅動裝置124所要求的力矩變小，而容易控制該區動裝置124。

回到圖13及圖14，在傾斜軸部150內孔通過有各種電氣系統用配線、導熱氣體用配管以及制冷劑用配管。該些配線及配管連結于旋轉軸部136。

旋轉軸部136具有柱狀部136a、第1筒狀部136b、第2筒狀部136c以及第3筒狀部136d。柱狀部136a具有大致圓柱形狀，并延伸于第2軸線ax2上。柱狀部136a是用于將電壓施加至靜電夾具132的電極膜的配線。柱狀部136a經由集電環等旋轉連結器154來連接于配線160。配線60從支承結構體118內部空間通過傾斜軸部150內孔，而延伸至處理容器112外部。該配線60在處理容器112外部經由開關而連接于電源162(參考圖9)。

第1筒狀部136b在柱狀部136a外側設置為與該柱狀部136a同軸。第1筒狀部136b是用于將調制直流電壓及高頻偏壓供給至下部電極134的配線。第1筒狀部136b經由旋轉連結器154來連接于配線164。配線164從支承結構體118內部空間通過傾斜軸部150內孔來延伸至處理容器112外部。該配線164在處理容器112外部連接于偏壓電力供給部122的第1電源122a及第2電源122b。另外，第2電源122b與配線164之間可以設置有阻抗匹配用的匹配器。

第2筒狀部136c在第1筒狀部136b外側設置為與該第1筒狀部136b同軸。一實施方式中，上述旋轉連結器154內設置有軸承155。該軸承155沿著第2筒狀部136c外周面來延伸。該軸承155經由第2筒狀部136c來支承旋轉軸部136。相對于上述軸承153支承旋轉軸136上側部分，軸承155支承旋轉軸部136下側部分。如此，通過兩個軸承153及軸承155，旋轉軸部136其上側部分及下側部分被支承，因此可使旋轉軸部136以第2軸線ax2為中心穩定旋轉。

第2筒狀部136c中形成有導熱氣體供給用的氣體管線。該氣體管線會經由轉動連結器等旋轉接頭來連接于配管166。配管166會從支承結構體118內部空間通過傾斜軸部150內孔來延伸至處理容器112外部。該配管166在處理容器112的外部連接于導熱氣體源168(參考圖9)。

第3筒狀部136d在第2筒狀部136c外側設置為與該第2筒狀部136c同軸。該第3筒狀部136d形成有用于將制冷劑供給至制冷劑流道134f的制冷劑供給管線以及回收供給至制冷劑流道134f的制冷劑的制冷劑回收管線。制冷劑供給管線經由轉動連結器等旋轉接頭170來連接于配管172。并且，制冷劑回收管線經由旋轉接頭170來連接于配管174。配管172及配管174會從支承結構體118內部空間通過傾斜軸部150內部來延伸至處理容器112外部。然后，配管172及配管174會在處理容器112外部連接于冷卻單元176(參考圖9)。

并且，如圖14所示，支承結構體118內部空間設置有旋轉馬達178。旋轉馬達178會產生用于使旋轉軸部136旋轉的驅動力。一實施方式中，旋轉馬達178設置于旋轉軸部136側邊。該旋轉馬達178經由傳送帶182來連結安裝于旋轉軸部136的滑輪180。由此，旋轉馬達178的旋轉驅動力會傳遞至旋轉軸部136，而使保持部130以第2軸線ax2為中心旋轉。保持部130的轉速在例如48rpm以下的范圍內。例如，保持部130在工藝中以20rmp的轉速來旋轉。另外，用于將電力供給至旋轉馬達178的配線會通過傾斜軸部150內孔而被拉出至處理容器112外部，并連接于設置于處理容器112外部的馬達用電源。

如此，支承結構體118可在能維持為大氣壓的內部空間設置多種機構。并且，支承結構體118構成為可將連接收納于其內部空間的機構與設置于處理容器112外部的電源、氣體源、冷卻單元等的裝置用的配線或配管拉出至處理容器112外部。另外，除了上述配線及配管之外，還可以將連接設置于處理容器112外部的加熱器電源與設置于靜電夾具132的加熱器的配線從支承結構體118內部空間經由傾斜軸部150內孔來拉出至處理容器112外部。

