本發(fā)明的技術(shù)方案涉及對多層膜進(jìn)行蝕刻的方法。

背景技術(shù)：

作為使用了磁阻效應(yīng)元件的存儲器元件的一種，具有MTJ(磁性隧道連接，Magnetic Tunnel Junction)構(gòu)造的MRAM(磁性隨機(jī)存儲器，Magnetic Random Access Memory)元件引人注目。

MRAM元件包括由含有強(qiáng)磁性體等金屬的難蝕刻材料構(gòu)成的多層膜。在這樣的MRAM元件的制造過程中，多層膜使用由Ta(鉭)、TiN這樣的金屬材料形成的掩模來進(jìn)行蝕刻。在這樣的蝕刻中，如日本特開2012-204408號公報(bào)所記載那樣以往使用了鹵素氣體。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2012-204408號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問題

本申請發(fā)明人進(jìn)行了利用使用了含有稀有氣體的處理氣體的等離子體的蝕刻來蝕刻多層膜的嘗試。在該蝕刻中，利用源自稀有氣體的離子的濺射效果來對多層膜進(jìn)行蝕刻。然而，在該蝕刻中，蝕刻后的金屬附著于由于該蝕刻而形成的形狀的表面而形成堆積物。由此，越沿著層疊方向遠(yuǎn)離掩模該形狀變得越粗。即、該形狀成為錐形狀。因而，需要提高由于蝕刻而形成的形狀的垂直性。另外，在這樣的蝕刻中，除了要求對蝕刻對象的膜選擇性地進(jìn)行蝕刻之外，還要求對掩模及其基底也選擇性地進(jìn)行蝕刻。

用于解決問題的方案

在一技術(shù)方案中，可提供一種等離子體處理裝置。該等離子體處理裝置具備處理容器、氣體供給系統(tǒng)、等離子體源、支承構(gòu)造體以及排氣系統(tǒng)。處理容器提供對被處理體進(jìn)行等離子體處理的空間。氣體供給系統(tǒng)向處理容器內(nèi)供給氣體。等離子體源使由氣體供給系統(tǒng)供給的氣體激勵(lì)。支承構(gòu)造體在處理容器內(nèi)保持被處理體。排氣系統(tǒng)是為了對處理容器內(nèi)的空間進(jìn)行排氣而設(shè)置的。該排氣系統(tǒng)設(shè)置于支承構(gòu)造體的正下方。氣體供給系統(tǒng)具有向處理容器內(nèi)供給第1處理氣體的第1氣體供給部和向處理容器內(nèi)供給第2處理氣體的第2氣體供給部。該等離子體處理裝置還具備控制器，該控制器根據(jù)處理容器內(nèi)的等離子體生成時(shí)或等離子體消失時(shí)的等離子體狀態(tài)對第1氣體供給部和第2氣體供給部進(jìn)行控制，以對第1處理氣體的供給量和所述第2處理氣體的供給量單獨(dú)地進(jìn)行調(diào)整。支承構(gòu)造體構(gòu)成為，將被處理體支承成能夠旋轉(zhuǎn)且能夠傾斜。該等離子體處理裝置還具備用于將脈沖調(diào)制后的直流電壓作為用于離子吸引的偏壓施加于支承構(gòu)造體的偏壓電力供給部。

在該等離子體處理裝置中，在使支承構(gòu)造體傾斜了的狀態(tài)、即、使被處理體相對于等離子體源傾斜了的狀態(tài)下，可進(jìn)行等離子體蝕刻。由此，能夠使離子朝向由于蝕刻而形成的形狀的側(cè)面入射。另外，在使支承構(gòu)造體傾斜了的狀態(tài)下可使該支承構(gòu)造體旋轉(zhuǎn)。由此，能夠使離子朝向由于蝕刻而形成的形狀的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域入射，另外，可提高離子向被處理體入射的面內(nèi)均勻性。其結(jié)果，在由于蝕刻而形成的形狀的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域中，可將附著到該側(cè)面的堆積物去除，可提高該形狀的垂直性。另外，可在被處理體的面內(nèi)均勻地進(jìn)行堆積物的去除，由于蝕刻而形成的形狀的面內(nèi)均勻性得以提高。

另外，在該等離子體處理裝置中，能夠使用脈沖調(diào)制后的直流電壓作為用于離子吸引的偏壓。采用脈沖調(diào)制后的直流電壓，可將比較低的能量、且較窄的能量范圍的離子向被處理體吸引。由此，可選擇性地蝕刻由特定的物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域(膜、或堆積物等)。

在一實(shí)施方式中，第1處理氣體也可以是稀有氣體，第2處理氣體也可以是含氫氣體。作為含氫氣體，可例示CH₄氣體、NH₃氣體。這些第1處理氣體和第2處理氣體也可以被等離子體源激勵(lì)。

在一實(shí)施方式中，第1處理氣體也可以是含有氫、氧、氯或氟的氣體。這些元素的活性種與蝕刻對象的膜和/或堆積物所含有的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而能夠形成易于與第2處理氣體發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)。另外，第2處理氣體也可以含有與蝕刻對象的膜和/或堆積物所含有的物質(zhì)之間的反應(yīng)依賴于載置臺的溫度的氣體?；蛘摺⒌?處理氣體也可以是電子給予性的氣體。第2處理氣體也可以不被激勵(lì)。

在一實(shí)施方式中，支承構(gòu)造體能具有傾斜軸部。該傾斜軸部在沿著與鉛垂方向正交的方向延伸的第1軸線上延伸。另外，等離子體處理裝置還能具備驅(qū)動裝置。該驅(qū)動裝置是對傾斜軸部進(jìn)行軸支承并使支承構(gòu)造體以第1軸線為中心旋轉(zhuǎn)的裝置，設(shè)置于處理容器的外部。另外，支承構(gòu)造體具有可將其空心的內(nèi)部維持成大氣壓的密封構(gòu)造。根據(jù)該實(shí)施方式，使支承構(gòu)造體的內(nèi)部與處理容器內(nèi)的用于等離子體處理的空間分離，可在該支承構(gòu)造體內(nèi)設(shè)置多種多樣的機(jī)構(gòu)。

在一實(shí)施方式中，支承構(gòu)造體能具有保持部、容器部、磁性流體密封部以及旋轉(zhuǎn)馬達(dá)。保持部是保持被處理體的保持部，能以與第1軸線正交的第2軸線為中心旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施方式中，保持部能具有靜電卡盤。容器部與保持部一起形成支承構(gòu)造體的空心的內(nèi)部。磁性流體密封部對支承構(gòu)造體進(jìn)行密封。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)設(shè)置于容器部內(nèi)，使保持部旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該實(shí)施方式，能夠使保持有被處理體的保持部傾斜且使該保持部旋轉(zhuǎn)。

在一實(shí)施方式中，也可以是，支承構(gòu)造體還具有傳動帶，該傳動帶設(shè)置于容器部內(nèi)，將旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和保持部連結(jié)。

在一實(shí)施方式中，傾斜軸部也可以具有筒形狀。在該實(shí)施方式中，偏壓電力供給部可經(jīng)由穿過傾斜軸部的內(nèi)孔而向容器部的內(nèi)側(cè)延伸的配線與保持部電連接。

在一實(shí)施方式中，在支承構(gòu)造體不傾斜的狀態(tài)下，第2軸線能與等離子體源的中心軸線一致。

在一實(shí)施方式中，也可以是，傾斜軸部在包括支承構(gòu)造體的中心與保持部之間的位置的所述第1軸線上延伸。根據(jù)該實(shí)施方式，在支承構(gòu)造體的傾斜時(shí)，能夠減少從等離子體源到被處理體的各位置的距離差。因而，蝕刻的面內(nèi)均勻性得以進(jìn)一步提高。在一實(shí)施方式中，也可以是，支承構(gòu)造體能以60度以內(nèi)的角度傾斜。

在一實(shí)施方式中，也可以是，傾斜軸部在包括支承構(gòu)造體的重心的所述第1軸線上延伸。根據(jù)該實(shí)施方式，驅(qū)動裝置所要求的扭矩變小，該驅(qū)動裝置的控制變得容易。

在另一技術(shù)方案中，可提供一種使用等離子體處理裝置來對被處理體的多層膜進(jìn)行蝕刻的方法。被處理體具有：基底層；下部磁性層，其設(shè)置于該基底層上；絕緣層，其設(shè)置于該下部磁性層上；上部磁性層，其設(shè)置于該絕緣層上；以及掩模，其設(shè)置于所述上部磁性層上。等離子體處理裝置具備處理容器、向該處理容器內(nèi)供給氣體的氣體供給系統(tǒng)、等離子體生成用的高頻電源以及支承被處理體的支承構(gòu)造體。該方法包括如下工序：(a)利用在處理容器內(nèi)產(chǎn)生的等離子體對上部磁性層進(jìn)行蝕刻的工序(以下稱為“工序a”)，使上部磁性層的蝕刻在絕緣層的表面結(jié)束；(b)利用在處理容器內(nèi)產(chǎn)生的等離子體將由于上部磁性層的蝕刻而在掩模和上部磁性層的表面形成的堆積物去除的工序(以下稱為“工序b”)；(c)利用在處理容器內(nèi)產(chǎn)生的等離子體對絕緣層進(jìn)行蝕刻的工序(以下稱為“工序c”)。在該方法的工序b中，使保持有被處理體的支承構(gòu)造體傾斜且旋轉(zhuǎn)，將脈沖調(diào)制后的直流電壓作為用于離子吸引的偏壓施加于支承構(gòu)造體。

在該方法中，在工序b中使支承構(gòu)造體傾斜，因此，離子朝向上部磁性層的側(cè)面和掩模的側(cè)面入射。另外，在工序b中使支承構(gòu)造體旋轉(zhuǎn)，因此，可使離子朝向上部磁性層的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域和掩模的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域入射。另外，可使離子大致均勻地向被處理體的面內(nèi)入射。因而，可在上部磁性層的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域和掩模的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域中將堆積物去除，可提高在上部磁性層形成的形狀的垂直性。另外，可提高在上部磁性層形成的形狀的面內(nèi)均勻性。

另外，在工序b中，可使用脈沖調(diào)制后的直流電壓作為用于離子吸引的偏壓。采用脈沖調(diào)制后的直流電壓，可將比較低的能量、且較窄的能量范圍的離子向被處理體吸引。由此，可對由特定的物質(zhì)構(gòu)成的區(qū)域(膜、或堆積物等)選擇性地進(jìn)行蝕刻。

在一實(shí)施方式的工序b中，也可以是，生成具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)的稀有氣體的等離子體。該稀有氣體也可以是例如Kr(氪)氣體。

