[0125] 在蚀刻工艺期间,磁隧道结层MTJL可以分别采用第一离子束IB1和第二离子束IB2蚀刻以在磁隧道结层MTJL中形成沟槽(未示出)。第二角β可以如图6所示地关于其限定。第二角β可以表示在蚀刻工艺期间沟槽的底部处的蚀刻速率是沟槽的侧壁处的蚀刻速率的两倍的角度。分别相对于法线100S测量的第一入射角a1和第二入射角a2的每个可以大于第二角β且小于通过从90度减去第一角α的大小获得的角度(即β
[0126] 参照图11,在磁隧道结结构MTJS已经通过蚀刻工艺形成之后,上层间绝缘层130可以提供在下层间绝缘层102上以覆盖磁隧道结结构MTJS。上层间绝缘层130可以是单层或多层。例如,上层间绝缘层130可以包括氧化物层(例如,硅氧化物层)、氮化物层(例如,硅氮化物层)和氮氧化物层(例如,硅氮氧化物层)中的至少一个。互连132可以形成在上层间绝缘层130上。互连132可以实质上在一个方向上延伸并可以电连接到布置在所述一个方向上的多个磁隧道结结构MTJS。根据一个实施例,上接触插塞126可以形成在上层间绝缘层130中以将磁隧道结结构MTJS电连接到互连132。每个磁隧道结结构MTJS可以通过上接触插塞126中的对应一个连接到互连132。互连132可以用作位线。
[0127] 图13是示意图,示出根据本发明构思的某些实施例的用于产生双向对称的离子束IB1和IB2的离子束设备500。图14是示出图13的离子束设备500的离子束控制部分250的平面图。图15是图13的离子束设备500的一部分的示意图,示出使用图14的离子束控制部分250以辐射离子束IB1和IB2到基板。
[0128] 参照图13至图15,离子束设备500可以包括产生离子束IB的源室502和工艺室504。在工艺室504内可以进行采用离子束IB的工艺。源室502和工艺室504可以彼此连接。
[0129] 源室502可以包括离子源部分202和离子束控制部分250。离子源部分202可以从其中形成的等离子体产生离子束IB。离子束控制部分250可以提供在离子源部分202和工艺室504之间以控制辐射到工艺室504中的离子束IB的光路。工艺室504可以包括工作台200,对应于蚀刻目标的基板100装载在工作台200上。根据一个实施例,离子源部分202可以提供在工作台200上方,并且离子束控制部分250可以提供在离子源部分202和工作台200之间。离子束控制部分250可以控制辐射到工作台200上装载的基板100的表面的离子束IB的入射角a1和/或a2。
[0130] 离子束控制部分250可以包括彼此水平分隔开的第一栅格210和第二栅格220。连接部分230可以提供在第一栅格210和第二栅格220之间并分别连接到第一栅格210和第二栅格220,并且支撑部分240可以分别支撑第一栅格210和第二栅格220。
[0131] 如图14所示,第一栅格210、第二栅格220和连接部分230可以具有在第一方向D1上延伸的实质上条状的形状。第二方向D2与第一方向D1相交。连接部分230的端部在第二方向D2上彼此相反地定位,并可以每个连接到第一栅格210或第二栅格220的对应端。夹具260可以提供在连接部分230和第一栅格210之间以及连接部分230和第二栅格220之间。第一栅格210和第二栅格220可以分别通过夹具260连接和/或固定到连接部分230。
[0132] 如图14所示,支撑部分240可以具有外侧壁,当在平面图中观看时该外侧壁具有实质上圆形的形状。支撑部分240可以包括形成在其中的开口242。第一栅格210、第二栅格220和连接部分230可以设置在支撑部分240上以在平面图中与开口242交叠。第一栅格210的另一端和第二栅格220的另一端可以连接到支撑部分240。辊262可以提供在第一栅格210和支撑部分240之间以及在第二栅格220和支撑部分240之间。第一栅格210和第二栅格220可以分别通过辊262连接到支撑部分240。辊262可以允许第一栅格210和第二栅格220的每个分别沿着支撑部分240的顶表面在第二方向D2和反平行于第二方向D2的方向上滑动。连接部分230可以与支撑部分240分隔开。