并且，在圖2的(a)所示的多層膜的各層的蝕刻中，沒有將因蝕刻而被削蝕的物質(即，磁性材料)或來自異丙醇之過多的碳排氣，而附著于蝕刻所形成的形狀的表面，特別是側面。通過等離子體處理裝置110，可在去除這種形成于側面的沉積物時，使支承結構體118傾斜，且使保持有晶圓w的保持部130以第2軸線ax2為中心旋轉。由此，能夠使活性基朝向蝕刻所形成的形狀的側面所有區域入射，而可提升相對于晶圓w的離子的入射面內均勻性。其結果，可在蝕刻所形成的形狀的側面所有區域中，去除附著于該側面的沉積物，而可提高該形狀的垂直性。并且，可在晶圓w面內均勻地進行沉積物的去除，而可提升蝕刻所形成的形狀的面內均勻性。

以下，再次參考圖8，對方法mt2進行說明。并且，以下說明中，除了圖8以外，還參考圖15～圖17。圖15的(a)部分是與圖2(a)部分相同的剖面圖，例示有應用方法mt2之前的狀態的晶圓w。圖15的(b)～(d)部分、圖16的(a)～(d)部分以及圖17的(a)～(d)部分為例示以方法mt2的各工序所到的產物的剖面圖。以下說明中，雖然說明對晶圓w使用等離子體處理裝置110來實施方法mt2的例，但只要是能夠形成將晶圓w水平地支承的狀態、以及使晶圓w相對于垂直方向傾斜并旋轉的狀態的等離子體處理裝置，可在實施方法mt2中使用任意等離子體處理裝置。

方法mt2中，首先在工序st1中準備圖15的(a)部分所示的晶圓w，并收納于等離子體處理裝置10的處理容器12內。然后，通過保持部130的靜電夾具132來保持晶圓w。

方法mt2中，接著執行工序st2。工序st2中，在處理容器112內生成處理氣體的等離子體。一例中，為了蝕刻由ru所構成的覆膜l4而生成含有h2氣體的處理氣體的等離子體。工序st2所使用的處理氣體還可以進一步含有n2等氣體的非活性氣體。該工序st2將來自第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b中的至少一個的處理氣體供給至處理容器112內，而排氣系統120動作來將處理容器112內的壓力，即處理壓力設定為規定壓力。并且，來自高頻電源250a及高頻電源250b的高頻波分別被供給至內側天線元件242a及外側天線元件242b。并且，來自第1電源122a的調制直流電壓或來自第2電源122b的高頻偏壓被供給至支承結構體118。由此，來生成處理氣體的等離子體。另外，一實施方式的工序st2中，支承結構體18可設定為非傾斜狀態。即，工序st2中，支承結構體18設置為第2軸線ax2一致于軸線px。這種工序st2中的等離子體處理裝置110的各部動作可通過控制部cnt來控制。

工序st2中，通過來自等離子體的活性基，在一例中為氫活性基來在從掩模msk露出的部分蝕刻由ru所構成的覆膜l4。其結果，如圖15的(b)部分所示，在覆膜l4的所有區域中從掩模msk露出的部分被去除。

方法mt2中，接著執行工序st3。工序st3為蝕刻磁性層的工序的一實施方式，該工序st3中蝕刻mtj層l3的上部磁性層l33。方法mt2的工序st3含有工序st3a與工序st3b。工序st3a與工序st3b將含有異丙醇及二氧化碳的處理氣體供給至處理容器112內。該處理氣體可以進一步含有ar氣體等稀有氣體。工序st3a與工序st3b將來自第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b中的至少一個的處理氣體供給至處理容器112內，而排氣系統120動作來將處理容器112內的壓力，即處理壓力設定為規定壓力。并且，來自高頻電源250a及高頻電源250b的高頻波分別被供給至內側天線元件242a及外側天線元件242b。并且，來自第1電源122a的調制直流電壓或來自第2電源122b的高頻偏壓被供給至支承結構體118。由此，來生成處理氣體的等離子體。另外，方法mt2的工序st3中的處理壓力、靜電夾具溫度以及異丙醇的分壓等各種條件設定為與方法mt1的工序st3相同的條件。

工序st3a中，可與上述處理氣體的等離子體的生成同樣地將支承結構體118設定為非傾斜狀態。即，工序st3a中，支承結構體118配置為第2軸線ax2一致于軸線px。由此，晶圓w成為相對于垂直方向而保持為水平的狀態。工序st3a生成處理氣體的等離子體，而使得異丙醇和/或其裂解物，即蝕刻劑會附著于上部磁性層l33表面，以促進該蝕刻劑與構成上部磁性層l33的磁性材料的反應。然后，將反應產物排氣。其結果，如圖15的(c)部分所示，在從掩模msk露出的部分中蝕刻上部磁性層l33。并且，含有來自異丙醇的碳的沉積物會被來自二氧化碳的氧活性基去除。此時，如圖15的(c)部分所示，含有反應產物和/或來自異丙醇的碳的沉積物dp1附著于掩模msk側面、覆膜側面以及上部磁性層l33側面。

