磁性设备制造方法技术

一种用于制造磁性设备的方法，其获得足够的处理精度而不增加掩模去除步骤。使用选自由Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ及其氧化物或氮化物组成的组中的一个，在磁性层（１５）上形成第一掩模层（２２）。使用Ｒｕ或Ｃｒ在第一掩模层上形成第二掩模层（２３）。在第二掩模层上形成抗蚀图（ＲＭ）。通过利用抗蚀图使用包含氧气的反应性气体在第二掩模层上执行反应性离子蚀刻形成第二掩模图案（２３Ａ）。通过利用第二掩模图案使用包含卤素气体的反应性气体在所述第一掩模层上执行反应性离子蚀刻形成第一掩模图案（２２Ａ）。通过利用第一掩模图案使用包含氧气的反应性气体在所述磁性层上执行反应性离子蚀刻形成磁性图案（１５Ａ）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制造磁性设备的方法。
技术介绍
过渡金属材料的磁特性在例如硬盘驱动器(HDD)、磁阻抗随机存储器(MRAM)、和 磁性传感器的各种类型磁性设备中得到了广泛的利用。在用于制造这种磁性设备的技术 中，已经要求具有更高密度的信息存储器和更高精度的传感器。结果，已经积极开发用于最 小化磁性图案的处理技术。在现有技术中，作为用于微处理磁性薄膜的蚀刻技术，已经采用 了在磁性薄膜上执行物理蚀刻的离子研磨，以及在磁性薄膜上执行物理化学处理的反应性 离子蚀刻。在离子研磨中，通过对着磁性薄膜撞击氩等离子部分地迫使一部分磁性薄膜离开 其的表面来蚀刻薄膜。在离子研磨中，蚀刻的目标是离子对着撞击的整个区域。因此，难以 获得蚀刻选择性，限制了磁性图案的最小化。相反，在反应性离子蚀刻中，磁薄膜放置在反 应性气体的等离子体中，并且通过在磁性材料和反应性气体之间的物理化学反应来去除磁 薄膜。这允许反应性离子蚀刻与离子研磨相比具有高的蚀刻选择性。在用于磁薄膜的反应性离子蚀刻中，O2和Cl2的混合气体或CO和NH3的混合气体 作为反应性气体使用。在用于磁薄膜的微处理技术中，为了提高磁薄膜相对于掩模的选择 比例，在现有技术(例如专利文件1-4)中已经提出了具有高抗蚀性的材料用于这样的反应 性气体。在专利文件1-3中，金属层形成在磁薄膜与抗蚀图之间，通过使用抗蚀图蚀刻金 属层形成硬掩模，并且通过使用硬掩模蚀刻磁薄膜形成磁性图案。专利文件1建议使用包 括Ti，Mg，Al，Ge, Pt，Pd，或其合金的材料的任意一种作为硬掩模的材料。专利文件2使用 当转化为氮化物或碳化物时其熔点或沸点上升的金属(例如Ta，W，Zr, Hf等)。专利文件 3使用Ti，Al，Ta，W, Co, Mo, Cu，Ni, Fe及其氧化物、氮化物、氟化物、硼化物和碳化物。专利 文件1-3选择上述掩模材料并且增加在CO-NH3系统和O2-Cl2系统中的选择比例。在专利文件4中，掩模原始层和金属层首先形成在磁薄膜和抗蚀图之间，通过使 用抗蚀图蚀刻金属层形成第二硬掩模，并且通过使用第二硬掩模蚀刻掩模原始层形成第一 硬掩模。通过利用第一硬掩模蚀刻磁性薄膜形成磁性图案。专利文件4提高了在抗蚀图、 金属层和原始层这些层之间的选择比例。这也提高了磁性层相对于原始层的选择比例，并 且提高了磁性图案的处理精度。图8A到8D是处理流程图，表示一种用于制造用作垂直磁记录类HDD的磁盘的方 法。在磁盘制造方法中，首先，磁性层52、保护层53、硬掩模层M和抗蚀图RM从基板51的 上表面侧依次堆叠，如图8A所示。例如，当分别选择CoCrPt-SiA和Ti作为磁性材料和掩 模材料时，具有150纳米膜厚度的抗蚀图RM和具有20纳米膜厚度的硬掩模层被堆叠在具 有20纳米膜厚度的磁性层52上。