在一實(shí)施方式中，也可以是，交替地反復(fù)進(jìn)行工序a和工序b。根據(jù)該實(shí)施方式，可在形成大量的堆積物之前將堆積物去除。

在一實(shí)施方式中，也可以是，脈沖調(diào)制后的直流電壓在1個(gè)周期中具有取高電平的期間和取低電平的期間，該直流電壓在1個(gè)周期中取高電平的期間的比率即占空比處于10％～90％的范圍內(nèi)。

也可以是，在一實(shí)施方式的工序a中，使具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)的稀有氣體的等離子體產(chǎn)生，將脈沖調(diào)制后的直流電壓作為用于離子吸引的偏壓施加于支承構(gòu)造體。該稀有氣體是例如Kr氣體。根據(jù)該實(shí)施方式，以大致不對基底的絕緣層進(jìn)行蝕刻的方式對上部磁性層進(jìn)行蝕刻。

在一實(shí)施方式的工序c中，生成具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)的稀有氣體的等離子體，將比在對上部磁性層進(jìn)行蝕刻的工序中施加于支承構(gòu)造體的直流電壓高的電壓的脈沖調(diào)制后的直流電壓、或、高頻偏壓電力施加于支承構(gòu)造體。根據(jù)該實(shí)施方式，通過使用比在工序a中設(shè)定為不對絕緣層進(jìn)行蝕刻的電壓高的偏壓，可對絕緣層進(jìn)行蝕刻。

在一實(shí)施方式中，方法還能包括如下工序：(d)利用在處理容器內(nèi)產(chǎn)生的等離子體對下部磁性層進(jìn)行蝕刻的工序；(e)利用在處理容器內(nèi)產(chǎn)生的等離子體對包括PtMn層的基底層進(jìn)行蝕刻的工序(以下稱為“工序e”)。

在一實(shí)施方式的工序e中，生成稀有氣體的等離子體，能將比在對上部磁性層進(jìn)行蝕刻的工序中施加于支承構(gòu)造體的所述直流電壓高的電壓的脈沖調(diào)制后的直流電壓、或、高頻偏壓電力施加于所述支承構(gòu)造體。根據(jù)該實(shí)施方式，通過使用比在工序a中設(shè)定好的電壓高的偏壓，可對包括PtMn層的下部磁性層進(jìn)行蝕刻。

也可以是，一實(shí)施方式的工序e包括：將支承構(gòu)造體設(shè)定成非傾斜的第1狀態(tài)的工序和將支承構(gòu)造體設(shè)定成傾斜且旋轉(zhuǎn)的第2狀態(tài)的工序。根據(jù)該實(shí)施方式，可將由于下部磁性層的蝕刻而形成的堆積物去除。

也可以是，一實(shí)施方式的工序e包括如下工序：生成含有第1稀有氣體的處理氣體的等離子體的第1工序，該第1稀有氣體具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)；生成含有第2稀有氣體的處理氣體的等離子體的第2工序，該第2稀有氣體具有比氬的原子序數(shù)小的原子序數(shù)。也可以是，在一實(shí)施方式中，在第1工序和第2工序中向支承構(gòu)造體供給高頻偏壓電力。具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)的稀有氣體、即第1稀有氣體的等離子體具有較高的濺射效率、即、蝕刻效率。因而，含有第1稀有氣體的第1處理氣體的等離子體與含有氬氣體的處理氣體的等離子體相比，可形成垂直性較高的形狀，可將堆積物較多地去除。然而，第1處理氣體的等離子體針對掩模的選擇性較差。另一方面，具有比氬的原子序數(shù)小的原子序數(shù)的稀有氣體、即第2稀有氣體的等離子體具有較低的濺射效率、即、蝕刻效率。因而，含有第2稀有氣體的第2處理氣體的等離子體具有較低的蝕刻效率。然而，第2處理氣體的等離子體針對掩模的選擇性優(yōu)異。根據(jù)該實(shí)施方式，在第1工序中，使由于蝕刻而形成的形狀的垂直性提高，另外，能夠減少對于該形狀的側(cè)壁面的堆積物。另外，在第2工序中能夠提高被蝕刻層相對于掩模的蝕刻的選擇比。由此，可進(jìn)行滿足堆積物的去除、形狀的垂直性以及相對于掩模的選擇性的蝕刻。

也可以是，在一實(shí)施方式中，在第1工序和第2工序中的至少一者中，使支承構(gòu)造體傾斜且旋轉(zhuǎn)。根據(jù)該形態(tài)，可將附著到由于蝕刻而形成的形狀的側(cè)面的堆積物更高效地去除。

發(fā)明的效果

如以上說明那樣，可將附著到由于蝕刻而形成的形狀的表面的堆積物去除、且相對于掩模及其基底對蝕刻對象的膜選擇性地進(jìn)行蝕刻。

附圖說明

圖1是概略地表示一實(shí)施方式的等離子體處理裝置的圖。

圖2是概略地表示一實(shí)施方式的等離子體處理裝置的圖。

圖3是表示脈沖調(diào)制后的偏壓的圖。

圖4是表示被處理體的一個(gè)例子的剖視圖。

圖5是表示一實(shí)施方式的等離子體源的圖。

圖6是表示一實(shí)施方式的等離子體源的圖。

圖7是表示一實(shí)施方式的支承構(gòu)造體的剖視圖。

圖8是表示一實(shí)施方式的支承構(gòu)造體的剖視圖。

圖9是表示使用離子能量分析儀對圖1所示的等離子體處理裝置中的離子能量進(jìn)行了實(shí)測而得到的結(jié)果的圖表。

圖10是表示圖1所示的等離子體處理裝置中的離子能量與脈沖調(diào)制后的直流電壓的電壓值之間的關(guān)系的圖表。

圖11是表示圖1所示的等離子體處理裝置中的離子能量與脈沖調(diào)制后的直流電壓的調(diào)制頻率之間的關(guān)系的圖表。

圖12是表示圖1所示的等離子體處理裝置中的離子能量與脈沖調(diào)制后的直流電壓的ON·占空比之間的關(guān)系的圖表。

圖13是表示一實(shí)施方式的對多層膜進(jìn)行蝕刻的方法的流程圖。

圖14是表示由具有1000eV的離子能量的稀有氣體原子的離子導(dǎo)致的各種金屬或金屬化合物的濺射率SY的圖。

圖15是表示由具有300eV的離子能量的稀有氣體原子的離子導(dǎo)致的各種金屬或金屬化合物的濺射率SY的圖。

圖16是表示方法MT的各工序中或各工序后的被處理體的狀態(tài)的剖視圖。

圖17是表示方法MT的各工序中或各工序后的被處理體的狀態(tài)的剖視圖。

圖18是表示方法MT的各工序中或各工序后的被處理體的狀態(tài)的剖視圖。

圖19是表示方法MT的各工序中或各工序后的被處理體的狀態(tài)的剖視圖。

圖20是表示方法MT的各工序中或各工序后的被處理體的狀態(tài)的剖視圖。

圖21是表示工序ST9的一實(shí)施方式的流程圖。

圖22是表示工序ST9的另一實(shí)施方式的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖詳細(xì)地說明各種的實(shí)施方式。此外，在各附圖中對相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)注相同的附圖標(biāo)記。

圖1和圖2是概略地表示一實(shí)施方式的等離子體處理裝置的圖，在包括沿著鉛垂方向延伸的軸線PX的一平面處剖切處理容器來表示該等離子體處理裝置。此外，在圖1中，示出了后述的支承構(gòu)造體沒有傾斜的狀態(tài)的等離子體處理裝置，在圖2中，示出了支承構(gòu)造體傾斜著的狀態(tài)的等離子體處理裝置。

圖1和圖2所示的等離子體處理裝置10具備處理容器12、氣體供給系統(tǒng)14、等離子體源16、支承構(gòu)造體18、排氣系統(tǒng)20、偏壓電力供給部22以及控制部Cnt。處理容器12具有大致圓筒形狀。在一實(shí)施方式中，處理容器12的中心軸線與軸線PX一致。該處理容器12提供了用于對被處理體(以下有時(shí)稱為“晶圓W”)進(jìn)行等離子體處理的空間S。

在一實(shí)施方式中，處理容器12在其高度方向的中間部分12a、即收容支承構(gòu)造體18的部分具有大致恒定的寬度。另外，處理容器12呈隨著從該中間部分的下端朝向底部去而寬度逐漸變窄的錐形狀。另外，處理容器12的底部提供有排氣口12e，該排氣口12e形成為相對于軸線PX軸對稱。

氣體供給系統(tǒng)14構(gòu)成為向處理容器12內(nèi)供給氣體。氣體供給系統(tǒng)14具有第1氣體供給部14a和第2氣體供給部14b。第1氣體供給部14a構(gòu)成為將第1處理氣體向處理容器12內(nèi)供給。第2氣體供給部14b構(gòu)成為將第2處理氣體向處理容器12內(nèi)供給。此外，隨后論述氣體供給系統(tǒng)14的詳細(xì)情況。

等離子體源16構(gòu)成為使供給到處理容器12內(nèi)的氣體激勵(lì)。在一實(shí)施方式中，等離子體源16設(shè)置于處理容器12的頂部。另外，在一實(shí)施方式中，等離子體源16的中心軸線與軸線PX一致。此外，隨后論述與等離子體源16的一個(gè)例子有關(guān)的詳細(xì)情況。

支承構(gòu)造體18構(gòu)成為在處理容器12內(nèi)保持晶圓W。該支承構(gòu)造體18構(gòu)成為以與軸線PX正交的第1軸線AX1為中心可進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。支承構(gòu)造體18通過以第1軸線AX1為中心的旋轉(zhuǎn)可相對于軸線PX傾斜。為了使支承構(gòu)造體18傾斜，等離子體處理裝置10具有驅(qū)動裝置24。驅(qū)動裝置24設(shè)置于處理容器12的外部，產(chǎn)生用于使支承構(gòu)造體18以第1軸線AX1為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力。另外，支承構(gòu)造體18構(gòu)成為使晶圓W以與第1軸線AX1正交的第2軸線AX2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此外，在支承構(gòu)造體18沒有傾斜的狀態(tài)下，如圖1所示，第2軸線AX2與軸線PX一致。另一方面，在支承構(gòu)造體18傾斜著的狀態(tài)下，第2軸線AX2相對于軸線PX傾斜。隨后論述該支承構(gòu)造體18的詳細(xì)情況。

排氣系統(tǒng)20構(gòu)成為對處理容器12內(nèi)的空間進(jìn)行減壓。在一實(shí)施方式中，排氣系統(tǒng)20具有自動壓力控制器20a、渦輪分子泵20b以及干泵20c。渦輪分子泵20b設(shè)置于自動壓力控制器20a的下游。干泵20c經(jīng)由閥20d與處理容器12內(nèi)的空間直接連結(jié)。另外，干泵20c經(jīng)由閥20e設(shè)置于渦輪分子泵20b的下游。