[0133] 连接部分230可以设置在从工作台200的顶表面200U测量的比支撑部分240高的水平面处。第一栅格210和第二栅格220的每个可以分别相对于工作台200的顶表面200U倾斜。在某些实施例中,第一栅格210可以相对于平行于工作台200的顶表面的参考平面200S倾斜第一角θ1,并且第二栅格220可以相对于参考平面200S倾斜第二角θ2。第一角θ1可以实质上等于第二角θ2。换言之,第一角θ1的大小可以实质上等于第二角θ2的大小。在此情况下,第一栅格210和第二栅格220可以实质上彼此对称地布置,连接部分230插设在两者之间。支撑部分240可以设置在比第一栅格210和第二栅格220的分别从工作台200的顶表面200U测量的水平面低的水平面处。
[0134] 第一栅格210和第二栅格220的每个可以分别包括顺序地堆叠的第一子栅格208和第二子栅格204。第一子栅格208和第二子栅格204的每个可以具有多个孔H。第一子栅格208的孔H的每个可以与第二子栅格204的孔H的对应一个实质上对准。第一栅格210和第二栅格220的每个还可以分别包括设置在第一子栅格208和第二子栅格204之间的第三子栅格206。
第三子栅格206也可以具有多个孔H。第三子栅格206的孔H的每个可以与第一子栅格208的孔H的对应一个以及第二子栅格204的孔H的对应一个实质上对准。夹具(clamp)260可以提供在第一子栅格208和第三子栅格206之间以及在第三子栅格206和第二子栅格204之间。第一至第三子栅格208、204和206可以分别通过夹具260固定到彼此。
[0135] 参照图13和图15,从离子源部分202产生的离子束IB可以采用离子束控制部分250分成第一离子束IB1和第二离子束IB2。第一离子束IB1可以由第一栅格210引导以辐射到基板100的表面,第二离子束IB2可以由第二栅格220引导以辐射到基板100的表面。第一离子束IB1可以相对于垂直于基板100的顶表面的法线100S具有第一入射角a1,第二离子束IB2可以相对于法线100S具有第二入射角a2。第一入射角a1可以实质上等于第二入射角a2。第一离子束IB1和第二离子束IB2可以因此相对于法线100S对称地布置。第一离子束IB1和第二离子束IB2可以同时辐射到基板100的表面的一个区域r。该一个区域r可以为范围与分别通过第一和第二离子束IB1和IB2在基板上形成的多个图案中的相邻图案之间的距离相对应的区域。例如,该一个区域r可以为范围与相邻的磁隧道结结构MTJS之间的距离A相对应的区域,如之前参照图9所述的。对于第一入射角a1和第二入射角a2的每个的期望范围可以分别与参照图4至图7描述的相同。
[0136] 第一离子束IB1可以由第一栅格210中产生的第一电场E1引导,第二离子束IB2可以由第二栅格220中产生的第二电场E2引导。第一电场E1可以通过分别施加不同的电压到构成第一栅格210的第一至第三子栅格208、204和206而产生。例如,正电压V1、负电压V2和接地电压V3可以分别施加到第一栅格210的第二子栅格204、第三子栅格206和第一子栅格208,以产生第一电场E1。类似地,第二电场E2可以通过分别施加不同的电压到构成第二栅格220的第一至第三子栅格208、204和206而产生。例如,正电压V1、负电压V2和接地电压V可以分别施加到第二栅格220的第二子栅格204、第三子栅格206和第一子栅格208,以产生第二电场E2。
[0137] 电场可以不产生在离子束控制部分250和基板100之间的空间SP中。因此,第一离子束IB1的离子可以被第一电场E1
加速以在空间SP中直线运动到基板100的表面。同样,第二离子束IB2的离子可以被第二电场E2加速以在空间SP中直线运动到基板100的表面。因而,第一离子束IB1和第二离子束IB2可以分别在保持第一离子束IB1和第二离子束IB2之间的对称布置的同时辐射到基板100的表面。
[0138] 连接部分230可以与支撑部分240垂直分隔开第一距离d1。第一距离d1可以是连接部分230的底表面和支撑部分240的顶表面之间的最短距离。支撑部分240可以与工作台200垂直分隔开第二距离d2。第二距离d2可以是支撑部分240的底表面和工作台200的顶表面之间的最短距离。如图13所示,第一栅格210可以相对于工作台200的顶表面200U倾斜第一角θ1,第二栅格220可以相对于工作台200的顶表面200U倾斜第二角θ2。因此,第一离子束IB1可以以第一入射角a1辐射到基板100的表面,第二离子束IB2可以以第二入射角a2辐射到基板的表面。
