JP2007329340A - 接続孔の形成方法及び磁性デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レジストマスクを用いたミリング法に準じた方法により、サブミクロンサイズのスペースを有する接続孔を精度良く形成する方法を提供する。
【解決手段】（イ）前記下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜の、前記上部電極と接続する位置に、レジストパターンを形成する工程と、（ロ）前記磁気抵抗効果膜及び前記レジストパターンを被覆する層間絶縁膜を形成する工程と、（ハ）前記層間絶縁膜に機械的な衝撃を加え、その後に前記レジストパターンを除去することで、前記レジストパターンが形成されていた位置に前記接続孔を形成する工程とを有する接続孔の形成方法により、前記下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜と前記上部電極とを接続するための接続孔を自己整合的に形成し、前記接続孔を通じて前記磁気抵抗効果膜に接続された上部電極を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、上下電極を持つ微細な磁性デバイスの製造方法に関し、特にその製造に好適な、簡便で制御性が高く、自己整合可能な上部電極用接続孔の形成方法に関する。

磁性膜（磁気抵抗効果膜）を用いた磁性デバイスとして、バイオセンシング等の磁気センサ、ＨＤＤ用磁気ヘッド、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等がある。中でも、ＨＤＤ用磁気ヘッド、ＭＲＡＭでは、性能、コストの両面から微細化の要求は非常に厳しい。特にＭＲＡＭでは、微細なメモリ素子を形成するために、メモリ素子部分の面積をフォトリソグラフィの最小加工寸法（Ｆ）で形成可能な最小面積である４Ｆ²に可能な限り近づける必要がある。

ＭＲＡＭとしては、過去には磁気抵抗効果膜としてＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）膜によるメモリ素子が提案されていた。現在は、素子抵抗値制御の必要性と大きなＭＲ比が必要であることから、磁気抵抗効果膜としてＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）膜が用いられている。ＭＲＡＭで要求される最小加工寸法は、サブミクロン以下のサイズであり、微細化のトレンドを考慮すると、さらなる微細化が必要である。

ＭＲＡＭで用いられるＴＭＲ膜は、磁気センサ、ＨＤＤ用磁気ヘッドで応用される場合も同様であるが、２枚の磁性薄膜の間に絶縁膜を挟んだ構造をしており、このＴＭＲ膜の上下に電極が取り付けられて、磁性デバイスを構成している。下部電極は、磁性薄膜の形成と同時にパターニング可能であるが、上部電極は再度パターニングを行って配線と磁気抵抗効果膜の上部とを接続するための接続孔を形成する必要がある。

このような微細パターンを形成するためのパターニング手段として、フォトリソグラフィ法が良く知られている。フォトリソグラフィ法を用いて、接続孔等の微細穴を開ける手段は、微細孔に要求される、形状、アスペクト比の制御性と、歩留まり向上の観点から、被加工材料毎に様々な手法が用いられている。微細で高アスペクト比の接続孔やＤＲＡＭのキャパシタ形成用トレンチ構造を形成する場合に良く知られる手法は、絶縁膜のエッチングにフルオロカーボンガスを含む混合ガスを用いる方法である。この方法では、接続孔側壁部に付着するエッチング生成物がエッチング保護膜として働くことを利用して高集積な磁性デバイスを実現する。

しかし、磁性デバイスの上部電極形成のための接続孔を形成する場合に、フルオロカーボンガスを用いる方法を使用した場合には、上部電極用接続孔を形成する際にリソグラフィ技術を用いたパターンニング工程を要してしまう。一般にリソグラフィ技術を用いたパターニングでは、アラインメント（整合、あるいは位置合わせ）精度のずれとそれぞれの寸法ばらつきが無視できない。前者のアラインメント精度のずれは、露光装置性能に起因するものであるが、通常のステッパーで８０ｎｍ、スキャンタイプのステッパーでも５０ｎｍのずれがある。ここで、１３０ｎｍルールの微細加工プロセスを用いて、ＭＲＡＭを試作したとすると、最小メモリ素子面積４Ｆ²に対して、少なくとも５Ｆ²程度のメモリ素子面積を必要としてしまうことになる。