包括自動壓力控制器20a和渦輪分子泵20b的排氣系統(tǒng)安裝于處理容器12的底部。另外，包括自動壓力控制器20a和渦輪分子泵20b的排氣系統(tǒng)設(shè)置于支承構(gòu)造體18的正下方。因而，在該等離子體處理裝置10中，能夠形成從支承構(gòu)造體18的周圍到排氣系統(tǒng)20的均勻的排氣的流動。由此，可達(dá)成效率良好的排氣。另外，可使在處理容器12內(nèi)生成的等離子體均勻地?cái)U(kuò)散。

在一實(shí)施方式中，也可以是，在處理容器12內(nèi)設(shè)置有整流構(gòu)件26。整流構(gòu)件26具有下端封閉的大致筒形狀。該整流構(gòu)件26以從側(cè)方和下方包圍支承構(gòu)造體18的方式沿著處理容器12的內(nèi)壁面延伸。在一個(gè)例子中，整流構(gòu)件26具有上部26a和下部26b。上部26a具有恒定的寬度的圓筒形狀，沿著處理容器12的中間部分12a的內(nèi)壁面延伸。另外，下部26b在上部26a的下方與該上部26a連續(xù)。下部26b具有寬度沿著處理容器12的內(nèi)壁面逐漸變窄的錐形狀，在其下端呈平板狀。在該下部26b形成有許多開口(貫通孔)。根據(jù)該整流構(gòu)件26，能夠在該整流構(gòu)件26的內(nèi)側(cè)、即收容晶圓W的空間與該整流構(gòu)件26的外側(cè)、即排氣側(cè)的空間之間形成壓力差，可對氣體在收容晶圓W的空間中的滯留時(shí)間進(jìn)行調(diào)整。另外，能實(shí)現(xiàn)均勻的排氣。

偏壓電力供給部22構(gòu)成為將用于向晶圓W吸引離子的偏壓和高頻偏壓電力選擇性地施加于支承構(gòu)造體18。在一實(shí)施方式中，偏壓電力供給部22具有第1電源22a和第2電源22b。第1電源22a產(chǎn)生脈沖調(diào)制后的直流電壓(以下稱為“調(diào)制直流電壓”)作為施加于支承構(gòu)造體18的偏壓。圖3是表示脈沖調(diào)制后的直流電壓的圖。如圖3所示，調(diào)制直流電壓是電壓值取高電平的期間T_H和取低電平的期間T_L交替地反復(fù)的電壓。調(diào)制直流電壓可設(shè)定為例如0V～1200V的范圍內(nèi)的電壓值。調(diào)制直流電壓的高電平的電壓值是可設(shè)定于該電壓值的范圍內(nèi)的電壓值，調(diào)制直流電壓的高電平的電壓值是比該高電平的電壓值低的電壓值。如圖3所示，期間T_H和與該期間T_H連續(xù)的期間T_L的合計(jì)構(gòu)成1個(gè)周期T_C。另外，調(diào)制直流電壓的脈沖調(diào)制的頻率是1/T_C。脈沖調(diào)制的頻率可任意地設(shè)定，但是，脈沖調(diào)制的頻率是可形成可進(jìn)行離子的加速的鞘層的頻率，是例如400kHz。另外，ON·占空比、即、期間T_H在1個(gè)周期T_C中所占的比率是10％～90％的范圍內(nèi)的比率。

第2電源22b構(gòu)成為將用于向晶圓W吸引離子的高頻偏壓電力向支承構(gòu)造體18供給。該高頻偏壓電力的頻率是適于向晶圓W吸引離子的任意的頻率，是例如400kHz。在等離子體處理裝置10中，能夠?qū)碜缘?電源22a的調(diào)制直流電壓和來自第2電源22b的高頻偏壓電力選擇性地向支承構(gòu)造體18供給。調(diào)制直流電壓和高頻偏壓電力的選擇性的供給能由控制部Cnt控制。

控制部Cnt是具備例如處理器、存儲部、輸入裝置、顯示裝置等的計(jì)算機(jī)?？刂撇緾nt按照基于所輸入的制程的程序進(jìn)行動作，送出控制信號。等離子體處理裝置10的各部被來自控制部Cnt的控制信號控制。

以下，分別詳細(xì)地說明氣體供給系統(tǒng)14、等離子體源16、支承構(gòu)造體18。

[氣體供給系統(tǒng)]

氣體供給系統(tǒng)14如上述那樣具有第1氣體供給部14a和第2氣體供給部14b。第1氣體供給部14a經(jīng)由一個(gè)以上的氣體噴出孔14e向處理容器12內(nèi)供給第1處理氣體。另外，第2氣體供給部14b經(jīng)由一個(gè)以上的氣體噴出孔14向處理容器12內(nèi)供給第2處理氣體。氣體噴出孔14e設(shè)置于比氣體噴出孔14f靠近等離子體源16的位置。因而，第1處理氣體可向比第2處理氣體靠近等離子體源16的位置供給。此外，在圖1和圖2中，氣體噴出孔14e和氣體噴出孔14f各自的個(gè)數(shù)是“1”，但也可以設(shè)置有多個(gè)氣體噴出孔14e和多個(gè)氣體噴出孔14f。多個(gè)氣體噴出孔14e也可以相對于軸線PX沿著周向均等地排列。另外，也可以是，多個(gè)氣體噴出孔14f也相對于軸線PX沿著周向均等地排列。

在一實(shí)施方式中，也可以是，在被氣體噴出孔14e噴出氣體的區(qū)域和被氣體噴出孔14f噴出氣體的區(qū)域之間設(shè)置有分隔板、所謂離子捕集器。由此，可對從第1處理氣體的等離子體朝向晶圓W的離子的量進(jìn)行調(diào)整。

第1氣體供給部14a能具有一個(gè)以上的氣體源、一個(gè)以上的流量控制器、一個(gè)以上的閥。因而，可對來自第1氣體供給部14a的一個(gè)以上的氣體源的第1處理氣體的流量進(jìn)行調(diào)整。另外，第2氣體供給部14b能具有一個(gè)以上的氣體源、一個(gè)以上的流量控制器、一個(gè)以上的閥。因而，可對來自第2氣體供給部14b的一個(gè)以上的氣體源的第2處理氣體的流量進(jìn)行調(diào)整。來自第1氣體供給部14a的第1處理氣體的流量和該第1處理氣體的供給的時(shí)刻、以及來自第2氣體供給部14b的第2處理氣體的流量和該第2處理氣體的供給的時(shí)刻可由控制部Cnt單獨(dú)地調(diào)整。

以下，針對第1處理氣體和第2處理氣體，說明三個(gè)例子。為了說明這三個(gè)例子的第1處理氣體和第2處理氣體的利用形態(tài)，首先，參照圖4說明被處理體的例子。圖4是表示被處理體的一個(gè)例子的剖視圖。圖4所示的晶圓W是能夠從該晶圓W制作具有MTJ構(gòu)造的MRAM元件的被處理體，包括構(gòu)成MRAM元件的多層膜。具體而言，晶圓W具有基底層L1、下部磁性層L2、絕緣層L3、上部磁性層L4以及掩模MSK。

基底層L1包括下部電極層L11、反強(qiáng)磁性層L12、強(qiáng)磁性層L13以及非磁性層L14。下部電極層L11能由例如Ta形成。反強(qiáng)磁性層L12設(shè)置于下部電極層L11上，能由例如PtMn形成。即、基底層L1能含有PtMn層。強(qiáng)磁性層L13設(shè)置于反強(qiáng)磁性層L12上，能由例如CoFe形成。另外，非磁性層L14設(shè)置于強(qiáng)磁性層L13上，能由例如Ru形成。

下部磁性層L2、絕緣層L3以及上部磁性層L4是形成MTJ構(gòu)造的多層膜。下部磁性層L2設(shè)置于非磁性層L14上，能由例如CoFeB形成。此外，強(qiáng)磁性層L13、非磁性層L14以及下部磁性層L2構(gòu)成磁化固定層。絕緣層L3設(shè)置于下部磁性層L2與上部磁性層L4之間，能由例如氧化鎂(MgO)形成。另外，上部磁性層L4設(shè)置于絕緣層L3上，能由例如CoFeB形成。

掩模MSK設(shè)置于上部磁性層L4上。掩模MSK能包括第1層L21和第2層L22。第1層L21設(shè)置于上部磁性層L4上，能由例如Ta形成。第2層L22設(shè)置于第1層L21上，能由例如TiN形成。該晶圓W在沒有被掩模MSK覆蓋的區(qū)域中從上部磁性層L4到反強(qiáng)磁性層L12的多層膜被蝕刻。以下，以該晶圓W為例說明第1處理氣體和第2處理氣體的三個(gè)例子。

在第1例中，第1處理氣體能是稀有氣體。稀有氣體是He氣體、Ne氣體、Ar氣體、Kr氣體、或Xe氣體。另外，第1處理氣體能是從He氣體、Ne氣體、Ar氣體、Kr氣體、和Xe氣體中選擇的氣體。例如，在使用等離子體處理裝置10來對圖4所示的晶圓W的多層膜進(jìn)行蝕刻之際，可選擇適于各層的蝕刻的稀有氣體。

另外，在第1例中，第2處理氣體能是含氫氣體。作為含氫氣體，可例示CH₄氣體、或NH₃氣體。源自這樣的第2處理氣體的氫的活性種利用還原作用將多層膜中所含有的物質(zhì)、即金屬改性成易于蝕刻的狀態(tài)。另外，CH₄氣體所含有的碳、或NH₃氣體所含有的氮與形成掩模MSK的材料結(jié)合而形成金屬化合物。由此，掩模MSK變得牢固，相對于多層膜的蝕刻速度而言該掩模MSK的蝕刻速度變小。其結(jié)果，可提高晶圓W中的除了掩模MSK以外的構(gòu)成多層膜的層的蝕刻的選擇性。

在該第1例中，第1處理氣體和第2處理氣體能被等離子體源16激勵(lì)。在該第1例中，利用控制部Cnt的控制，等離子體生成時(shí)的第1處理氣體和第2處理氣體的供給量被單獨(dú)地控制。

在第2例中，第1處理氣體能是被由等離子體源16產(chǎn)生的等離子體離解并生成自由基的分解性的氣體。源自第1處理氣體的自由基也可以是引起還原反應(yīng)、氧化反應(yīng)、氯化反應(yīng)或氟化反應(yīng)的自由基。第1處理氣體也可以是含有氫元素、氧元素、氯元素或氟元素的氣體。具體而言，第1處理氣體也可以是Ar、N₂、O₂、H₂、He、BCl₃、Cl₂、CF₄、NF₃、CH₄、或SF₆等。作為生成還原反應(yīng)的自由基的第1處理氣體，可例示H₂等。作為生成氧化反應(yīng)的自由基的第1處理氣體，可例示O₂等。作為生成氯化反應(yīng)的自由基的第1處理氣體，可例示BCl₃、Cl₂等。作為生成氟化反應(yīng)的自由基的第1處理氣體，可例示CF₄、NF₃、SF₆等。