[0139] 根据某些实施例,第一栅格210和第二栅格220的各自的倾斜角或斜度(即第一角θ1和第二角θ2)可以分别被改变以分别控制第一离子束IB1的第一入射角a1和第二离子束IB2的第二入射角a2。更具体地,第一角θ1和第二角θ2可以分别通过改变连接部分230和支撑部分240之间的第一距离d1来调整。如果第一距离d1改变,则工作台200和支撑部分240之间的第二距离d2也可以改变以分别将第一离子束IB1和第二离子束IB2辐射到基板100的表面的一个区域r。
[0140] 图16A和图16B是图13的离子束设备500的一部分的示意图,示出如何采用图15的离子束控制部分250控制第一和第二离子束IB1和IB2的入射角。
[0141] 参照图16A,连接部分230可以在垂直于基板100的顶表面的方向上移动,以增大或减小它与支撑部分240之间的距离。如图16A所示,连接部分230垂直移动离开支撑部分240至第三距离d3。第三距离d3可以是连接部分230的底表面和支撑部分240的顶表面之间的最短距离(即垂直距离)。第三距离d3可以大于第一距离d1。因此,第一栅格210可以相对于工作台200的顶表面200U倾斜第三角θ3。第三角θ3可以大于第一角θ1。同样,第二栅格220可以相对于工作台200的顶表面200U倾斜第四角θ4。第四角θ4可以大于第二角θ2。第三角θ3可以实质上等于第四角θ4。换言之,可以保持第一栅格210和第二栅格220之间的对称性。
[0142] 由于第一栅格210和第二栅格220分别相对于工作台200的顶表面200U倾斜第三角θ3和第四角θ4,所以由第一栅格210引导的第一离子束IB1可以以第三入射角a3辐射到基板100的表面,由第二栅格220引导的第二离子束IB2可以以第四入射角a4辐射到基板100的表面。第三入射角a3可以大于第一入射角a1,第四入射角a4可以大于第二入射角a2。第三入射角a3可以实质上等于第四入射角a4。第一离子束IB1和第二离子束IB2之间的对称性可以分别由此得到保持。此外,工作台200也可以在垂直于基板100的顶表面的方向上移动。在此情况下,它移动得更靠近支撑部分240,减小工作台200和支撑部分240之间的距离。在工作台
200移动之后,工作台200可以与支撑部分240分隔开第四距离d4。第四距离d4可以对应于支撑部分240的底表面和工作台200的顶表面200U之间的最短距离(即垂直距离)。第四距离d4可以小于第二距离d2。因此,第一离子束IB1和第二离子束IB2可以辐射到基板100的表面的一个区域r。
[0143] 参照图16B,可选地,连接部分230可以在垂直于基板100的顶表面的方向上向下移动以更靠近支撑部分240。换言之,连接部分230可以与支撑部分240垂直分隔开第五距离d5。第五距离d5可以对应于连接部分230的底表面和支撑部分240的顶表面之间的垂直距离。第五距离d5可以小于第一距离d1。因此,第一栅格210可以相对于工作台200的顶表面200U倾斜第五角θ5。第五角θ5可以小于第一角θ1。同样,第二栅格220可以相对于工作台200的顶表面200U倾斜第六角θ6。第六角θ6可以小于第二角θ2。第五角θ5可以实质上等于第六角θ6,并且第一栅格210和第二栅格220之间的对称性可以被保持。
[0144] 由于第一栅格210和第二栅格220分别相对于工作台200的顶表面200U倾斜第五角θ5和第六角θ6,所以由第一栅格210引导的第一离子束IB1可以以第五入射角a5辐射到基板100的表面,由第二栅格220引导的第二离子束IB2可以以第六入射角a6辐射到基板100的表面。第五入射角a5可以小于第一入射角a1,并且第六入射角a6可以小于第二入射角a2。第五入射角a5可以实质上等于第六入射角a6,第一离子束IB1和第二离子束IB2之间的对称性可以得到保持。在此情况下,工作台200可以在垂直于基板100的顶表面的方向上向下移动以使其距支撑图案240的距离增大。在工作台200向下移动之后,工作台200可以与支撑部分
240分隔开第六距离d6。第六距离d6可以对应于支撑部分240的底表面和工作台200的顶表面200U之间的垂直距离。第六距离d6可以大于第二距离d2。因此,第一离子束IB1和第二离子束IB2可以辐射到基板100的表面的一个区域r。
[0145] 图17是示出根据本发明构思的另一些实施例的用于产生双向对称的离子束IB1和IB2的离子束设备510的示意图。