したがって、磁性デバイスの高集積化のためには、パターニング不要の自己整合的なプロセスが好ましい。磁気デバイスの上部電極用接続孔を形成するための自己整合的なプロセスの従来例を以下に示す（非特許文献１参照）。

図２（ａ）〜（ｄ）に、シャドウマスク法又はステンシル法による磁性デバイスの作製方法の図を示す（非特許文献１図１（ａ）参照）。まず、電子線リソグラフィまたはフォトリソグラフィによるレジストのパターニングと、イオンミリング等のエッチング手段により、Ｐｔ膜に微細孔を形成する（図２（ａ））。次いで、Ｐｔ膜をマスクとした湿式エッチング又は化学ドライエッチングにより、下層絶縁膜ＳｉＯ₂を除去し、適当なアンダーカットを形成する（図２（ｂ））。この上に磁気抵抗効果膜を形成する（図２（ｃ））。その後、上部電極用の金属を磁気抵抗効果膜上部に成膜し、上下電極の付いた磁性デバイスが形成される（図２（ｄ））。アンダーカットにより磁気抵抗効果膜は空間的に分離されて、磁気抵抗効果膜の微細加工が不要になり、上部電極の自己整合的な形成が可能となる。

次に、図３（ａ）〜（ｅ）に、レジストマスクを用いたミリング法を示す（非特許文献１図１（ｂ）参照）。まず、電子線リソグラフィまたはフォトリソグラフィによるレジストのパターニングにより、ネガレジスト・マスクパターンを形成する（図３（ａ））。次いで、イオンミリング等のエッチング手段により磁気抵抗効果膜を加工し（図３（ｂ））、磁気抵抗効果膜及びレジストパターン上に層間絶縁膜を形成し（図３（ｃ））、リフトオフする（図３（ｄ））。リフトオフにより、接続孔となる位置の層間絶縁膜及びレジストパターンが除去され、磁気抵抗効果膜の上部が開口し、上部電極との接続孔が自己整合的に形成される。これに上部電極を自己整合的な形成が可能となる（図３（ｅ））。

次に、図４（ａ）〜（ｆ）に、ハードマスクを用いたミリング法を示す（非特許文献１図１（ｃ）参照）。まず、ポジレジストに電子線リソグラフィ、又はフォトリソグラフィで微細孔を形成する。次いで、Ｐｔ膜などの貴金属膜を成膜し（図４（ａ））、リフトオフしてＰｔピラーを形成する（図４（ｂ））。これをハードマスクとして、イオンミリング等のエッチング法を行い（図４（ｃ））、さらにＳｉＯ₂絶縁膜を成膜後（図４（ｄ））、ＲＩＥで平坦化又はＣＭＰで平坦化処理を行い、Ｐｔ上部を露出させる（図４（ｅ））。その後、Ｐｔ露出部に上部電極を形成する（図４（ｆ））。これにより、上部電極の自己整合的な形成が可能となる。
"２−２−１−３ 上下電極を持つ微細な磁性膜セルの作製"［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年６月８日検索］、インターネット＜http://www.jpo.go.jp/shiryou/s_sonota/hyoujun_gijutsu/mram/2-2-1.pdf#page=4＞

次に個々の従来例の課題を挙げる。

シャドウマスク法又はステンシル法の場合、メモリ素子用のアンダーカット形状を得るために、化学的エッチングを用いる必要があるため、層間絶縁膜にサイドエッチングを生じてしまう。そのため、サイドエッチングされた寸法分の余裕スペースが必要となる。したがって、単素子の微細化には適しているが、マトリックス状の高集積化された複数素子を形成する場合には、隣り合う素子同士にサイドエッチングを考慮した余裕スペース分だけ、冗長スペースが生じてしまうため、集積度が低下する。また、空間的に分離された磁気抵抗効果膜パターン端面は成膜プロセスの性質上、極薄薄膜となる、側壁に上部電極成膜時の金属膜が付着するなどの理由のため、上下磁性層の構造上のショートが生じ易くなってしまう。したがって、金属膜のみで構成されるＧＭＲ膜には適用可能だが、絶縁膜のサンドイッチ構造であるＴＭＲ膜には適用できない。