接著工序st3b中，為了去除所述沉積物dp1，而將支承結構體118設定為傾斜狀態。即，以第2軸線ax2會相對于軸線px傾斜的方式來設定支承結構體118的傾斜。該傾斜角度，即第2軸線ax2相對于軸線px構成的角度可任意地設定，例如為大于0度且60度以下的角度。并且，工序st3b中，保持部130會以第2軸線ax2為中心旋轉。該旋轉的轉速可任意設定，例如為20rpm。由此，如圖18所示，以交叉于等離子體中離子等活性基(圖中以圓形表示)的吸引方向(圖中以向下之箭頭表示)的方式來配置沉積物pd1。即，以活性基朝向掩模msk側面、覆膜l4側面以及上部磁性層l33側面來入射的方式來配置晶圓w。并且，工序st3b中，由于保持部130會旋轉，因此活性基朝向掩模msk側面、覆膜l4側面以及上部磁性層l33側面的所有區域入射。并且，活性基在晶圓w面內大致均勻地入射。從而，如圖15的(d)部分所示，可在掩模msk側面、覆膜l4側面以及上部磁性層l33側面的所有區域中去除沉積物dp1，而提高覆膜l4及上部磁性層l33所形成的形狀的側面垂直性。并且，可在晶圓w面內均勻地得到相關垂直性。

另外，工序st3a及工序st3b也可以交替地執行多次。由此，可在大量地形成沉積物dp1前，去除該沉積物dp1，且蝕刻上部磁性層l33。

方法mt2中，接著執行工序st4。方法mt2的工序st4是與方法mt1的工序st4相同的工序，如圖16的(a)部分所示，在成膜裝置內，在晶圓w表面上形成有絕緣膜il。接著，在沿著掩模msk上表面的區域以及沿著絕緣層l32上表面的區域中蝕刻絕緣膜il。該蝕刻可以使用任意的等離子體處理裝置。例如，該蝕刻可以使用等離子體處理裝置110。該蝕刻結果，如圖16的(b)部分所示，沿著掩模msk側面、覆膜l4側面以及上部磁性層l33側面殘留有絕緣膜il。

方法mt2中，接著執行工序st5。工序st5中，蝕刻mtj層l3的絕緣層l32。該工序st5中的等離子體處理裝置110的動作及蝕刻條件可以與方法mt2的工序st3中的等離子體處理裝置110的動作及蝕刻條件相同。

工序st5與方法mt2的工序st3相同地含有在處理氣體的等離子體的生成中將支承結構體118設定為非傾斜狀態的工序st5a，以及將支承結構體118設定為傾斜狀態，且使保持部130以第2軸線ax2為中心旋轉的工序st5b。該些工序st5a及工序st5b也可交替地執行多次。工序st5a中蝕刻絕緣層l32，但如圖16的(c)部分所示，含有反應產物及來自異丙醇的碳的沉積物dp2會附著于掩模msk側面、覆膜側面、上部磁性層l33側面以及絕緣層l32側面。接著工序st5b通過使晶圓w傾斜，且旋轉來使等離子體中的活性基效率良好地入射至沉積物dp2，其結果，如圖16的(d)部分所示，該沉積物dp2被去除。

方法mt2中，接著執行工序st6。工序st6中，蝕刻mtj層l3的下部磁性層l31。該工序st6中的等離子體處理裝置110的動作及蝕刻條件可與方法mt2工序st3中的等離子體處理裝置110的動作及蝕刻條件相同。

工序st6與方法mt2的工序st3同樣地含有在處理氣體的等離子體的生成中將支承結構體118設定為非傾斜狀態的工序st6a，以及將支承結構體118設定為傾斜狀態，且使保持部130以第2軸線ax2為中心旋轉的工序st6b。該些工序st6a及工序st6b也可交替地執行多次。工序st6a中蝕刻下部磁性層l31，但如圖17的(a)部分所示，含有反應產物和/或來自異丙醇的碳的沉積物dp3會附著于掩模msk側面、覆膜側面、上部磁性層l33側面以及下部磁性層l31側面。接著工序st6b通過使晶圓w傾斜，且旋轉來使等離子體中的活性基效率良好地入射至沉積物dp3，其結果，如圖17的(b)部分所示，該沉積物dp3被去除。