另外，在第2例中，第2處理氣體能是不暴露于等離子體就與蝕刻對象的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的氣體。作為該第2處理氣體，也可以含有例如與蝕刻對象的物質(zhì)之間的反應(yīng)依賴于支承構(gòu)造體18的溫度的氣體。具體而言，這樣的第2處理氣體可使用HF、Cl₂、HCl、H₂O、PF₃、F₂、ClF₃、COF₂、環(huán)戊二烯或N,N'-二甲基-甲基脒基(Amidinato)等。另外，第2處理氣體能含有電子給予性氣體。一般而言，電子給予性氣體是指，由電陰性或離子化電勢很大程度不同的原子構(gòu)成的氣體、或者包括具有孤立電子對的原子的氣體。電子給予性氣體具有易于對其他化合物賦予電子的性質(zhì)。例如、電子給予性氣體具有作為配體與金屬化合物等結(jié)合并蒸發(fā)的性質(zhì)。作為電子給予性氣體，可例示SF₆、PH₃、PF₃、PCl₃、PBr₃、PI₃、CF₄、AsH₃、SbH₃、SO₃、SO₂、H₂S、SeH₂、TeH₂、Cl₃F、H₂O、H₂O₂等、或、含有羰基的氣體。

該第2例的第1處理氣體和第2處理氣體能夠利用于由圖4所示的晶圓W的多層膜的蝕刻產(chǎn)生的堆積物的去除。具體而言，利用源自第1處理氣體的自由基對該堆積物進(jìn)行改性，接下來，使改性后的堆積物與第2處理氣體產(chǎn)生反應(yīng)。由此，可容易地對堆積物進(jìn)行排氣。在該第2例中，第1處理氣體和第2處理氣體能交替地供給。在第1處理氣體的供給時(shí)，利用等離子體源16生成等離子體，在第2氣體的供給時(shí)，等離子體源16的等離子體的生成被停止。這樣的第1處理氣體和第2處理氣體的供給可由控制部Cnt控制。即、在第2例中，與等離子體生成時(shí)和等離子體消失時(shí)的等離子體狀態(tài)相應(yīng)的第1處理氣體的供給量和第2處理氣體的供給量能通過控制部Cnt對第1氣體供給部14a和第2氣體供給部14b進(jìn)行的控制來實(shí)現(xiàn)。

[等離子體源]

圖5是表示一實(shí)施方式的等離子體源的圖，是表示從圖1的Y方向觀察到的等離子體源的圖。另外，圖6是表示一實(shí)施方式的等離子體源的圖，表示從鉛垂方向觀察到的等離子體源。如圖1和圖5所示，在處理容器12的頂部設(shè)置有開口，該開口被電介質(zhì)板194封閉。電介質(zhì)板194是板狀體，由石英玻璃、或陶瓷形成。等離子體源16設(shè)置于該電介質(zhì)板194上。

更具體而言，如圖5和圖6所示，等離子體源16具有高頻天線140和屏蔽構(gòu)件160。高頻天線140被屏蔽構(gòu)件160覆蓋。在一實(shí)施方式中，高頻天線140包括內(nèi)側(cè)天線元件142A和外側(cè)天線元件142B。內(nèi)側(cè)天線元件142A比外側(cè)天線元件142B靠近軸線PX地設(shè)置。換言之，外側(cè)天線元件142B以包圍內(nèi)側(cè)天線元件142A的方式設(shè)置于該內(nèi)側(cè)天線元件142A的外側(cè)。內(nèi)側(cè)天線元件142A和外側(cè)天線元件142B分別由例如銅、鋁、不銹鋼等導(dǎo)體形成，以軸線PX為中心呈螺旋狀延伸。

內(nèi)側(cè)天線元件142A和外側(cè)天線元件142B都被多個(gè)夾持體144夾持而成為一體。多個(gè)夾持體144是例如棒狀的構(gòu)件，相對于軸線PX呈放射狀配置。

屏蔽構(gòu)件160具有內(nèi)側(cè)屏蔽壁162A和外側(cè)屏蔽壁162B。內(nèi)側(cè)屏蔽壁162A具有沿著鉛垂方向延伸的筒形狀，設(shè)置于內(nèi)側(cè)天線元件142A與外側(cè)天線元件142B之間。該內(nèi)側(cè)屏蔽壁162A包圍著內(nèi)側(cè)天線元件142A。另外，外側(cè)屏蔽壁162B具有沿著鉛垂方向延伸的筒形狀，以包圍外側(cè)天線元件142B的方式設(shè)置。

在內(nèi)側(cè)天線元件142A上設(shè)置有內(nèi)側(cè)屏蔽板164A。內(nèi)側(cè)屏蔽板164A具有圓盤形狀，以堵塞內(nèi)側(cè)屏蔽壁162A的開口的方式設(shè)置。另外，在外側(cè)天線元件142B上設(shè)置有外側(cè)屏蔽板164B。外側(cè)屏蔽板164B是環(huán)狀板，以堵塞內(nèi)側(cè)屏蔽壁162A與外側(cè)屏蔽壁162B之間的開口的方式設(shè)置。

內(nèi)側(cè)天線元件142A、外側(cè)天線元件142B分別與高頻電源150A、高頻電源150B連接。高頻電源150A和高頻電源150B是等離子體生成用的高頻電源。高頻電源150A和高頻電源150B分別向內(nèi)側(cè)天線元件142A和外側(cè)天線元件142B供給相同的頻率或不同的頻率的高頻電力。例如，若從高頻電源150A向內(nèi)側(cè)天線元件142A以預(yù)定的功率供給預(yù)定的頻率(例如40MHz)的高頻電力，則導(dǎo)入到處理容器12內(nèi)的處理氣體被在處理容器12內(nèi)形成的感應(yīng)磁場激勵(lì)，可在晶圓W上的中央部生成環(huán)型的等離子體。另外，若從高頻電源150B向外側(cè)天線元件142B以預(yù)定的功率供給預(yù)定的頻率(例如60MHz)的高頻電力，則導(dǎo)入到處理容器12內(nèi)的處理氣體被在處理容器12內(nèi)形成的感應(yīng)磁場激勵(lì)，可在晶圓W上的周緣部生成另一環(huán)型的等離子體。在這些等離子體的作用下，可從處理氣體生成自由基。

此外，從高頻電源150A和高頻電源150B輸出的高頻電力的頻率并不限于上述的頻率。例如，從高頻電源150A和高頻電源150B輸出的高頻電力的頻率也可以是13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz這樣的各種頻率。但是，需要根據(jù)從高頻電源150A和高頻電源150B輸出的高頻來對內(nèi)側(cè)天線元件142A和外側(cè)天線元件142B的電長度進(jìn)行調(diào)整。

該等離子體源16在1mTorr(0.1333Pa)的壓力的環(huán)境下也可使處理氣體的等離子體點(diǎn)火。在低壓環(huán)境下，等離子體中的離子的平均自由行程變大。因而，可由稀有氣體原子的離子的濺射進(jìn)行蝕刻。另外，在低壓環(huán)境下，可抑制被蝕刻了的物質(zhì)再次附著于晶圓W且對該物質(zhì)進(jìn)行排氣。

[支承構(gòu)造體]

圖7和圖8是表示一實(shí)施方式的支承構(gòu)造體的剖視圖。圖7中示出從Y方向(參照圖1)觀察到的支承構(gòu)造體的剖視圖，圖8中示出從X方向(參照圖1)觀察到的支承構(gòu)造體的剖視圖。如圖7和圖8所示，支承構(gòu)造體18具有保持部30、容器部40以及傾斜軸部50。

保持部30是通過保持晶圓W、以第2軸線AX2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、來使晶圓W旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。此外，如上述那樣，在支承構(gòu)造體18沒有傾斜的狀態(tài)下，第2軸線AX2與軸線PX一致。該保持部30具有靜電卡盤32、下部電極34、旋轉(zhuǎn)軸部36以及絕緣構(gòu)件35。

靜電卡盤32構(gòu)成為在其上表面上保持晶圓W。靜電卡盤32具有以第2軸線AX2為其中心軸線的大致圓盤形狀，具有作為絕緣膜的內(nèi)層而設(shè)置的電極膜。靜電卡盤32通過對電極膜施加電壓而產(chǎn)生靜電力。利用該靜電力，靜電卡盤32對載置到其上表面的晶圓W進(jìn)行吸附?？上蛟撿o電卡盤32與晶圓W之間供給He氣體這樣的傳熱氣體。另外，也可以是，在靜電卡盤32內(nèi)內(nèi)置有用于對晶圓W進(jìn)行加熱的加熱器。該靜電卡盤32設(shè)置于下部電極34上。

下部電極34具有以第2軸線AX2為其中心軸線的大致圓盤形狀。在一實(shí)施方式中，下部電極34具有第1部分34a和第2部分34b。第1部分34a是沿著第2軸線AX2延伸的下部電極34的中央側(cè)的部分，第2部分34b是比第1部分34a遠(yuǎn)離第2軸線AX2的部分、即、在比第1部分34a靠外側(cè)的位置延伸的部分。第1部分34a的上表面和第2部分34b的上表面連續(xù)，由第1部分34a的上表面和第2部分34b的上表面構(gòu)成下部電極34的大致平坦的上表面。該下部電極34的上表面與靜電卡盤32接觸。另外，第1部分34a相對于第2部分34b向下方突出而呈圓柱狀。即、第1部分34a的下表面在比第2部分34b的下表面靠下方的位置延伸。該下部電極34由鋁這樣的導(dǎo)體形成。下部電極34與上述的偏壓電力供給部22電連接。即、來自第1電源22a的調(diào)制直流電壓和來自第2電源22b的高頻偏壓電力可選擇性地向下部電極34供給。另外，在下部電極34設(shè)置有制冷劑流路34f。通過向該制冷劑流路34f供給制冷劑，來對晶圓W的溫度進(jìn)行控制。該下部電極34設(shè)置于絕緣構(gòu)件35上。

絕緣構(gòu)件35由石英、氧化鋁這樣的絕緣體構(gòu)成，具有中央開口的大致圓盤形狀。在一實(shí)施方式中，絕緣構(gòu)件35具有第1部分35a和第2部分35b。第1部分35a是絕緣構(gòu)件35的中央側(cè)的部分，第2部分35b是比第1部分35a遠(yuǎn)離第2軸線AX2的部分、即、在比第1部分35a靠外側(cè)的位置延伸的部分。第1部分35a的上表面在比第2部分35b的上表面靠下方的位置延伸，另外，第1部分35a的下表面也在比第2部分35b的下表面靠下方的位置延伸。絕緣構(gòu)件35的第2部分35b的上表面與下部電極34的第2部分34b的下表面接觸。另一方面，絕緣構(gòu)件35的第1部分35a的上表面與下部電極34的下表面分開。