レジストマスクを用いたミリング法の場合、リフトオフプロセスでの歩留まりが問題となる。リフトオフプロセスは、レジストパターン上の層間絶縁膜に超音波洗浄等の振動衝撃を用いて、層間絶縁膜とレジストを同時に剥離する方法である。エッチング等のプロセスで変質したレジストパターンの外殻膜がパターンサイズと比較して薄く、また、層間絶縁膜の膜厚がパターンサイズと比して薄い場合に適用可能なプロセスである。層間絶縁膜の膜厚は、数十ｎｍ〜数μｍ程度であるため、サブミクロンサイズのデバイスになると、剥離性低下が顕著になり一般には適用されていない。

ハードマスクを用いたミリング法の場合、その後のプロセスである上部電極形成時の電気的に良好な接合性が必要であることを考慮すると、プロセス時に変質しにくい、すなわち化学反応性の低い、高価な貴金属等の金属膜を使用する必要がある。また、平坦化工程では、電気的な接合上の問題から、金属膜などのエッチストッパ層を形成することができないため、ジャストエッチングの制御性が低い。さらに、磁性膜と比較して、貴金属膜のエッチングレートは一般的に高いため、高価な貴金属膜を、厚膜にする必要がある。貴金属膜を厚膜にすると、コスト的な問題の他に、上部電極配線と、メモリ素子との距離が遠くなり、不図示のデータ読み出し用配線との距離が遠くなってしまう。データ読み出し用配線は、データ読み出しの他に、不図示の書き込み配線と、同時にパルス電流を流すことにより、個々のメモリ素子に対して、選択的データ書き込みを行う機能も持つ。データ読み出し配線と書き込み線は、その合成電流磁界が最大になる位置とメモリ素子の位置が一致するように設計するため、一般的に十字状に配置されている。メモリ素子と、書き込みに必要な配線との距離が離れていると、メモリ素子へ掛かる書き込み電流磁界が弱くなるため、書き込み不良等の問題が生じ、不利である。また、バイオセンシング等、磁気センサの応用を考えると、被測定対象物との距離が遠くなるため、これもまた不利に働く。

本発明は上記課題を解決できる新規で有用な接続孔の形成方法を提供することを目的としている。すなわち、本発明では、レジストマスクを用いたミリング法に準じた方法により、サブミクロンのスペースを有する接続孔を精度良く形成する方法を提供する。

かかる課題を解決するために、本発明は、下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜と上部電極とを接続するための接続孔を自己整合的に形成する接続孔の形成方法であって、
（イ）前記下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜の、前記上部電極と接続する位置に、レジストパターンを形成する工程と、
（ロ）前記磁気抵抗効果膜及び前記レジストパターンを被覆する層間絶縁膜を形成する工程と、
（ハ）前記層間絶縁膜に機械的な衝撃を加え、その後に前記レジストパターンを除去することで、前記レジストパターンが形成されていた位置に前記接続孔を形成する工程と
を有することを特徴とする接続孔の形成方法を提供する。

前記工程（ハ）における機械的な衝撃を加える方法として、以下のいずれかを行うことができる。
（１）前記層間絶縁膜の表面を研磨装置により研磨する。
（２）前記層間絶縁膜に向けて水をジェット噴出する。
（３）前記層間絶縁膜の表面にラミネートテープを貼り付け、その後に該ラミネートテープを剥離する。

また、本発明は、下部電極と、該下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜と接続された上部電極と、を有する磁性デバイスの製造方法であって、
前記の方法により、前記下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜と前記上部電極とを接続するための接続孔を自己整合的に形成する工程と、
前記接続孔を通じて前記磁気抵抗効果膜に接続された前記上部電極を形成する工程と
を有することを特徴とする磁性デバイスの製造方法を提供する。

本発明によれば、レジストマスクを用いたミリング法に準じた方法により、サブミクロンのスペースを有する接続孔を精度良く形成する方法を提供できる。より具体的には、リソグラフィ技術によって、サブミクロンのスペースを有するＴＭＲ膜を用いた磁性デバイスの磁気抵抗効果膜上部に自己整合的に接続孔を形成することが可能となる。それ故、パターンサイズによって接続孔が形成されないといった問題の発生を回避することができ、接続孔パターン形成の歩留まり向上を図ることができる。しかも、最終的に、ＭＲＡＭ、磁気ヘッド、バイオセンサ、磁気センサとして、好適なＴＭＲ膜を用いて、コスト的に有利な素子微細化を行うことができる。

