描述了一种用于在基板上形成具有磁特性图案的磁性层的方法和装置。所述方法包括使用金属氮化物硬模层来通过等离子体暴露图案化所述磁性层。所述金属氮化物层是使用纳米压印图案化工艺用氧化硅图案负性材料来图案化的。使用含卤素和氧的远程等离子体来使图案在金属氮化物中，并且在等离子体暴露之后使用腐蚀性的湿式剥离工艺去除所述图案。所有的处理都在低温下进行，以避免热损伤磁性材料。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文描述的实施方式大体涉及用于制造磁性介质的方法和装置。更具体来说，本 文描述的实施方式涉及用于在磁致激活表面中形成磁特性图案的方法和装置。
技术介绍
磁性介质是重要的信息存储装置，所述装置的突出实例是硬盘驱动器和磁性存储 装置（比如MRAM)。磁性介质一般以具有可寻址的磁特性图案的表面为特征，所述磁特性图 案使得能够实现所述表面的可检测性质的局部变化。通常，磁致激活材料的畴是由磁致失 活材料的畴分隔的，以便一个畴的磁特性（比如残留磁性）可变得不同于相邻畴的磁特性。 磁性介质的存储密度随时间推移不可阻挡地上升。当存储密度上升时，可寻址畴 的尺寸减小，并且分隔畴发展成更小。这种趋势造成了维持分隔和畴的可寻址性的挑战。例 如，当磁畴发展成更小且同时更靠近时，维持存在于所述畴中的磁场的可检测分隔变得更 加困难。由于存储密度已经超过了lTb/in2界限，已出现磁性表面的位元图案化作为进一 步高密度化的有希望途径，但是这种途径的畴尺寸小于50nm，所以普通的图案化技术（比 如光刻法）是无用的。 目前使用纳米压印图案化来在磁致激活表面上形成小于50nm的特征结构。将可 固化的掩模材料（通常是无定形碳材料）的膜施加到具有磁致激活表面的基板上。所述膜 通常压印有图案并且随后被固化以形成图案化掩模，所述图案化掩模可具有小于l〇nm的 特征结构。这样的图案化掩模为在磁致激活表面中产生磁特性图案的图案化操作形成了基 础。 硬模往往施加在磁致激活表面与图案化的掩模之间。所述硬模通过蚀穿所述图案 化的掩模而被图案化，并且所述硬模提供了更加稳固的掩模材料，以用于在基板上产生磁 性图案的后续工艺。在很多情况下，用来改变基板磁特性的工艺涉及等离子体注入，等离子 体注入可剥蚀软掩模材料，从而改变在所述软掩模材料中形成的图案。相较于以上所述的 图案化的掩模，所述硬模提供对等离子体环境更好的抵抗。 然而，所述硬模并非完美的。对于非常小的特征结构，在例如等离子体注入图案化 工艺期间观测到的无定形碳硬模的剥蚀足以致使小型畴的磁特性变得无法辨别。因此，存 在对更好的图案化材料、工艺和装置的持续需要，以用于图案化磁性介质。
技术实现思路
本文描述的实施方式公开了一种图案化基板的方法，所述方法包括：在基板的磁 致激活表面上形成金属氮化物膜，图案化所述金属氮化物膜以形成被磁致激活表面的无保 护的畴分隔的磁致激活表面的受保护畴，通过用等离子体处理所述基板来改变所述磁致激 活表面的无保护畴的磁特性，以及去除所述金属氮化物膜以形成具有磁特性图案的基板表 面。所述金属氮化物膜可为氮化钛、氮化铝、氮化钽、氮化钨或者以上各物质的任意组合，并 且可以通过纳米压印工艺、使用对蚀刻所述金属氮化物层的化学品基本上惰性的图案负性 材料（patternnegativematerial)来图案化。随后用腐蚀性的湿式剥离工艺去除所述金 属氮化物层。 本文描述的实施方式还公开了用于在基板上形成具有磁特性图案的磁致激活层 的装置，所述装置包括PVD腔室、物理图案化腔室、蚀刻腔室以及等离子体浸没腔室。所述 装置可为群集工具或者线性构造，并且可包含真空和非真空处理。所述装置还可包括湿式 剥离腔室或模块。【附图说明】 为了能详细理解本专利技术的上述特征，可通过参照实施方式获得上文简要概述的本 专利技术的更具体的描述，一些实施方式图示于附图中。然而，应注意，附图仅图示本专利技术的典 型实施方式，且因此不应被视为对本专利技术范围的限制，因为本专利技术可允许其他等同有效的 实施方式。 图1是流程图，概述根据一个实施方式的在基板中形成磁特性图案的方法。 图2是根据一个实施方式的能够执行图1的全部或部分方法的装置的平面图。 图3是根据另一实施方式的装置的平面图。 图4是根据又另一实施方式的装置的平面图。