旋轉(zhuǎn)軸部36具有大致圓柱形狀，與下部電極34的下表面結(jié)合。具體而言，與下部電極34的第1部分34a的下表面結(jié)合。旋轉(zhuǎn)軸部36的中心軸線與第2軸線AX2一致。通過對該旋轉(zhuǎn)軸部36施加旋轉(zhuǎn)力，保持部30進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

由這樣的各種要素構(gòu)成的保持部30與容器部40一起形成了空心的空間作為支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間。容器部40包括上側(cè)容器部42和外側(cè)容器部44。上側(cè)容器部42具有大致圓盤形狀。在上側(cè)容器部42的中央形成有供旋轉(zhuǎn)軸部36貫穿的貫通孔。該上側(cè)容器部42以與絕緣構(gòu)件35的第2部分35b之間形成有微小的間隙的方式設(shè)置在該第2部分35b的下方。另外，外側(cè)容器部44的上端與上側(cè)容器部42的下表面周緣結(jié)合。外側(cè)容器部44具有下端被封閉的大致圓筒形狀。

在容器部40與旋轉(zhuǎn)軸部36之間設(shè)置有磁性流體密封部52。磁性流體密封部52具有內(nèi)圈部52a和外圈部52b。內(nèi)圈部52a具有與旋轉(zhuǎn)軸部36同軸地延伸的大致圓筒形狀，固定于旋轉(zhuǎn)軸部36。另外，內(nèi)圈部52a的上端部與絕緣構(gòu)件35的第1部分35a的下表面結(jié)合。該內(nèi)圈部52a與旋轉(zhuǎn)軸部36一起以第2軸線AX2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。外圈部52b具有大致圓筒形狀，與內(nèi)圈部52a同軸地設(shè)置在該內(nèi)圈部52a的外側(cè)。外圈部52b的上端部與上側(cè)容器部42的中央側(cè)部分的下表面結(jié)合。磁性流體52c介于這些內(nèi)圈部52a與外圈部52b之間。另外，在磁性流體52c的下方，在內(nèi)圈部52a與外圈部52b之間設(shè)置有軸承53。該磁性流體密封部52提供了對支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間氣密地進(jìn)行密封的密封構(gòu)造。利用該磁性流體密封部52，可使支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間自等離子體處理裝置10的空間S分離。此外，在等離子體處理裝置10中，支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間被維持為大氣壓。

在一實(shí)施方式中，在磁性流體密封部52與旋轉(zhuǎn)軸部36之間設(shè)置有第1構(gòu)件37和第2構(gòu)件38。第1構(gòu)件37具有沿著旋轉(zhuǎn)軸部36的外周面的一部分、即、后述的第3筒狀部36d的上側(cè)部分的外周面和下部電極34的第1部分34a的外周面延伸的大致圓筒形狀。另外，第1構(gòu)件37的上端具有沿著下部電極34的第2部分34b的下表面延伸的環(huán)狀板形狀。該第1構(gòu)件37與第3筒狀部36d的上側(cè)部分的外周面、以及下部電極34的第1部分34a的外周面和第2部分34b的下表面接觸。

第2構(gòu)件38具有沿著旋轉(zhuǎn)軸部36的外周面、即、第3筒狀部36d的外周面、和第1構(gòu)件37的外周面延伸的大致圓筒形狀。第2構(gòu)件38的上端具有沿著絕緣構(gòu)件35的第1部分35a的上表面延伸的環(huán)狀板形狀。第2構(gòu)件38與第3筒狀部36d的外周面、第1構(gòu)件37的外周面、絕緣構(gòu)件35的第1部分35a的上表面以及磁性流體密封部52的內(nèi)圈部52a的內(nèi)周面接觸。O形密封圈這樣的密封構(gòu)件39a介于該第2構(gòu)件38與絕緣構(gòu)件35的第1部分35a的上表面之間。另外，O形密封圈這樣的密封構(gòu)件39b、39c介于第2構(gòu)件38與磁性流體密封部52的內(nèi)圈部52a的內(nèi)周面之間。旋轉(zhuǎn)軸部36與磁性流體密封部52的內(nèi)圈部52a之間被該構(gòu)造密封。由此，即使在旋轉(zhuǎn)軸部36與磁性流體密封部52之間存在間隙，也可使支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間與等離子體處理裝置10的空間S分離。

在外側(cè)容器部44，沿著第1軸線AX1形成有開口。在形成于外側(cè)容器部44的開口嵌入有傾斜軸部50的內(nèi)側(cè)端部。該傾斜軸部50具有大致圓筒形狀，其中心軸線與第1軸線AX1一致。如圖1所示，傾斜軸部50延伸到處理容器12的外側(cè)。在傾斜軸部50的一個(gè)外側(cè)端部結(jié)合有上述的驅(qū)動裝置24。該驅(qū)動裝置24軸支承傾斜軸部50的一個(gè)外側(cè)端部。在該驅(qū)動裝置24的作用下，傾斜軸部50旋轉(zhuǎn)，從而支承構(gòu)造體18以第1軸線AX1為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其結(jié)果，支承構(gòu)造體18相對于軸線PX傾斜。例如、支承構(gòu)造體18能以第2軸線AX2相對于軸線PX呈0度～60度以內(nèi)的范圍的角度的方式傾斜。

在一實(shí)施方式中，第1軸線AX1包括第2軸線AX2方向上的支承構(gòu)造體18的中心位置。在該實(shí)施方式中，傾斜軸部50在穿過支承構(gòu)造體18的該中心的第1軸線AX1上延伸。在該實(shí)施方式中，在支承構(gòu)造體18傾斜時(shí)，可增大該支承構(gòu)造體18的上緣與處理容器12(或整流構(gòu)件26)之間的最短距離WU(參照圖2)、以及支承構(gòu)造體18的下緣與處理容器12(或整流構(gòu)件26)之間的最短距離WL(參照圖2)中的最小距離。即、能夠使支承構(gòu)造體18的輪廓與處理容器12(或整流構(gòu)件26)之間的最小距離最大化。因而，可縮小處理容器12的水平方向上的寬度。

在另一實(shí)施方式中，第1軸線AX1包括第2軸線AX2方向上的支承構(gòu)造體18的中心與保持部30的上表面之間的位置。即、在該實(shí)施方式中，傾斜軸部50在比支承構(gòu)造體18的中心偏向保持部30側(cè)的位置延伸。根據(jù)該實(shí)施方式，在支承構(gòu)造體18的傾斜時(shí)，能夠減小從等離子體源16到晶圓W的各位置的距離差。因而，蝕刻的面內(nèi)均勻性可進(jìn)一步提高。此外，也可以是，支承構(gòu)造體18能以60度以內(nèi)的角度傾斜。

在又一實(shí)施方式中，第1軸線AX1包括支承構(gòu)造體18的重心。在該實(shí)施方式中，傾斜軸部50在包括該重心的第1軸線AX1上延伸。根據(jù)該實(shí)施方式，驅(qū)動裝置24所要求的扭矩變小，該驅(qū)動裝置24的控制變得容易。

返回圖7和圖8，各種電氣系統(tǒng)用的配線、傳熱氣體用的配管以及制冷劑用的配管穿過傾斜軸部50的內(nèi)孔。這些配線和配管與旋轉(zhuǎn)軸部36連結(jié)。

旋轉(zhuǎn)軸部36具有柱狀部36a、第1筒狀部36b、第2筒狀部36c以及第3筒狀部36d。柱狀部36a具有大致圓柱形狀，在第2軸線AX2上延伸。柱狀部36a是用于向靜電卡盤32的電極膜施加電壓的配線。柱狀部36a經(jīng)由集電環(huán)這樣的旋轉(zhuǎn)式連接器54與配線60連接。配線60從支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間穿過傾斜軸部50的內(nèi)孔而延伸到處理容器12的外部。該配線60在處理容器12的外部經(jīng)由開關(guān)與電源62(參照圖1)連接。

第1筒狀部36b與柱狀部36a同軸地設(shè)置于該柱狀部36a的外側(cè)。第1筒狀部36b是用于向下部電極34供給調(diào)制直流電壓和高頻偏壓電力的配線。第1筒狀部36b經(jīng)由旋轉(zhuǎn)式連接器54與配線64連接。配線64從支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間穿過傾斜軸部50的內(nèi)孔而延伸到處理容器12的外部。該配線64在處理容器12的外部與偏壓電力供給部22的第1電源22a和第2電源22b連接。此外，能在第2電源22b與配線64之間設(shè)置阻抗匹配用的匹配器。

第2筒狀部36c與第1筒狀部36b同軸地設(shè)置于該第1筒狀部36b的外側(cè)。在一實(shí)施方式中，在上述的旋轉(zhuǎn)式連接器54內(nèi)設(shè)置有軸承55。該軸承55沿著第2筒狀部36c的外周面延伸。該軸承55經(jīng)由第2筒狀部36c支承著旋轉(zhuǎn)軸部36。上述的軸承53支承著旋轉(zhuǎn)軸部36的上側(cè)部分，而軸承55支承著旋轉(zhuǎn)軸部36的下側(cè)部分。這樣地利用兩個(gè)軸承53和軸承55在旋轉(zhuǎn)軸部36的上側(cè)部分和下側(cè)部分這兩個(gè)部分支承旋轉(zhuǎn)軸部36，因此，可使旋轉(zhuǎn)軸部36以第2軸線AX2為中心穩(wěn)定地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。

在第2筒狀部36c形成有傳熱氣體供給用的氣體管線。該氣體管線借助回轉(zhuǎn)管接頭這樣的旋轉(zhuǎn)接頭與配管66連接。配管66從支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間穿過傾斜軸部50的內(nèi)孔而延伸到處理容器12的外部。該配管66在處理容器12的外部與傳熱氣體的源68(參照圖1)連接。

第3筒狀部36d與第2筒狀部36c同軸地設(shè)置在該第2筒狀部36c的外側(cè)。在該第3筒狀部36d形成有用于向制冷劑流路34f供給制冷劑的制冷劑供給管線和將供給到制冷劑流路34f的制冷劑回收的制冷劑回收管線。制冷劑供給管線經(jīng)由回轉(zhuǎn)管接頭這樣的旋轉(zhuǎn)接頭70與配管72連接。另外，制冷劑回收管線經(jīng)由旋轉(zhuǎn)接頭70與配管74連接。配管72和配管74從支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間穿過傾斜軸部50的內(nèi)孔延伸到處理容器12的外部。并且，配管72和配管74在處理容器12的外部與冷機(jī)單元76(參照圖1)連接。

