[发明专利]一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法

权利要求书

1.一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、提供表面抛光的带金属通孔的CMOS基底，并在所述基底上沉积底电极和磁性隧道结多层膜、导电硬模层的刻蚀阻挡层、导电硬掩模、导电硬掩模的掩模层；

步骤二、图形化导电硬掩模图案，并且使所述图案转移到所述导电硬掩模的掩模层顶部；

步骤三、部分刻蚀所述导电硬掩模，并去掉残留物；

步骤四、继续刻蚀剩余的所述导电硬掩模，使刻蚀停止在所述导电硬模层的刻蚀阻挡层之上，并维持部分过刻蚀；

其中，步骤三细分为如下步骤：

步骤3.1：穿透刻蚀去掉所述导电硬掩模的氧化层；

步骤3.2：选用Cl₂作为主要刻蚀气体，刻蚀所述导电硬掩模，并维持刻蚀深度为所述导电硬掩模的厚度的80％～95％；

步骤3.3：采用高温H₂O蒸气作为主要原料气体，等离子化学刻蚀进行除Cl处理；

步骤3.4：采用O₂/N₂或者N₂/H₂除去残留的含碳膜层。

2.根据权利要求1所述的一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，所述导电硬掩模的刻蚀阻挡层的材料为Ru，所述导电硬掩模的刻蚀阻挡层的厚度为1nm～10nm。

3.根据权利要求1所述的一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，所述导电硬掩模的厚度为20nm～100nm，所述导电硬掩模的材料为Ta、TaN、Ti、TiN、W或WN。

4.根据权利要求1所述的一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，所述导电硬掩模的掩模层的厚度为10nm～100nm，所述导电硬掩模的掩模层的材料是SiO₂、SiON、SiC、SiCN、SiN单层材料，或者是由SiO₂、SiON、SiC、SiCN、SiN中任意两种组成的双层材料。

5.根据权利要求1所述的一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，步骤3.1中，选用C/F气体作为主要刻蚀气体的反应离子刻蚀工艺进行所述穿透刻蚀。

6.根据权利要求1所述的一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，步骤3.2，添加N₂、Ar、CH₄或BCl₃作为辅助刻蚀气体。

7.根据权利要求1所述的一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，步骤3.3中，各项工艺参数如下：压力为100mTorr～9Torr，温度为150℃～350℃，功率为1000watt～4000watt，流量为1000sccm～4000sccm。

8.根据权利要求1所述的一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，步骤四中，刻蚀剩余的所述导电硬掩模的主要刻蚀气体为CF₄、NF₃或SF₆，并添加He、CH₄、N₂、CH₃F、CH₂F₂、CHF₃或Ar中的一种或几种作为辅助刻蚀气体。

9.根据权利要求8所述的一种制备磁性随机存储器导电硬掩模的方法，其特征在于，步骤四中，在刻蚀之后，采用不带偏压的反应离子刻蚀工艺除去刻蚀残留物，刻蚀气体为N₂/4％H₂发泡气体、N₂/H₂混合气或NH₃。