【具体实施方式】 本专利技术人已经发现了用于在基板上形成磁特性图案的新型工艺，以及用于执行所 述工艺的装置。在其上形成有磁性敏感层的结构基板涂覆有金属氮化物膜，所述金属氮化 物膜被图案化以形成掩模。随后通过暴露至等离子体来处理基板，所述等离子体根据掩模 的图案来改变所述磁性敏感层的磁特性。随后剥离掉所述掩模，留下带有具有磁特性图案 的磁性敏感层的基板。 图1是流程图，概述根据一个实施方式的方法100。所述方法100可用于形成具有 磁特性图案的基板，所述磁特性图案由用具有第二磁特性值的第二多个畴分隔的具有第一 磁特性值的第一多个畴组成，所述第二磁特性值可检测地（detectably)不同于所述第一 值。所述第一多个畴和第二多个畴中的每一畴可具有小于约50nm的尺寸，所述尺寸比如在 约lnm与约25nm之间，例如约10nm。所述磁特性可为矫顽磁性（coercivity)，以使得所述 第一多个畴比所述第二多个畴更易被磁化。 在102处，在结构基板上形成磁性敏感层。所述结构基板通常是几乎不具有磁活 性或磁化率的基板，比如玻璃、塑料、陶瓷、非铁磁性金属或者以上物质的任意组合。实例包 括玻璃-陶瓷复合物、金属合金、铝和聚碳酸酯。所述磁性敏感层通常是通过在所述基板上 用气相沉积工艺沉积磁性敏感材料而形成的。所述磁性敏感材料可形成为多层，每一层具 有相同或不同的组成。在一个实施方式中，在所述基板上形成第一层软磁材料，比如铁或铁 /镍合金，以及在所述第一层上形成第二层磁性材料，比如钴/镍/铂合金。可用本领域已 知的任何合适的方法形成这些层，所述方法比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、通过电化学或者无电手段进行镀覆及类似方法。所述磁性敏 感层通常形成至小于约1Um的厚度，并且可形成至不超过将形成在所述基板上的特征结 构尺寸的约两倍的厚度。例如，如果磁性图案将具有l〇nm的临界尺寸，那么所述磁性敏感 层可形成为具有仅仅20nm的厚度。大部分实施方式中所述磁性敏感层的典型厚度是在约 5nm与约lOOnm之间。所形成的层通常具有均匀的磁特性，比如矫顽磁性。 在104处，在所述磁性敏感层上形成图案掩模层。所述图案掩模层是用具有相当 大的密度以在后续磁性图案化工艺期间抵抗离子穿透的材料形成的，所述掩模层能用不损 伤下层的磁性敏感层的低温工艺移除，所述掩模层能承受蚀刻后清洁工艺而不损害图案清 晰度，并且较好地粘附至在形成图案掩模层之前可形成在所述磁性敏感层上的任何保护性 材料，以及较好地粘附至纳米压印抗蚀材料（比如碳）。可使用金属氮化物，比如氮化钛、氮 化铝、氮化钽、氮化钨以及以上物质的组合。也可使用碳。 所述图案掩模层可用任何便利的工艺形成，所述工艺可在不会实质上改变所述磁 性敏感层的磁特性的温度下操作，所述温度比如小于约200°C，例如在约0°C与约150°C之 间，比如约l〇〇°C。示例性工艺包括气相沉积工艺，比如CVD(化学气相沉积）和PVD(物理 气相沉积），所述CVD可为等离子体增强的。如上所述的金属氮化物层或混合的金属氮化物 层可具有从所述金属氮化物层的化学计量组成在约10%的范围内变化的组成。 所述图案掩模层将最终充当掩模层以用于离子注入工艺，因此所述图案掩模层的 厚度被选择成防止离子穿透所述层。当所述图案掩模层被图案化时，下层的磁性敏感层的 部分通过未被覆盖或仅用图案掩模本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种图案化基板的方法，所述方法包括：在所述基板的磁致激活表面上形成金属氮化物膜；图案化所述金属氮化物膜以形成用所述磁致激活表面的无保护畴分隔的所述磁致激活表面的受保护畴。通过用等离子体处理所述基板来改变所述磁致激活表面的所述无保护畴的磁特性；和去除所述金属氮化物膜以形成所述基板的具有磁特性图案的表面。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗曼·古科，史蒂文·韦尔韦贝克，亚历山大·康托斯，阿道夫·米勒·艾伦，凯文·莫雷斯，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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