另外，如圖8所示，在支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間設(shè)置有旋轉(zhuǎn)馬達(dá)78。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)78產(chǎn)生用于使旋轉(zhuǎn)軸部36旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動力。在一實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)78設(shè)置于旋轉(zhuǎn)軸部36的側(cè)方。該旋轉(zhuǎn)馬達(dá)78借助傳動帶82與安裝于旋轉(zhuǎn)軸部36的帶輪80連結(jié)。由此，旋轉(zhuǎn)馬達(dá)78的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力向旋轉(zhuǎn)軸部36傳遞，保持部30以第2軸線AX2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。保持部30的轉(zhuǎn)速處于例如48rpm以下的范圍內(nèi)。例如、保持部30可在工藝中以20rmp的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。此外，用于向旋轉(zhuǎn)馬達(dá)78供給電力的配線穿過傾斜軸部50的內(nèi)孔而引出到處理容器12的外部，與設(shè)置于處理容器12的外部的馬達(dá)用電源連接。

這樣，支承構(gòu)造體18可在可維持在大氣壓的內(nèi)部空間中設(shè)置多種多樣的機(jī)構(gòu)。另外，支承構(gòu)造體18構(gòu)成為，可將用于連接被收納于其內(nèi)部空間的機(jī)構(gòu)和設(shè)置于處理容器12的外部的電源、氣體源、冷機(jī)單元等裝置的配線或配管引出到處理容器12的外部。此外，除了上述的配線和配管之外，將被設(shè)置于處理容器12的外部的加熱器電源和設(shè)置于靜電卡盤32的加熱器連接的配線也可以從支承構(gòu)造體18的內(nèi)部空間經(jīng)由傾斜軸部50的內(nèi)孔引出到處理容器12的外部。

在此，說明等離子體處理裝置10中的離子能量的實(shí)測結(jié)果。圖9是表示使用離子能量分析儀對圖1所示的等離子體處理裝置中的離子能量進(jìn)行了實(shí)測而得到的結(jié)果的圖表。圖9所示的離子能量是在以下所示的條件下生成等離子體、使用離子能量分析儀進(jìn)行了實(shí)測而得到的。

＜條件>

處理氣體：Kr氣體、50sccm

處理容器12內(nèi)的壓力：5mTorr(0.1333Pa)

高頻電源150A和高頻電源150B的功率：50W

調(diào)制直流電壓的電壓值：200V

調(diào)制直流電壓的調(diào)制頻率：400kHz

調(diào)制直流電壓的ON·占空比：50％

在圖9中，橫軸表示離子能量，左側(cè)的縱軸表示離子電流，右側(cè)的縱軸表示IEDF(離子能量分布函數(shù)，Ion Energy Distribution Function)、即、表示離子的計(jì)數(shù)。如圖9所示，在上述的條件下對離子能量進(jìn)行了實(shí)測，結(jié)果，生成了以約153.4eV為中心的較窄的能量范圍的離子。因而，可確認(rèn)如下內(nèi)容：在等離子體處理裝置10中為了使稀有氣體的等離子體產(chǎn)生、離子吸引，使用調(diào)制直流電壓，從而可使具有較窄的能量范圍、且具有比較低的能量的離子向晶圓W入射。

另一方面，在不是將調(diào)制直流電壓而是將第2電源22b的高頻偏壓電力向支承構(gòu)造體18供給的情況下，即使對高頻偏壓電力的大小進(jìn)行調(diào)整，離子能量也大于600eV。

接著，與實(shí)測結(jié)果一起說明等離子體處理裝置10中的離子能量的控制性。圖10是表示圖1所示的等離子體處理裝置中的離子能量與脈沖調(diào)制后的直流電壓的電壓值之間的關(guān)系的圖表。圖11是表示圖1所示的等離子體處理裝置中的離子能量與脈沖調(diào)制后的直流電壓的調(diào)制頻率之間的關(guān)系的圖表。圖12是表示圖1所示的等離子體處理裝置中的離子能量與脈沖調(diào)制后的直流電壓的ON·占空比之間的關(guān)系的圖表。圖10、圖11、圖12所示的離子能量是在下述的條件下生成等離子體、使用離子能量分析儀進(jìn)行了實(shí)測而得到的。此外，圖10所示的離子能量是將調(diào)制直流電壓的電壓值(橫軸)設(shè)定成各種不同的電壓值而取得的。另外，圖11所示的離子能量是將調(diào)制直流電壓的調(diào)制頻率(橫軸)設(shè)定成各種不同的頻率而取得的。另外，對于圖12所示的離子能量的取得，是將調(diào)制直流電壓的ON·占空比(橫軸)設(shè)定成各種不同的比而取得的。另外，圖10～圖12所示的離子能量(縱軸)表示IEDF是峰值的離子能量。

＜條件>

處理氣體：Kr氣體、50sccm

處理容器12內(nèi)的壓力：5mTorr(0.1333Pa)

高頻電源150A和高頻電源150B的功率：50W

調(diào)制直流電壓的電壓值：200V(在圖10的實(shí)測中可變)

調(diào)制直流電壓的調(diào)制頻率：400kHz(在圖11的實(shí)測中可變)

調(diào)制直流電壓的脈沖調(diào)制的ON·占空比：50％(在圖12的實(shí)測中可變)

如圖10所示，可確認(rèn)：若使施加于支承構(gòu)造體18(即、下部電極34)的調(diào)制直流電壓的電壓值變化，則可增大離子能量且使離子能量線性地變化。另外，如圖11和圖12所示，若使施加于支承構(gòu)造體18(即、下部電極34)的(即、下部電極34)的調(diào)制頻率或ON占空比變化，則雖然是較小的變動，但可也使離子能量線性地變化。由此，可確認(rèn)：根據(jù)等離子體處理裝置10，離子能量的控制性優(yōu)異。

在此，對于構(gòu)成圖4所示的多層膜的各層的物質(zhì)，存在適于對該物質(zhì)選擇性地進(jìn)行蝕刻的離子能量。因而，根據(jù)等離子體處理裝置10，通過使用(即、下部電極34)，通過根據(jù)多層膜中的各層來對其電壓值、調(diào)制頻率和ON·占空比中的一個(gè)以上進(jìn)行調(diào)整，可相對于掩模MSK和基底對蝕刻對象的層選擇性地進(jìn)行蝕刻。

另外，在圖4所示的多層膜的各層的蝕刻中，被蝕刻削除的物質(zhì)(即、金屬)未被排氣而附著于由于蝕刻而形成的形狀的表面、特別是側(cè)面。根據(jù)等離子體處理裝置10，在將如此形成于側(cè)面的堆積物去除之際，能夠使支承構(gòu)造體18傾斜、且、使保持有晶圓W的保持部30以第2軸線AX2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由此，能夠使離子朝向由于蝕刻而形成的形狀的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域入射，可提高離子向晶圓W的入射的面內(nèi)均勻性。其結(jié)果，在由于蝕刻而形成的形狀的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域中，可將附著到該側(cè)面的堆積物去除，可提高該形狀的垂直性。另外，可在晶圓W的面內(nèi)均勻地進(jìn)行堆積物的去除，由于蝕刻而形成的形狀的面內(nèi)均勻性得以提高。

以下，說明對圖4所示的晶圓W的多層膜進(jìn)行蝕刻的方法的一實(shí)施方式。圖13是表示對一實(shí)施方式的多層膜進(jìn)行蝕刻的方法的流程圖。圖13所示的方法MT可使用圖1等所示的等離子體處理裝置10來實(shí)施。該方法是利用具有適于該蝕刻的能量的離子來對圖4所示的多層膜中的各層進(jìn)行蝕刻的方法。在此，在方法MT的說明之前，說明稀有氣體的種類以及離子能量、與各種金屬或金屬化合物的濺射率SY之間的關(guān)系。

圖14是表示由具有1000eV的離子能量的稀有氣體原子的離子導(dǎo)致的各種金屬或金屬化合物的濺射率SY的圖。圖15是表示由具有300eV的離子能量的稀有氣體原子的離子導(dǎo)致的各種金屬或金屬化合物的濺射率SY的圖。在圖14和圖15中，橫軸表示金屬或金屬化合物的類別，縱軸表示濺射率SY。此外，濺射率SY是在一個(gè)離子入射到蝕刻對象的層時(shí)從該層釋放的構(gòu)成原子的個(gè)數(shù)。此外，1000eV這樣的比較高的離子能量可通過使用高頻偏壓電力或比較高的電壓值的調(diào)制直流電壓來獲得。另一方面，300eV這樣的比較低的離子能量可通過使用比較低的電壓值的調(diào)制直流電壓來獲得。

如圖14所示，1000eV的Kr離子針對Co和Fe具有約2的濺射率SY，針對Ta、Ti以及MgO具有接近1的濺射率SY。因而，在將1000eV的Kr離子向晶圓W照射的條件下，能夠?qū)ι喜看判詫覮4進(jìn)行蝕刻、且進(jìn)行由上部磁性層L4的蝕刻產(chǎn)生的堆積物的去除。然而，雖然速度比上部磁性層L4和從該上部磁性層L4產(chǎn)生的堆積物的去除的速度較低，但掩模MSK和基底的絕緣層L3也被蝕刻。

另一方面，如圖15所示，300eV的Kr離子針對Co和Fe具有接近1的濺射率SY，針對Ta、Ti以及MgO具有約0.4以下的濺射率SY。因而，在將300eV的Kr離子向晶圓W照射的條件下，能夠?qū)ι喜看判詫覮4進(jìn)行蝕刻、且進(jìn)行由于上部磁性層L4的蝕刻而產(chǎn)生的堆積物的去除，而且，可大致不對掩模MSK和基底的絕緣層L3蝕刻。即、通過使用可照射具有比較低的離子能量的離子的調(diào)制直流電壓，可相對于掩模MSK和基底的絕緣層L3選擇性地進(jìn)行上部磁性層L4和從該上部磁性層L4產(chǎn)生的堆積物的去除。

另外，如圖15所示那樣300eV的Kr離子針對MgO具有約0.4的濺射率SY，另一方面，如圖14所示，1000eV的Kr離子針對MgO具有接近1的濺射率。因而，通過使用可照射具有比較高的離子能量的離子的調(diào)制直流電壓或高頻偏壓電力，可對絕緣層L3進(jìn)行蝕刻。

另外，僅使用了稀有氣體的情況的絕緣層L3的濺射率比較低，但除了使用稀有氣體之外，還使用發(fā)揮還原作用的含氫氣體，從而能夠?qū)⒔^緣層L3的MgO改性成可獲得較高的濺射率SY的Mg(參照圖14的Mg的濺射率SY)。由此，能以較高的蝕刻速度對絕緣層L3進(jìn)行蝕刻。

