用于氧化硅化学气相沉积光刻胶平坦化的方法技术

本发明专利技术实施例提供用于形成供磁性媒体中使用的图案化磁性层的方法和设备。根据本案实施例，通过低温化学气相沉积形成的氧化硅层用以在硬掩模层中形成图案，且图案化硬掩模用以通过等离子体离子注入形成图案化磁性层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景
本专利技术实施例通常涉及用于制造磁性媒体的设备和方法。更具体地说，本专利技术实施例涉及用于图案化磁性媒体上的磁性敏感层的设备和方法。现有技术的描述磁性媒体被用于各种电子装置中，所述电子装置诸如硬盘驱动器(hard diskdrive ；HDD)和磁阻随机存取存储器(magnetoresistive random access memory ；MRAM)装置。磁性媒体装置使用磁畴存储和检索信息。硬盘驱动器通常包括磁盘形式的磁性媒体，所述磁盘具有分别地通过磁头可寻址的磁畴。磁头移动到接近于磁畴且改变磁畴的磁性以记录信息。为了恢复所记录的信息，磁头移动到接近于磁畴且检测磁畴的磁性。磁畴的磁性通常被解释为对应于两个可能状态中的一个状态，所述两个状态为“O”状态和“ I”状态。以这种方法，数字信息可被记录在磁性媒体上且之后恢复。磁性媒体通常包含非磁性玻璃、复合玻璃/陶瓷，或金属基板，所述金属基板具有形成在金属基板上的磁性敏感层。磁性敏感层通常被图案化以使得磁性媒体的表面具有磁化率区域，所述磁化率区域与磁性不活动区域散布。传统地，磁性敏感层是通过压印光刻胶层以在磁性敏感层之上形成图案且将压印的光刻胶层充当掩模注入磁性敏感层来图案化。然而，对于此传统方法存在若干问题。因为压印光刻胶层的目标在于留下小的光刻胶柱以形成图案，在卸下压印模之后，小的光刻胶柱有时被错误地随着压印模而除去，从而产生缺陷。适用于图案压印的光刻胶通常是弱的聚合物，所述聚合物可能被通过后续处理条件而损坏。另外，因为压印工艺限制光刻胶的厚度，所以可能无法使用用于承受后续处理条件的较大厚度的光刻胶。因此，存在改善磁性媒体制造的图案化工艺的需要。
技术实现思路
本专利技术实施例通常涉及用于形成图案化磁性层的设备和方法。本专利技术的一个实施例提供用于形成图案化磁性层的方法。所述方法包含在沉积在基板上的磁性敏感层之上的硬掩模层中形成图案，且将能量朝向基板导向以改变磁性敏感层的磁性以形成图案化磁性层。本专利技术的一个实施例提供用于形成图案化磁性层的方法。所述方法包含在具有磁性敏感层和硬掩模层的基板上形成图案化光刻胶层，所述硬掩模层在所述磁性敏感层之上；通过化学气相沉积在图案化光刻胶层之上沉积氧化硅层以填充图案化光刻胶层之内的通孔；且回蚀刻氧化硅层以暴露光刻胶层。所述方法进一步包含去除光刻胶层以形成氧化硅层的图案，使用氧化硅层的图案蚀刻硬掩模层，且将能量朝向基板导向以改变磁性敏感层的磁性以形成图案化磁性层。本专利技术的另一实施例提供用于形成图案化磁性层的系统。系统包含:第一工具，所述第一工具包含化学气相沉积腔室和蚀刻腔室的至少一个腔室；第二工具，所述第二工具包含一或多个等离子体离子浸入注入腔室。系统进一步包含:基板翻转工具，被配置以翻转基板；和履带组件，具有用于在第一工具、第二工具和基板翻转工具之间传递基板的机械手。【附图说明】因此，以可详细地理解本专利技术的上述特征的方式，可参考实施例获得上文简要概述的本专利技术的更特定描述，所述实施例中的一些实施例图示在附图中。然而，应注意，附图仅图示本专利技术的典型实施例且因此不将附图视为限制本专利技术的范围，因为本专利技术可允许其他同等有效的实施例。图1是根据本专利技术的一个实施例的用于形成图案化磁性层的一个方法的流程图。图2A至图2G是在图1的方法的各个阶段处的基板的示意侧视图。图3是根据本专利技术的一个实施例的系统布置的平面图。图4是根据本专利技术的另一实施例的系统布置的平面图。为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同元件符号来指定对诸图共用的相同元件。可以预期，在一个实施例中公开的元件可在无需特定叙述的情况下有利地用于其他实施例。【具体实施方式】本专利技术实施例提供用于为磁性媒体形成图案化磁性层的方法和设备。根据本案实施例，氧化硅层用以形成图案化硬掩模层，且图案化硬掩模层用以通过等离子体注入来图案化磁性敏感层。具体而言，预期图案的负像是使用光刻胶层首先形成在硬掩模层之上，所述硬掩模层被沉积在磁性敏感层上。负像可通过诸如压印的传统方法形成。随后，氧化硅层被沉积在图案化光刻胶层之上，填充光刻胶层中的通孔。氧化硅层是通过低温工艺形成，低温工艺诸如化学气相沉积(CVD)工艺，以避免损坏光刻胶层和磁性敏感层。然后，氧化硅层被回蚀刻以暴露光刻胶层。光刻胶层然后被去除，在硬掩模层之上留下氧化硅图案。使用作用为掩模的图案化氧化硅蚀刻硬掩模层。