[0146] 参照图17,离子束设备510可以包括工艺室514和产生离子束IB1和IB2的源室512。可以在工艺室514中进行利用离子束IB1和IB2的工艺。源室512和工艺室514可以彼此连接。
[0147] 用作离子束IB1和IB2的来源的等离子体可以提供在源室512中。工艺室514可以包括其上装载蚀刻目标基板100的工作台200。电压可以施加到基板100,使得来自等离子体的离子可以以离子束IB1和IB2的形式辐射到基板100。具有电子的鞘层区域520可以限定在等离子体和基板100之间。鞘层区域520中的电子的数目可以少于等离子体中的电子的数目。鞘层区域520可以被称为“等离子体鞘层(plasma sheath)”。
[0148] 绝缘体540可以提供在源室512中。绝缘体540可以例如由
石英、玻璃和硅氮化物中的至少一个形成。绝缘体540可以包括彼此水平分隔开但是设置在距基板100的实质上相同的水平面处的第一绝缘体532和第二绝缘体534。绝缘体540还可以包括第三绝缘体530,第三绝缘体530水平地设置在第一绝缘体532和第二绝缘体534之间并设置在距基板100的比第一和第二绝缘体532和534高的水平面处。尽管未示出,但是当在平面图中观看时第一至第三绝缘体532、534和530的每个可以具有实质上条状的形状。然而,本发明构思不限于此。第一至第三绝缘体532、534和530可以具有各种形状中的任何形状。
[0149] 绝缘体540可以改变等离子体鞘层520中的电场520E的形式以控制等离子体和等离子体鞘层520之间的边界线524的形状。在某些实施例中,等离子体可以提供在基板100之上,并且绝缘体540可以提供在等离子体和基板100之间。绝缘体540可以控制等离子体和等离子体鞘层520之间的边界线524的形状,从而可以控制辐射到基板100的表面的离子束IB1和IB2的入射角。
[0150] 更具体地,从等离子体提供的离子可以分别横穿第一和第三绝缘体532和530之间的边界线524,从而分别通过第一和第三绝缘体532和530之间的间隙区域辐射到基板100,或者可以分别横穿第二和第三绝缘体534和530之间的边界线524,从而分别通过第二和第三绝缘体534和530之间的间隙区域而辐射到基板100。分别横穿第一和第三绝缘体532和530之间的边界线524从而分别通过第一和第三绝缘体532和530之间的间隙区域辐射到基板100的离子可以构成第一离子束IB1。分别横穿第二和第三绝缘体534和530之间的边界线
524从而分别通过第二和第三绝缘体534和530之间的间隙区域辐射到基板100的离子可以构成第二离子束IB2。
[0151] 第一离子束IB1和第二离子束IB2可以分别具有相对于垂直于基板100的顶表面的法线100S测量的第一入射角a1和第二入射角a2,如之前参照图15描述的。第一入射角a1可以实质上等于第二入射角a2,从而第一离子束IB1和第二离子束IB2可以相对于法线100S对称地布置。第一离子束IB1和第二离子束IB2可以实质上同时辐射到基板100的表面的一个区域。该一个区域可以为范围与将形成在基板100上的图案之间的距离相对应的区域。例如,该一个区域可以为范围与如参照图9描述的磁隧道结结构MTJS之间的距离A相对应的区域。第一入射角和第二入射角的每个的范围可以与参照图4至图7描述的相同。
[0152] 根据本发明构思的实施例,当蚀刻目标层采用双向对称的第一和第二离子束图案化时,可以形成一对相邻的图案中的一个图案的第一侧壁和该对图案中的另一个图案的相对的第二侧壁。因此,如果通过第一离子束从第一侧壁去除的蚀刻副产物再沉积在第二侧壁上,这些再沉积的蚀刻副产物可以采用第二离子束去除。同样,通过第二离子束从第二侧壁去除且再沉积在第一侧壁上的蚀刻副产物可以通过第一离子束去除。结果,可以容易地控制图案的侧壁轮廓。
[0153] 此外,当磁存储器件的磁隧道结图案采用双向对称的第一离子束和第二离子束图案化时,一对相邻的磁隧道结图案中的一个磁隧道结图案的第一侧壁和该对相邻的磁隧道结图案中的另一个磁隧道结图案的相对的第二侧壁可以实质上同时形成。因此,如果通过第一离子束来自第一侧壁的蚀刻副产物再沉积在第二侧壁上,则再沉积的蚀刻副产物可以采用第二离子束去除。同样,采用第二离子束从第二侧壁去除的被再沉积在第一侧壁上的蚀刻副产物可以通过第一离子束去除。以此方式,可以最小化磁存储器件的单元缺陷,否则该单元缺陷会由蚀刻副产物引起。因而,可以制造具有优良可靠性的磁存储器件。