同樣地，也能夠使用與絕緣層L3的蝕刻同樣的條件來對比絕緣層L3靠下層的下部磁性層L2和基底層L1進(jìn)行蝕刻。但是，與圖14相關(guān)聯(lián)地如上述那樣，1000eV的Kr離子也能蝕刻掩模MSK。因此，特別是在基底層L1的蝕刻中，也可以交替地使用Kr氣體和Ne氣體。1000eV的Kr離子針對形成基底層L1的Co、Fe、Ru、Pt、Mn等具有較高的濺射率SY。即、通過使用可生成含有Kr氣體這樣的第1稀有氣體的處理氣體的等離子體、并能夠照射具有比較高的能量的Kr離子的調(diào)制直流電壓或高頻偏壓電力，可形成垂直性較高的形狀，可將堆積物較多地去除。

另一方面，1000eV的Ne離子針對形成基底層L1的Co、Fe、Ru、Pt、Mn等具有較低卻接近1的濺射率SY。另外，1000eV的Ne離子針對能形成掩模MSK的Ti或Ta具有比1小的濺射率SY。即、通過使用可生成含有Ne氣體這樣的第2稀有氣體的處理氣體的等離子體、照射具有比較高的能量的Ne離子的調(diào)制直流電壓或高頻偏壓電力，可以實(shí)質(zhì)上不蝕刻掩模MSK的方式對基底層L1進(jìn)行蝕刻。因而，即使是比較高的離子能量的離子向晶圓W照射的條件，也可通過交替地使用第1稀有氣體和第2稀有氣體來對基底層L1選擇性地進(jìn)行蝕刻，另外，可提高在基底層L1形成的形狀的垂直性，也可將由蝕刻產(chǎn)生的堆積物去除。

再次參照圖13。圖13所示的方法MT至少部分地利用參照圖14和圖15而進(jìn)行了說明的上述的特性。以下，與圖13一起，參照圖16～圖20且詳細(xì)地說明方法MT。圖16～圖20是表示方法MT的各工序中或各工序后的被處理體的狀態(tài)的剖視圖。此外，在以下的說明中，等離子體處理裝置10設(shè)為用于方法MT的實(shí)施。然而，只要是能夠使支承構(gòu)造體傾斜且使保持晶圓W的保持部旋轉(zhuǎn)、能夠從偏壓電力供給部將調(diào)制直流電壓施加于支承構(gòu)造體的等離子體處理裝置，就可將任意的等離子體處理裝置用于方法MT的實(shí)施。

在方法MT中，首先，在工序ST1中，準(zhǔn)備圖4所示的晶圓W，并將晶圓W收容于等離子體處理裝置10的處理容器12內(nèi)。并且，晶圓W由保持部30的靜電卡盤32保持。

在接下來的工序ST2中，上部磁性層L4被蝕刻。在工序ST2中，向處理容器12內(nèi)供給稀有氣體和含氫氣體。在一實(shí)施方式中，稀有氣體是具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)的稀有氣體，是例如Kr氣體。另外，含氫氣體是例如CH₄氣體或NH₃氣體。

另外，在工序ST2中，處理容器12內(nèi)的空間S的壓力被排氣系統(tǒng)20減壓成預(yù)定的壓力。例如，處理容器12內(nèi)的空間S的壓力設(shè)定成0.4mTorr(0.5Pa)～20mTorr(2.666Pa)的范圍內(nèi)的壓力。另外，在工序ST2中，稀有氣體和含氫氣體被等離子體源16激勵(lì)。因此，等離子體源16的高頻電源150A和高頻電源150B向內(nèi)側(cè)天線元件142A和外側(cè)天線元件142B供給例如27.12MHz或40.68MHz的頻率、且10W～3000W的范圍內(nèi)的功率值的高頻電力。另外，在工序ST2中，調(diào)制直流電壓施加于支承構(gòu)造體18(下部電極34)。該直流電壓的電壓值設(shè)定成比較低的電壓值，以便抑制掩模MSK和絕緣層L3的蝕刻。例如、該直流電壓的電壓值可設(shè)定成300V以下的電壓值、例如200V。另外，該直流電壓的調(diào)制頻率可設(shè)定成例如400kHz。而且，該直流電壓的脈沖調(diào)制的ON·占空比可設(shè)定成10％～90％的范圍的比。

而且，在工序ST2中，支承構(gòu)造體18能設(shè)定成非傾斜狀態(tài)。即、在工序ST2中，支承構(gòu)造體18可配置成軸線PX與第2軸線AX2一致。此外，也可以是，在工序ST2的全部期間、或一部分期間中，支承構(gòu)造體18設(shè)定成傾斜狀態(tài)。即、也可以是，在工序ST2的全部期間、或一部分期間中，支承構(gòu)造體18配置成第2軸線AX2相對于軸線PX傾斜。也可以是，例如，支承構(gòu)造體18在工序ST2的期間中交替地設(shè)定成非傾斜狀態(tài)和傾斜狀態(tài)。

在工序ST2中，以上述的條件生成的離子被由調(diào)制直流電壓產(chǎn)生的鞘層加速而向上部磁性層L4入射。該離子的能量雖然對由Co和Fe形成的上部磁性層L4進(jìn)行蝕刻，但對由Ta和TiN形成的掩模MSK、以及由MgO形成的絕緣層L3實(shí)質(zhì)上不蝕刻。因而，在工序ST2中，能夠相對于掩模MSK和絕緣層L3選擇性地蝕刻上部磁性層L4。另外，在工序ST2中，源自含氫氣體的氫的活性種對上部磁性層L4的表面進(jìn)行改性。由此，上部磁性層L4的蝕刻被促進(jìn)。而且，在工序ST2中，通過含氫氣體中的氮或碳與掩模MSK之間的反應(yīng)形成金屬化合物。由此，掩模MSK變得牢固，掩模MSK的蝕刻被抑制。

通過這樣的工序ST2的執(zhí)行，如圖16的(a)所示那樣上部磁性層L4被蝕刻，但上部磁性層L4的構(gòu)成物質(zhì)、例如、Co和Fe未被排氣而能附著于晶圓W的表面。該構(gòu)成物質(zhì)附著于例如掩模MSK的側(cè)面、上部磁性層L4的側(cè)面以及絕緣層L3的上表面。其結(jié)果，如圖16的(a)所示那樣形成堆積物DP1。

在接下來的工序ST3中，堆積物DP1被去除。在工序ST3中，為了將附著到掩模MSK的側(cè)面和上部磁性層L4的側(cè)面的堆積物DP1去除，支承構(gòu)造體18設(shè)定成傾斜狀態(tài)。即、支承構(gòu)造體18的傾斜被設(shè)定為第2軸線AX2相對于軸線PX傾斜。該傾斜的角度、即第2軸線AX2相對于軸線PX的夾角能任意地設(shè)定，是例如比0度大且60度以下的角度。另外，在工序ST3中，保持部30以第2軸線AX2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速能任意地設(shè)定，是例如20rpm。工序ST3的其他條件也可以與工序ST2的條件相同。即、在工序ST3中，可向處理容器12內(nèi)供給具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)的稀有氣體、例如Kr氣體、和含氫氣體。另外，稀有氣體和氫氣被等離子體源16激勵(lì)。另外，在工序ST3中，調(diào)制直流電壓施加于支承構(gòu)造體18(下部電極34)。

在該工序ST3中，如圖16的(b)所示，以與離子(圖中以圓形表示)的吸引方向(圖中以朝下的箭頭所示)交叉的方式配置堆積物DP1。即、晶圓W配置成，離子朝向上部磁性層L4的側(cè)面和掩模MSK的側(cè)面入射。另外，在工序ST3中，保持部30被旋轉(zhuǎn)，因此，離子朝向上部磁性層L4的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域和掩模MSK的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域入射。另外，離子向晶圓W的面內(nèi)大致均勻地入射。因而，如圖16的(c)所示，在上部磁性層L4的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域和掩模MSK的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域中，可將堆積物DP1去除，可提高在上部磁性層L4形成的形狀的垂直性。另外，可提高在上部磁性層L4形成的形狀的面內(nèi)均勻性。另外，在工序ST3中，源自含氫氣體的氫的活性種對堆積物DP1進(jìn)行改性。由此，堆積物DP1的去除被促進(jìn)。

此外，工序ST2和工序ST3也可以交替地執(zhí)行多次。由此，可在堆積物DP1大量形成之前將該堆積物DP1去除、同時(shí)對上部磁性層L4進(jìn)行蝕刻。

在接下來的工序ST4中，形成絕緣膜IL。該絕緣膜IL是為了防止下部磁性層L2與上部磁性層L4之間的導(dǎo)通而形成的。具體而言，在工序ST4中，晶圓W向成膜裝置輸送，在該成膜裝置內(nèi)如圖17的(a)所示那樣在晶圓W的表面上形成絕緣膜IL。該絕緣膜IL可由例如氮化硅或氧化硅形成。接下來，在沿著掩模MSK的上表面的區(qū)域、以及沿著絕緣層L3的上表面的區(qū)域中，絕緣膜IL被蝕刻。該蝕刻能夠利用任意的等離子體處理裝置。例如，該蝕刻能夠使用等離子體處理裝置10。另外，該蝕刻能夠使用含有氫氟碳化合物氣體或氟碳化合物氣體的處理氣體。該蝕刻的結(jié)果，如圖17的(b)所示，絕緣膜IL沿著掩模MSK的側(cè)面和上部磁性層L4的側(cè)面殘留。

在接下來的工序ST5中，絕緣層L3被蝕刻。在工序ST5中，向處理容器12內(nèi)供給稀有氣體和含氫氣體。稀有氣體是具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)的稀有氣體，是例如Kr氣體。另外，含氫氣體是例如CH₄氣體或NH₃氣體。另外，在工序ST5中，處理容器12內(nèi)的空間S的壓力被排氣系統(tǒng)20減壓成預(yù)定的壓力。例如，處理容器12內(nèi)的空間S的壓力設(shè)定成0.4mTorr(0.5Pa)～20mTorr(2.666Pa)的范圍內(nèi)的壓力。另外，在工序ST5中，稀有氣體和含氫氣體被等離子體源16激勵(lì)。因此，等離子體源16的高頻電源150A和高頻電源150B向內(nèi)側(cè)天線元件142A和外側(cè)天線元件142B供給例如27.12MHz或40.68MHz的頻率、且10W～3000W的范圍內(nèi)的功率值的高頻電力。