方法mt2中，接著執行工序st7。工序st7中，蝕刻磁性膜l2。該工序st7中的等離子體處理裝置110的動作及蝕刻條件可與方法mt2的工序st3中的等離子體處理裝置110的動作及蝕刻條件相同。

工序st7與方法mt2的工序st3同樣地含有在處理氣體的等離子體的生成中將支承結構體118設定為非傾斜狀態的工序st7a，以及將支承結構體18設定為傾斜狀態，且使保持部130以第2軸線ax2為中心旋轉的工序st7b。該些工序st7a及工序st7b也可交替地執行多次。工序st7a中蝕刻磁性膜l2，但如圖17的(c)部分所示，含有反應產物和/或來自異丙醇的碳的沉積物dp4會附著于掩模msk側面、覆膜側面、上部磁性層l33側面、絕緣層l32側面、下部磁性層l31側面以及磁性膜l2側面。接著工序st7b通過使晶圓w傾斜，且旋轉來使等離子體中的活性基效率良好地入射至沉積物dp4，其結果，如圖17的(d)部分所示，該沉積物dp4被去除。

[第3實施方式]

圖19為表示第3實施方式相關的蝕刻方法的流程圖。圖19所示的方法mt3中，使用如等離子體處理裝置110那樣，可形成使晶圓相對于垂直方向來傾斜，且旋轉的狀態的等離子體處理裝置來執行。但是，方法mt3在使用該等離子體處理裝置的蝕刻中，不形成水平地支承晶圓的狀態，而形成使該晶圓相對垂直方向來傾斜并旋轉的狀態，在這點上與方法mt2不同。以下，根據使用等離子體處理裝置110的例，對方法mt3進行說明。

如圖19所示，方法mt3中，首先在工序st1中，準備圖15的(a)部分所示的晶圓w，并收納至等離子體處理裝置110的處理容器12內。然后，將晶圓w水平地載置于保持部130的靜電夾具132上。

方法mt3中，接著執行工序st2。方法mt3的工序st2中，與方法mt2的工序st2同樣地在處理容器112內生成處理氣體的等離子體。一例中，為了蝕刻由ru所構成的覆膜l4而生成含有h2氣體的處理氣體的等離子體。該處理氣體還可以進一步含有n2等氣體的非活性氣體。工序st2中，支承結構體118可設定為非傾斜狀態。即，工序st2中，支承結構體118配置為第2軸線ax2一致于軸線px。

接著，執行工序st30。工序st30為蝕刻磁性層的工序的一實施方式，該工序st30中，蝕刻mtj層l3的上部磁性層l33。具體而言，方法mt3的工序st30中，首先形成將晶圓w水平地載置于保持部130的靜電夾具132上的狀態。接著，工序st30中，將含有異丙醇及二氧化碳的處理氣體供給至處理容器112內。該處理氣體還可以進一步含有ar氣體等稀有氣體。工序st30中，將來自第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b中的至少一個的處理氣體供給至處理容器112內，而排氣系統120動作來將處理容器112內的壓力，即處理壓力設定為規定壓力。

接著，工序st30中，將電壓施加至靜電夾具132的電極膜，并通過該靜電夾具132來保持晶圓w。接著，工序st30中，使支承結構體118傾斜，而使晶圓w以傾斜狀態被保持。支承結構體118的傾斜被設定為第2軸線ax2會相對于軸線px傾斜。該傾斜角度，即第2軸線ax2相對于軸線px所構成的角度可任意地設定，例如為大于0度且60度以下的角度。工序st30中，進一步使保持部130以第2軸線ax2為中心旋轉。該旋轉的旋轉速度可任意地設定，例如為20rpm。

接著，工序st30中，將來自高頻電源250a及高頻電源250b的高頻波分別施加至內側天線元件242a及外側天線元件242b。然后，來自第1電源122a的調制直流電壓或來自第2電源122b的高頻偏壓會被供給至支承結構體118。由此，生成處理氣體的等離子體。另外，方法mt3的工序st30中的處理壓力、靜電夾具溫度以及異丙醇的分壓等各種條件設定為與方法mt2的工序st3相同的條件。

該工序st30中，生成處理氣體的等離子體，而使得異丙醇和/或其裂解物，即蝕刻劑附著于上部磁性層l33表面，以促進該蝕刻劑與構成上部磁性層l33的磁性材料的反應。然后，將反應產物排氣。其結果，如圖15的(d)部分所示，在從掩模msk露出的部分中蝕刻上部磁性層l33。