[0154] 此外,本发明构思的某些实施例可以提供一种离子束设备,该离子束设备能够实质上同时提供具有双向对称的第一离子束和第二离子束。离子束设备可以包括水平地彼此分隔开并且每个相对于工作台的顶表面倾斜期望角度的第一栅格和第二栅格。第一离子束可以由第一栅格中产生的第一电场引导,第二离子束可以由第二栅格中产生的第二电场引导。第一离子束和第二离子束可以在保持第一和第二离子束之间的对称性的同时辐射到基板的表面。此外,可以改变第一和第二栅格相对于工作台的顶表面的斜度以调整辐射到基板的表面的第一和第二离子束的入射角。因而,离子束设备能够稳定地提供双向对称的第一和第二离子束到基板上,并且还能够控制或调整第一和第二离子束的入射角。
[0155] 图18是示意方框图,示出包括根据本发明构思的实施例产生和构造的半导体存储器件的电子系统1100的示例。
[0156] 参照图18,根据本发明构思的实施例的电子系统1100可以包括
控制器1110、输入/输出(I/O)单元1120、存储器件1130、
接口单元1140和
数据总线1150。控制器1110、I/O单元1120、存储器件1130和接口单元1140中的至少两个可以通过数据总线1150彼此通讯。数据总线1150可以对应于数据通过其传输的路径。
[0157] 控制器1110可以包括
微处理器、数字
信号处理器、
微控制器和具有与其中的任何一个类似的功能的其它逻辑装置中的至少一个。I/O单元1120可以包括键区、
键盘和/或显示装置。存储器件1130可以存储数据和/或指令。如果根据前述实施例的半导体器件被实现为半导体存储器件,则存储器件1130可以包括根据上述实施例构造的至少一个这样的器件。接口单元1140可以发送电数据到通讯网络或可以从通讯网络接收电数据。接口单元1140可以无线地操作或通过
电缆操作。例如,接口单元1140可以包括用于无线通讯的天线或者用于电缆通讯的收发器。尽管没有在附图中示出,但是电子系统1100还可以包括快速DRAM装置和/或快速SRAM装置,它们用作改善控制器1110的运行的
高速缓冲存储器。
[0158] 电子系统1100可以应用于
个人数字助理(PDA)、便携式计算机、网络平板、无线电话、
移动电话、数字音乐播放器、存储卡或其它电子产品。该其它电子产品可以无线地接收或发送信息数据。
[0159] 图19是示意方框图,示出包括根据本发明构思的实施例构造的半导体器件的存储卡1200。
[0160] 参照图19,根据本发明构思的实施例的存储卡1200可以包括存储器件1210。如果上述实施例的半导体器件被实现为半导体存储器件,则存储器件1210可以包括至少一个这样的器件。存储卡1200还可以包括存储器控制器1220,该存储器控制器1220控制主机和存储器件1210之间的数据通讯。
[0161] 存储器控制器1220可以包括控制存储卡1200的全部操作的
中央处理器(CPU)1222。此外,存储器控制器1220可以包括用作CPU 1222的运行存储器的SRAM器件1221。而且,存储器控制器1220还可以包括主机接口单元1223和存储器接口单元1225。主机接口单元1223可以配置为包括存储卡1200和主机之间的数据通讯协议。存储器接口单元1225可以将存储器控制器1220连接到存储器件1210。存储器控制器1220还可以包括错误检查和校正(ECC)
块1224。ECC块1224可以检测并校正从存储器件1210读出的数据的错误。尽管没有示出,但是存储卡1200还可以包括
只读存储器(ROM)器件,该ROM器件存储用于与主机交互的代码数据。存储卡1200可以用作便携式数据存储卡。可选地,存储卡1200可以实现为用作
计算机系统的
硬盘的固态盘(SSD)。
[0162] 尽管已经参照示例实施例描述了本发明构思,但是对于本领域技术人员将是显然的,可以进行各种变化和
修改而没有脱离本发明构思的精神和范围。因此,应当理解,以上实施例不进行限制,而是说明性的。因此,本发明构思的范围通过
权利要求书及其等同物的最宽可允许的解释来确定,而不应另外地受到之前描述的限制或限定。
[0163] 本
申请要求于2014年11月25日在韩国知识产权局提交的韩国
专利申请No.10-2014-0165349的优先权,其公开内容通过引用整体地结合于此。