如上述那樣，在絕緣層L3的蝕刻中，需要使離子能量比較高的離子向晶圓W入射。因此，在工序ST5中，比在工序ST2中向支承構(gòu)造體18(下部電極34)施加的調(diào)制直流電壓高的電壓值的調(diào)制直流電壓、或、高頻偏壓電力向支承構(gòu)造體(下部電極34)供給。在使用調(diào)制直流電壓的情況下，該調(diào)制直流電壓的脈沖調(diào)制的ON·占空比和調(diào)制頻率也可以與工序ST2中的直流電壓的脈沖調(diào)制的ON·占空比和調(diào)制頻率相同，但該直流電壓的電壓值設(shè)定成比300V大的電壓值。另一方面，在使用高頻偏壓電力的情況下，該高頻偏壓電力能設(shè)定成100W～1500W，其頻率能設(shè)定成400kHz。而且，在工序ST5中，支承構(gòu)造體18能設(shè)定成非傾斜狀態(tài)。即、在工序ST5中，支承構(gòu)造體18以第2軸線AX2與軸線PX一致的方式配置。此外，也可以是，在工序ST5的全部期間、或一部分期間中，支承構(gòu)造體18設(shè)定成傾斜狀態(tài)。即、也可以是，在工序ST5的全部期間、或一部分期間中，以第2軸線AX2相對于軸線PX傾斜的方式配置支承構(gòu)造體18。例如，也可以是，支承構(gòu)造體18在工序ST5的期間中交替地設(shè)定成非傾斜狀態(tài)和傾斜狀態(tài)。

在工序ST5中，以上述的條件生成的離子向絕緣層L3入射。該離子能具有可對絕緣層L3進(jìn)行蝕刻的能量。另外，絕緣層L3的構(gòu)成物質(zhì)被源自在工序ST5所使用的含氫氣體的氫的活性種還原。例如、MgO被還原。由此，如參照圖14進(jìn)行了說明那樣，絕緣層L3以可獲得較高的濺射率SY的方式被改性。其結(jié)果，絕緣層L3的蝕刻速度得以提高。通過該工序ST5，如圖18的(a)所示，絕緣層L3被蝕刻。在該工序ST5中，絕緣層L3的構(gòu)成物質(zhì)不被排氣而能附著于晶圓W的表面。例如，該構(gòu)成物質(zhì)附著于掩模MSK的側(cè)面、上部磁性層L4的側(cè)面、絕緣層L3的側(cè)面以及下部磁性層L2的表面。其結(jié)果，形成堆積物DP2。

在接下來的工序ST6中，堆積物DP2被去除。在工序ST6中，為了將堆積物DP2去除，支承構(gòu)造體18設(shè)定成傾斜狀態(tài)。即、以第2軸線AX2相對于軸線PX傾斜的方式設(shè)定支承構(gòu)造體18的傾斜。該傾斜的角度、即第2軸線AX2相對于軸線PX所成的角度能任意地設(shè)定，但是，是例如比0度大且60度以下的角度。另外，在工序ST3中，保持部30以第2軸線AX2為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速能任意地設(shè)定，是例如20rpm。工序ST6的其他條件與工序ST5的條件相同。采用該工序ST6，能夠使離子效率良好地向堆積物DP2入射，因此，如圖18的(b)所示，可將堆積物DP2去除。另外，通過使用含氫氣體，可對堆積物DP2進(jìn)行改性來促進(jìn)該堆積物DP2的去除。

此外，工序ST5和工序ST6也可以交替地執(zhí)行多次。由此，在堆積物DP2大量形成之前，可將該堆積物DP2去除、同時(shí)對絕緣層L3進(jìn)行蝕刻。

在接下來的工序ST7中，如圖19的(a)所示，下部磁性層L2被蝕刻，在接下來的工序ST8中，如圖19的(b)所示，由于工序ST6的蝕刻而產(chǎn)生的堆積物DP3被去除。下部磁性層L2由與上部磁性層L4同樣的物質(zhì)形成，因此，在一實(shí)施方式中，工序ST7的條件也可以是與工序ST2同樣的條件。另外，工序ST8的條件也可以是與工序ST3同樣的條件。另外，工序ST7和工序ST8也可以交替地執(zhí)行多次。即、在工序ST7和工序ST8這兩個(gè)工序中，生成稀有氣體(例如、Kr氣體)和含氫氣體的等離子體，向支承構(gòu)造體18的下部電極34施加調(diào)制直流電壓。調(diào)制直流電壓的電壓值是300V以下、是例如200V。另外，在工序ST8中，支承構(gòu)造體18設(shè)定成傾斜狀態(tài)，保持部30旋轉(zhuǎn)。此外，也可以是，在工序ST7的全部期間的一部分中，支承構(gòu)造體18設(shè)定成傾斜狀態(tài)，保持部30旋轉(zhuǎn)。

或者、在別的實(shí)施方式中，工序ST7的條件也可以與工序ST5相同，工序ST8的條件也可以與工序ST6相同。即、在工序ST7和工序ST8這兩個(gè)工序中，生成稀有氣體(例如、Kr氣體)和含氫氣體的等離子體，向支承構(gòu)造體18的下部電極34供給電壓值比較高的、例如、比300V大的調(diào)制直流電壓、或、高頻偏壓電力。另外，在工序ST8中，支承構(gòu)造體18設(shè)定成傾斜狀態(tài)，保持部30旋轉(zhuǎn)。此外，也可以是，在工序ST7的全部期間的一部分中，支承構(gòu)造體18設(shè)定成傾斜狀態(tài)，保持部30旋轉(zhuǎn)。在該實(shí)施方式中，能夠以同樣的條件一并對絕緣層L3和下部磁性層L2進(jìn)行蝕刻。

在接下來的工序ST9中，基底層L1被蝕刻。在一實(shí)施方式中，從基底層L1的非磁性層L14到反強(qiáng)磁性層L12被蝕刻到下部電極層L11的表面(上表面)。

圖21是表示工序ST9的一實(shí)施方式的流程圖。如圖21所示，在一實(shí)施方式的工序ST9中，首先，在工序ST91中，在處理容器12內(nèi)生成等離子體。在工序ST91中用于生成等離子體的條件與工序ST5的條件相同。即、在該實(shí)施方式中，能使用工序ST5的條件一并對從絕緣層L3、下部磁性層L2以及非磁性層L14到反強(qiáng)磁性層L12進(jìn)行蝕刻。另外，在工序ST9中，維持在工序ST91中設(shè)定好的等離子體生成的條件且執(zhí)行工序ST92和工序ST93。在工序ST92中，支承構(gòu)造體18設(shè)定成第1狀態(tài)、即非傾斜狀態(tài)。在接下來的工序ST93中，支承構(gòu)造體18維持成第2狀態(tài)、即傾斜狀態(tài)、保持部30旋轉(zhuǎn)。支承構(gòu)造體18的傾斜角度是例如比0度大且60度以下的角度。另外，保持部30的轉(zhuǎn)速是例如20rpm。

根據(jù)圖21所示的實(shí)施方式，在工序ST92中，如圖20的(a)所示，從非磁性層L14到反強(qiáng)磁性層L12的各層被蝕刻，由于該蝕刻而產(chǎn)生的堆積物DP4在工序ST93中被去除(參照圖20的(b))。由此，附著到由于蝕刻而形成于晶圓W的形狀的側(cè)面的堆積物從該形狀的側(cè)面的整個(gè)區(qū)域被去除、且在晶圓W的面內(nèi)也被均勻地去除。因而，可提高由于蝕刻而形成于晶圓W的形狀的垂直性。

圖22是表示工序ST9的另一實(shí)施方式的圖。圖22所示的工序ST9包括工序ST95和工序ST96。在工序ST95中，生成含有第1稀有氣體的處理氣體的等離子體，該第1稀有氣體具有比氬的原子序數(shù)大的原子序數(shù)。第1稀有氣體是例如Kr氣體。在工序ST96中，生成含有第2稀有氣體的處理氣體的等離子體，該第2稀有氣體具有比氬的原子序數(shù)小的原子序數(shù)。第2稀有氣體是例如Ne氣體。另外，在該實(shí)施方式中，在工序ST95和工序ST96這兩個(gè)工序中，高頻偏壓電力能向支承構(gòu)造體18(下部電極34)供給。另外，在工序ST95和工序ST96中的至少一者的全部期間或一部分期間中，支承構(gòu)造體18傾斜，保持部30旋轉(zhuǎn)。

如上述那樣，能量比較高的Kr離子針對形成基底層L1的Co、Fe、Ru、Pt、Mn等具有較高的濺射率SY。因而，含有Kr氣體這樣的第1稀有氣體的處理氣體可在基底層L1形成垂直性較高的形狀，可將由于蝕刻而產(chǎn)生的堆積物高效地去除。另一方面，能量比較高的Ne離子針對形成基底層L1的Co、Fe、Ru、Pt、Mn等具有較低但接近1的濺射率SY。另外，能量比較高的Ne離子針對能形成掩模MSK的Ti或Ta具有小于1的濺射率SY。因而，含有Ne這樣的第2稀有氣體的處理氣體實(shí)質(zhì)上不對掩模MSK進(jìn)行蝕刻，但能夠?qū)讓覮1進(jìn)行蝕刻。通過交替地使用這樣的第1稀有氣體和第2稀有氣體，可相對于掩模MSK對基底層L1選擇性地進(jìn)行蝕刻，可提高在基底層L1形成的形狀的垂直性，另外，也可進(jìn)行由于蝕刻而產(chǎn)生的堆積物的去除。

以上，對各種的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但并不限定于上述的實(shí)施方式，可構(gòu)成各種變形方式。例如，在圖21所示的實(shí)施方式中，也可以是，在工序ST92中，高頻偏壓電力向支承構(gòu)造體18(即、下部電極34)供給，在工序ST93中，調(diào)制直流電壓施加于支承構(gòu)造體18(即、下部電極34)。即、也可以是，在工序ST92中，將高頻偏壓電力用于從非磁性層L14到反強(qiáng)磁性層L12的主蝕刻(日文：メインエッチング)，在由于該主蝕刻而產(chǎn)生的堆積物的去除、即、過蝕刻中使用調(diào)制直流電壓。

附圖標(biāo)記說明

10、等離子體處理裝置；12、處理容器；14、氣體供給系統(tǒng)；14a、第1氣體供給部；14b、第2氣體供給部；16、等離子體源；18、支承構(gòu)造體；20、排氣系統(tǒng)；20b、渦輪分子泵；22、偏壓電力供給部；22a、第1電源；22b、第2電源；24、驅(qū)動裝置；26、整流構(gòu)件；30、保持部；32、靜電卡盤；34、下部電極；34f、制冷劑流路；36、旋轉(zhuǎn)軸部；40、容器部；50、傾斜軸部；52、磁性流體密封部；54、旋轉(zhuǎn)式連接器；60、配線；62、電源；64、配線；66、配管；68、傳熱氣體的源；70、旋轉(zhuǎn)接頭；72、配管；74、配管；76、冷機(jī)單元；78、旋轉(zhuǎn)馬達(dá)；80、帶輪；82、傳動帶；150A、150B、高頻電源；AX1、第1軸線；AX2、第2軸線；Cnt、控制部；W、晶圓；L1、基底層；L11、下部電極層；L12、反強(qiáng)磁性層；L13、強(qiáng)磁性層；L14、非磁性層；L2、下部磁性層；L3、絕緣層；L4、上部磁性層；MSK、掩模；MT、方法。