（実施例１）
第一の実施の形態を図１（ａ）〜（ｆ）に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｆ）は本発明の接続孔の形成方法を利用した磁性デバイスの製造を示す工程断面図である。

まず、図１（ａ）に示すように、下部電極上に磁気抵抗効果膜を形成し、その上にレジストパターンを形成する。このレジストパターンの形成までの工程は、従来の方法と同様に行うことができる。本実施例では、下部電極としての熱酸化膜付きのシリコン基板上に、磁気抵抗効果膜としてのＴＭＲ膜を形成し、電子線レジスト（日本ゼオン（株）製、商品名：ＺＥＰ５２０Ａ）の膜を、スピンコート法により５００ｎｍ膜厚で形成する。ＴＭＲ膜としては、２枚の磁性薄膜（ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅＢ、及びＣｏＦｅＢ／ＰｔＭｎ）の間に絶縁膜（ＳｉＯ₂又はＡｌ₂Ｏ₃）を挟んだ構造とした。磁性薄膜の膜厚は、例えば１０〜２００ｎｍから選択でき、ここでは８０ｎｍとした。絶縁膜の膜厚は、例えば０．５ｎｍ〜３ｎｍから選択でき、ここでは２．２ｎｍとした。ＴＭＲ膜全体の膜厚は、例えば１０〜２００ｎｍから選択でき、ここでは８２ｎｍとした。その後、形成された電子線レジストの膜上に、電子線描画装置により電子線を照射する。今回用いた電子線レジストはポジレジストであるため、電子線が照射された部分が現像液に可溶になる。そして、現像液としてキシレンを用いて現像することで、電子線が照射された部分が除去される。一方、電子線の照射されていない部分は残存する。その後、ＩＰＡでリンス処理し、窒素ブローを行うことで、キシレン現像液を除去し、レジストパターンを形成した。このレジストパターンは、ＴＭＲ膜のパターニングのためのマスクとなり、またＴＭＲ膜と上部電極と接続するための接続孔の位置となる。

次いで、図１（ｂ）に示すように、レジストパターンをマスクとして、イオンミリングによりＴＭＲ膜のパターニングを行う。本実施例では、レジストパターンが形成されたシリコン基板をイオンミリング装置に投入し、ＴＭＲ膜の下部までイオンミリングを行う。

次に、図１（ｃ）に示すように、レジストパターン及びこれをマスクとしてパターニングされた磁気抵抗効果膜を被覆するように層間絶縁膜を形成する。本実施例では、ＴＭＲ膜のイオンミリングを行った後のシリコン基板をスパッタ成膜装置に投入し、ＲＦ電源を用いることにより、層間絶縁膜としてのＡｌ₂Ｏ₃膜を成膜する。層間絶縁膜は、Ａｌ₂Ｏ₃以外にＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＺｒＯ₂、ＨｆＯ₂等で形成してもよい。層間絶縁膜の膜厚は、下部電極上に直接形成される層間絶縁膜の膜厚で、例えば５０ｎｍ〜５００ｎｍから選択でき、ここでは１００ｎｍとした。ただし、層間絶縁膜の膜厚は、磁気抵抗効果膜の膜厚よりも厚く、磁気抵抗効果膜とレジストパターンとの合計膜厚よりも薄く形成することが好ましい。こうすることで、接続孔となるレジストパターンの位置には凸部が形成される。ここでは、シリコン基板上に直接形成されるＡｌ₂Ｏ₃膜の膜厚が１００ｎｍになるように成膜した。さらに、ＳＥＭ観察により、レジストパターンがＡｌ₂Ｏ₃膜で覆われていることを確認した。