然后，磁性敏感层根据硬掩模层和氧化硅层的图案被图案化。图1是根据本专利技术的一个实施例的概述用于形成图案化磁性层的方法100的流程图。根据方法100，氧化硅是通过由光刻胶层形成的负像而图案化，且氧化硅被用以图案化硬掩模以便形成图案化磁性层。在方块110中，图案化光刻胶层被形成在具有磁性敏感层和硬掩模层的基板上，所述硬掩模层形成在所述磁性敏感层之上。基板通常包括具有结构性很强的材料的基底层，所述材料诸如金属、玻璃、陶瓷，或上述材料的组合。对于磁性媒体，通常使用磁性不渗透的或仅具有非常弱的顺磁性且对磁性敏感层具有良好粘着性的基板，所述基板例如铝、玻璃或碳复合材料的基板。磁性敏感层可由一或多个铁磁材料形成。磁性敏感材料可以多层形成，每层具有相同或不同成分。磁性敏感层可包含一或多个元素，所述一或多个元素选自由以下各项组成的组:钴、钼、镍、钥、铬、钽、铁、铽和钆。磁性敏感层可由任何适当的方法形成，所述方法诸如物理气相沉积，或溅射、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、旋涂、通过电化学的电镀或无电镀手段，和类似方法。形成在磁性敏感层之上的硬掩模层可以是在低温下形成的碳膜，所述温度诸如低于150°C的温度，以便磁性敏感层在硬掩模层的形成期间不受损。光刻胶层可包含诸如环氧树脂或热塑性聚合物的可固化材料，所述材料将在被固化之前流动，且将在固化之后在图案化工艺期间对下层提供保护。光刻胶层可通过旋涂方法形成。光刻胶层是使用模板通过物理压印而图案化。或者，光刻胶层可使用适用于形成小特征的任何工艺图案化，所述工艺诸如电子束、离子束或分子束写入。在光刻胶材料中形成的图案通常产生由光刻胶材料的薄层，或无光刻胶材料覆盖的硬掩模层部分，和由光刻胶材料的厚层覆盖的其他部分。厚光刻胶层可具有在约50nm和约150nm之间，诸如在约60nm和约IOOnm之间，例如约80nm的厚度。光刻胶层中的图案是预期图案的负像，以便用于磁性敏感层上。负像比预期图案较不易受到损坏，因为代替使光刻胶柱剩余，图案化光刻胶层具有光刻胶去除的柱。在方块120中，氧化硅层被沉积且填充在图案化光刻胶层中。氧化硅层是通过低温沉积方法形成，以避免对磁性敏感层和图案化光刻胶层的热损害。低温化学气相沉积(CVD)可用以形成氧化硅层。氧化硅层通常在小于约150°C的温度下形成，诸如在约20°C和约100°C的温度之间，或在约30°C和约80°C的温度之间，例如在约70°C的温度下形成。氧化娃层可使用PRODUCERK CVD或原子层沉积(atomic layer deposition ；ALD)腔室，或等离子体离子浸入注入(P3i)腔室形成，所述腔室可购自Applied Materials, Inc (应用材料公司)。在CVD工艺期间，含硅前驱物被流入处理腔室以在基板上共形地沉积含硅半层，覆盖在掩模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于形成图案化磁性层的方法，包含：在沉积在基板上的磁性敏感层之上的硬掩模层中形成图案；和将能量朝向所述基板导向以改变所述磁性敏感层的磁性，以形成图案化磁性层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.23 US 61/563,1371.一种用于形成图案化磁性层的方法，包含: 在沉积在基板上的磁性敏感层之上的硬掩模层中形成图案；和 将能量朝向所述基板导向以改变所述磁性敏感层的磁性，以形成图案化磁性层。2.如权利要求1所述的方法，其中在所述硬掩模中形成图案包含: 在所述硬掩模层之上形成具有氧化硅层的所述图案；和 使用所述氧化硅层的所述图案蚀刻所述硬掩模层。3.如权利要求2所述的方法，其中形成具有氧化硅层的所述图案包含: 在所述硬掩模层之上的光刻胶层中形成反向图案； 使用氧化硅填充在所述光刻胶层中的所述反向图案，和形成所述氧化硅层； 回蚀刻所述氧化硅层以暴露所述光刻胶层；和 去除所述光刻胶层以形成具有所述氧化硅层的所述图案。4.如权利要求3所述的方法，其中沉积所述氧化硅层包含:通过执行化学气相沉积工艺沉积所述氧化硅层。5.如权利要求4所述的方法，其中所述化学气相沉积工艺是在低于约150°C的温度下执行。6.如权利要求5所述的方法，其中所述温度在约20°C至约100°C之间。7.如权利要求6所述的方法，其中所述温度在约30°C至约80°C之间。8.如权利要求3所述的方法，其中执行所述化学气相沉积工艺包含: 流动含硅前驱物以...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·韦尔韦贝克，罗曼·古科，夏立群，石美仪，金宇，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US