方法mt3中，接著執行工序st4。方法mt3的工序st4是與方法mt2的工序st4相同的工序，如圖16的(a)部分所示，在成膜裝置內在晶圓w表面上形成有絕緣膜il。接著，使用任意等離子體蝕刻裝置，在沿著掩模msk上表面的區域以及沿著絕緣層l32上表面的區域中蝕刻絕緣膜il。該蝕刻結果，如圖16的(b)部分所示，沿著掩模msk側面、覆膜l4側面以及上部磁性層l33側面殘留有絕緣膜il。

接著，執行工序st50。工序st50中，首先在等離子體處理裝置110的處理容器12內將圖16的(b)部分所示的晶圓w水平地載置于保持部130的靜電夾具132上。接著，工序st50中，將含有異丙醇及二氧化碳的處理氣體供給至處理容器112內。該處理氣體還可以進一步含有ar氣體等稀有氣體。工序st50中，將來自第1氣體供給部114a及第2氣體供給部114b中的至少一個的處理氣體供給至處理容器112內，而排氣系統120動作來將處理容器112內的壓力，即處理壓力設定為規定壓力。

接著，工序st50中，將電壓施加至靜電夾具132的電極膜，并通過該靜電夾具132來保持晶圓w。接著，工序st50中，使支承結構體118傾斜，而使晶圓w保持在傾斜狀態。支承結構體118的傾斜設定為第2軸線ax2相對于軸線px來傾斜。該傾斜角度，即第2軸線ax2相對于軸線px所構成的角度可任意地設定，例如為大于0度且60度以下的角度。工序st50中，進一步使保持部130以第2軸線ax2為中心旋轉。該旋轉的旋轉速度可任意地設定，例如為20rpm。

接著，工序st50中，將來自高頻電源250a及高頻電源250b的高頻波分別施加至內側天線元件242a及外側天線元件242b。然后，來自第1電源122a的調制直流電壓或來自第2電源122b的高頻偏壓被供給至支承結構體118。由此，來生成處理氣體的等離子體。另外，方法mt3的工序st50中的處理壓力、靜電夾具溫度以及異丙醇的分壓等各種條件設定為與方法mt2的工序st5相同的條件。

工序st50中，生成處理氣體的等離子體，而使異丙醇和/或其裂解物，即蝕刻劑會附著于絕緣層l32表面，以促進該蝕刻劑與構成絕緣層l32的磁性材料的反應。然后，將反應產物排氣。其結果，如圖16的(d)部分所示，在從掩模msk露出的部分中蝕刻絕緣層l32。

方法mt3中，接著執行工序st60及工序st70。工序st60及工序st70中，使用與工序st50中的處理氣體相同的處理氣體，且工序st60及工序st70中的處理壓力、靜電夾具溫度以及異丙醇的分壓等各種條件設定為與工序st50相同的條件。從而，工序st60及工序st70中，維持工序st50所形成的晶圓w的傾斜及旋轉，并且連續地利用工序st50所生成的等離子體。然后，工序st60中，如圖17的(b)部分所示，蝕刻mtj層l3的下部磁性層l31，工序st70如圖17的(d)部分所示，蝕刻磁性膜l2。

另外，即使在各工序st60及工序st70中，也可在等離子體處理裝置110的處理容器12內，將晶圓水平地載置于保持部130的靜電夾具132上，接著，將處理氣體供給至處理容器112內，而排氣系統120動作來將處理壓力設定為規定壓力，接著，將電壓施加至靜電夾具132的電極膜，并通過該靜電夾具132來保持晶圓w，接著，使晶圓w傾斜且旋轉，之后將來自高頻電源250a及高頻電源250b的高頻波分別供給至內側天線元件242a及外側天線元件242b，進一步將來自第1電源122a的調制直流電壓或來自第2電源122b的高頻偏壓供給至支承結構體118。

以上，對各種實施方式進行了說明，但并不限于上述實施方式而可進行各種變形。上述實施方式的方法關于一種具有mtj層的mram元件的制造，但本發明所公開的技術思想可應用于具有由磁性材料所構成的磁性層的任意被處理體。

符號說明

10-等離子體處理裝置，12-處理容器，30-上部電極，le-下部電極，40-氣體源組，50-排氣裝置，110-等離子體處理裝置，112-處理容器，114-氣體供給系統，114a-第1氣體供給部，114b-第2氣體供給部，118-支承結構體，132-靜電夾具，pd-支承結構體，esc-靜電夾具，cnt-控制部，w-晶圓，l1-基底層，l2-磁性膜，l3-mtj層，l31-下部磁性層，l32-絕緣層，l33-上部磁性層，l4-覆膜，msk-掩模。