次に、層間絶縁膜に機械的な衝撃を加える。第一の実施の形態では、層間絶縁膜の表面を研磨装置により研磨する。具体的には、まず、研磨パッドに研磨スラリーを散布する。次いで、研磨パッドにレジストパターン上部の層間絶縁膜表面が接触するようにシリコン基板を治具で固定し、研磨パッドを回転させる。このとき、シリコン基板と研磨パッドの回転の関係が自公転になるようにそれぞれの回転数を制御することが好ましい。研磨圧力の制限はないが、凸部のみに研磨負荷を集中させるため、低圧力であることが好ましく、さらに無負荷に近い圧力であることがさらに好ましい。レジストパターン上部の層間絶縁膜以外の部分への研磨パッドの接触をできるだけ抑えるために、研磨パッドは固めで、平坦性の高いものを使用した。研磨スラリーとしては、例えば、ダイヤモンド、アルミナ、酸化シリコン等を使用することができるが、粒径はサブミクロン以下程度に細かいことが好ましい。この研磨工程により、凸部の側面に位置する層間絶縁膜に亀裂を生じさせることができる（図１（ｄ））。

この研磨工程は、凸部を構成する層間絶縁膜が除去できるように、層間絶縁膜に必要な亀裂が生じるまで行えばよい。研磨工程の終点は、何枚かのウエハを試し研磨して決定する研磨時間を決定することで設定することができる。また、凸部全体を研磨により除去してもよい。こうすることで、仮に必要な亀裂が生じていない場合でも、凸部を構成する層間絶縁膜が除去できる。

研磨工程が終了した後直ちにレジスト剥離液に漬け、超音波洗浄を行うことでレジストパターン、層間絶縁膜残渣を除去した。超音波洗浄後、窒素ブローによりレジスト剥離液を除去し、接続孔となる位置の層間絶縁膜及びレジストパターンが除去された状態になる（図１（ｅ））。この接続孔をＳＥＭで観察したところ、図５に示すような良好なコンタクトホールが形成されていた。

次いで、金属配線用の電子線レジストパターンを図１（ａ）と同様の手法で形成し、基板をスパッタ装置に入れ、金属膜を成膜、再度リフトオフを行うことで、図１（ｆ）に示すような上部電極が形成された磁性デバイス（ＴＭＲ素子パターン）が得られる。

以上のように、研磨工程により、層間絶縁膜を破壊し、さらにレジスト剥離プロセスを行うことで、ディープサブミクロンサイズでかつアスペクト比の高い接続孔を形成することができる。特に、サブミクロンサイズの接続孔を形成する方法として好適である。

（実施例２）
第二の実施の形態を説明する。

まず、図１（ａ）に示すように、下部電極上に磁気抵抗効果膜を形成し、その上にレジストパターンを形成する。次いで、図１（ｂ）に示すように、レジストパターンをマスクとして、イオンミリングによりＴＭＲ膜のパターニングを行う。次に、図１（ｃ）に示すように、レジストパターン及びこれをマスクとしてパターニングされた磁気抵抗効果膜を被覆するように層間絶縁膜を形成する。ここまでのプロセスは、第一の実施の形態と同様に行うことができる。

次に、層間絶縁膜を機械的な衝撃を加える。第二の実施の形態では、層間絶縁膜に向けて水をジェット噴出する。本実施例では、ウォータジェット吐出口から、高圧の洗浄水であるウォータジェットを噴出している。噴出圧力は、数Ｍ〜１００ＭＰａで使用可能であるが、レジスト部分のみを除去するために、数ＭＰａ〜十数ＭＰａ程度の低圧力で行うことが好ましい。この水のジェット噴出工程により、凸部の側面に位置する層間絶縁膜に亀裂を生じさせることができる（図１（ｄ））。

水の噴出角度は、シリコン基板面に対する角度のうち小さい方の角度が０°を超え４５°未満となる角度が好ましく、噴射角度が小さくなるほど発生圧力が小さくなるため、１５°近傍の角度で行うことがより好ましい。このような噴出角度とすることで、凸部の側面に位置する層間絶縁膜に水が当たり、凸部の側面にのみより強い機械的な衝撃を与えることができ、凸部の側面に位置する層間絶縁膜に効果的に亀裂を生じさせることができる。そして、凸部を構成する層間絶縁膜が除去できる。また、層間絶縁膜−下部電極間の接着力よりレジストパターン−ＴＭＲ膜間の接着力の方が低い場合には、凸部自体を除去することもできる。

層間絶縁膜に向けて水をジェット噴出するにあたっては、機械的な衝撃を均一に加えるため、シリコン基板を回転させることが好ましい。

この水のジェット噴出工程は、層間絶縁膜に必要な亀裂が生じるまで行えばよい。水のジェット噴出工程の終点は何枚かのウエハを試し研磨して決定する研磨時間を決定することで設定することができる。

水のジェット噴出工程が終了した後直ちにレジスト剥離液に漬け、超音波洗浄を行うことでレジストパターンを除去し、さらに窒素ブローによりレジスト剥離液を基板から除去する。そうすることで、接続孔となる位置の層間絶縁膜及びレジストパターンが除去された状態になる（図１（ｅ））。その後、第一の実施の形態と同様にして上部電極を形成し（図１（ｆ））、磁性デバイス（ＴＭＲ素子パターン）が得られる。

以上のように、水のジェット噴出工程により、層間絶縁膜を破壊し、さらにレジスト剥離プロセスを行うことで、ディープサブミクロンサイズでかつアスペクト比の高い接続孔を形成することができる。

（実施例３）
第三の実施の形態を説明する。

まず、図１（ａ）に示すように、下部電極上に磁気抵抗効果膜を形成し、その上にレジストパターンを形成する。次いで、図１（ｂ）に示すように、レジストパターンをマスクとして、イオンミリングによりＴＭＲ膜のパターニングを行う。次に、図１（ｃ）に示すように、レジストパターン及びこれをマスクとしてパターニングされた磁気抵抗効果膜を被覆するように層間絶縁膜を形成する。ここまでのプロセスは、第一の実施の形態と同様に行うことができる。

次に、層間絶縁膜を機械的な衝撃を加える。第三の実施の形態では、層間絶縁膜の表面にラミネートテープを貼り付け、その後にラミネートテープを剥離する。具体的には、まず、層間絶縁膜が形成されたシリコン基板全面を覆うように、粘着性を有するラミネートテープを貼る。次いで、ローラー等でラミネートテープと層間絶縁膜表面との密着性を高めた後、ラミネートテープを剥離する。層間絶縁膜−下部電極間の接着力より層間絶縁膜−レジストパターン間の接着力の方が低いことから、凸部の側面に位置する層間絶縁膜に亀裂が生じ（図１（ｄ））、凸部を構成する層間絶縁膜が選択的に除去される。また、層間絶縁膜−下部電極間の接着力よりレジストパターン−ＴＭＲ膜間の接着力の方が低い場合には、凸部自体を除去することもできる。

ラミネートテープとしては、例えば、材質としてＰＥＴ、ガラスエポキシ、ポリイミド、ポリエチレンを使用でき、接着剤としてエポキシ系接着剤等を使用できる。厚さは、数十μｍ〜百μｍ程度のものを使用することができる。

ラミネートテープによる剥離工程が終了した後直ちにレジスト剥離液に漬け、超音波洗浄を行うことでレジストパターンを除去し、さらに窒素ブローによりレジスト剥離液を基板から除去する。そうすることで、接続孔となる位置の層間絶縁膜及びレジストパターンが除去された状態になる（図１（ｅ））。その後、第一の実施の形態と同様にして上部電極を形成し（図１（ｆ））、磁性デバイス（ＴＭＲ素子パターン）が得られる。

以上のように、ラミネートテープによる剥離工程により、層間絶縁膜を破壊し、さらにレジスト剥離プロセスを行うことで、ディープサブミクロンサイズでかつアスペクト比の高い接続孔を形成することができる。

本発明の接続孔の形成方法を利用した磁性デバイスの製造を、その工程順に示す断面図である。（ａ）は、下部電極上に磁気抵抗効果膜が形成され、磁気抵抗効果膜上にパターニングされたフォトレジスト膜が形成された状態を示す。（ｂ）は、イオンミリング処理によって、磁気抵抗効果膜がパターニングされた状態を示す。（ｃ）は、層間絶縁膜が成膜された状態を示す。（ｄ）は、層間絶縁膜に機械的な衝撃を加えた後の状態を示し、実施例１では研磨工程後、実施例２ではウォータジェット噴出工程後、実施例３ではラミネートテープを用いた剥離工程後に、凸部の側面に位置する層間絶縁膜に亀裂が生じている状態を示す。（ｅ）は、接続孔となる位置の層間絶縁膜及びレジストパターンが除去された状態を示す。（ｆ）は、上部電極が接続孔上に形成された状態を示す。 従来の接続孔形成方法であるシャドウマスク法又はステンシル法を利用した磁性デバイスの製造を、その工程順に示す断面図である。（ａ）は、下部電極上に酸化シリコン膜と白金膜と、パターニングされたフォトレジスト膜が形成された上で、イオンミリング処理によって、白金膜がパターニングされた状態を示す。（ｂ）は、湿式エッチング処理によって、酸化シリコン膜がパターニングされた状態を示す。（ｃ）は、磁気抵抗効果膜が成膜された状態を示す。（ｄ）は、上部電極が接続孔上に形成された状態を示す。 従来の接続孔形成方法であるレジストマスクを用いたミリング法を利用した磁性デバイスの製造を、その工程順に示す断面図である。（ａ）は、下部電極上に磁気抵抗効果膜が形成され、磁気抵抗効果膜上にパターニングされたフォトレジスト膜が形成された状態を示す。（ｂ）は、イオンミリング処理によって、磁気抵抗効果膜がパターニングされた状態を示す。（ｃ）は、層間絶縁膜が成膜された状態を示す。（ｄ）は、リフトオフにより、接続孔となる位置の層間絶縁膜及びレジストパターンが除去された状態を示す。（ｅ）は、上部電極が接続孔上に形成された状態を示す。 従来の接続孔形成方法であるハードマスクを用いたミリング法を利用した磁性デバイスの製造を、その工程順に示す断面図である。（ａ）は、下部電極上に磁気抵抗効果膜と、パターニングされたフォトレジスト膜が形成された上に、白金膜が成膜された状態を示す。（ｂ）は、リフトオフにより、フォトレジスト膜が剥離され、白金膜のハードマスクが形成された状態を示す。（ｃ）は、イオンミリング処理によって、磁気抵抗効果膜がパターンニングされた状態を示す。（ｄ）は、層間絶縁膜が成膜された状態を示す。（ｅ）は、平坦化工程により、Ｐｔ膜が露出された状態を示す。（ｆ）は、上部電極が接続孔上に形成された状態を示す。 実施例１において形成された接続孔のＳＥＭ像である。

Claims (5)

1. 下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜と上部電極とを接続するための接続孔を自己整合的に形成する接続孔の形成方法であって、
   （イ）前記下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜の、前記上部電極と接続する位置に、レジストパターンを形成する工程と、
   （ロ）前記磁気抵抗効果膜及び前記レジストパターンを被覆する層間絶縁膜を形成する工程と、
   （ハ）前記層間絶縁膜に機械的な衝撃を加え、その後に前記レジストパターンを除去することで、前記レジストパターンが形成されていた位置に前記接続孔を形成する工程と
   を有することを特徴とする接続孔の形成方法。
2. 前記工程（ハ）における機械的な衝撃を加える方法として、前記層間絶縁膜の表面を研磨装置により研磨することを特徴とする請求項１に記載の接続孔の形成方法。
3. 前記工程（ハ）における機械的な衝撃を加える方法として、前記層間絶縁膜に向けて水をジェット噴出することを特徴とする請求項１に記載の接続孔の形成方法。
4. 前記工程（ハ）における機械的な衝撃を加える方法として、前記層間絶縁膜の表面にラミネートテープを貼り付け、その後に該ラミネートテープを剥離することを特徴とする請求項１に記載の接続孔の形成方法。
5. 下部電極と、該下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜と接続された上部電極と、を有する磁性デバイスの製造方法であって、
   請求項１乃至４のいずれかに記載の方法により、前記下部電極上に形成された磁気抵抗効果膜と前記上部電極とを接続するための接続孔を自己整合的に形成する工程と、
   前記接続孔を通じて前記磁気抵抗効果膜に接続された前記上部電極を形成する工程と
   を有することを特徴とする磁性デバイスの製造方法。