保护层53是用于在蚀刻硬掩模层M时保护磁性层52 的薄膜层，并且是例如具有几个纳米膜厚度的类钻碳(DLC)层。参考图8B，在硬掩模层M上执行使用抗蚀图RM的反应性离子蚀刻。参考图8C， 通过灰化抗蚀图RM形成硬掩模Ma。然后，参考图8D，在保护层53和磁性层52上使用硬 掩模5 执行反应性离子蚀刻以形成磁性图案52a。这样，当磁性图案5 具有小于或等于100纳米的设计尺度(线宽和空间宽)时， 抗蚀图RM的等离子体抗蚀性急剧变低。这样提高了抗蚀图RM的变形，并且硬掩模5 变 成锥形。结果，磁性图案5 侧面表面变得相对于基板51的主表面倾斜(例如倾斜70°或 更少)。结果，不能获得用于执行垂直磁性记录的足够处理精度。专利文件4提出了具有堆叠结构的硬掩模，但没有彻底地讨论在抗蚀图RM、硬掩 模层M和磁性层52之间的蚀刻选择性。而且，专利文件4没有彻底讨论用于蚀刻处理的 掩模材料。另外，在专利文件4中，当掩模层增加，用于去除掩模的步骤数量增加。这样降 低了磁性设备的生产率。专利文件1 日本特许申请公开第11-175927号专利文件2 日本特许申请公开第2002-38285号专利文件3 日本特许申请公开专利号第2002-510142号专利文件4 日本特许申请公开第2001-2^508号
技术实现思路
本专利技术提供一种用于制造磁性设备的方法，其获得足够处理精度而不会增加掩模 去除步骤的数量。一种用于制造磁性设备的方法的一个方面包括在基板上形成磁性层的步骤、使用 选自由Ti，Ta, W及其氧化物或氮化物组成的组中的一个在磁性层上形成第一掩模层的步 骤、使用Ru或Cr在所述第一掩模层上形成第二掩模层的步骤、在所述第二掩模层上形成抗 蚀图、通过利用所述抗蚀图作为掩模使用包含氧气的反应性气体在所述第二掩模层上执行 反应性离子蚀刻形成第二掩模图案的步骤、通过利用第二掩模图案作为掩模使用包含卤素 气体的反应性气体在所述第一掩模层上执行反应性离子蚀刻形成第一掩模图案的步骤、以 及通过利用第一掩模图案作为掩模使用包含氧气的反应性气体在所述磁性层上执行反应 性离子蚀刻形成磁性图案。附图说明图1是表示磁记录介质的截面视图2是表示磁记录介质的制造方法的流程图3是表示磁记录介质的制造方法的流程图4是表示磁记录介质的制造方法的流程图5是表示磁记录介质的制造方法的流程图6是表示磁记录介质的制造方法的流程图7是表示Ru膜和Ti膜的蚀刻率的视图8A-8D是表示制造磁记录介质的方法的现有技术实例的流程图。附图标记说明RM 抗蚀图，10 作为磁性设备的磁盘，11 :基板，15 作为磁性层的记录层，15A 作为磁性图案的记录图案，22 第一掩模层，22A 第一掩模图案，23 第二掩模层，23A 第二掩 模图案具体实施例方式现在将参考图1讨论作为磁性设备的一个实施例的磁记录介质。磁记录介质是使 用垂直磁记录技术的磁盘，例如离散轨道介质或图案轨道介质。图1是原理性示出磁盘10 一部分的截面侧视图。在图1中，磁盘10具有在其上堆叠基础层12、软磁层13、定向层14、作为磁性层的 记录层15A、非磁性图案16A、保护层17和润滑层18的基板11。基板11可以是非磁性基 板，例如Al基板或玻璃基板。基础层12是用于减轻基板11的表面粗糙度的缓冲层，并且可以起到增强玻璃等 基板以及获得在基板11和软磁层13之间的粘度的层的作用。基本层12也起到种子层的 作用，其确定上层的晶体定向并且界定堆叠的软磁层13的定向。基础层12可以是包含选 自由Ta，Ti，W，和Cr组成的组中的至少一种的非晶体或微晶体合金，或者可以是其堆叠膜。软磁层13是具有软磁特性的磁性层，并且增强记录图案15A的垂直定向。作为软 磁层13，可以使用包含选自由Fe，Co，Ni，Al，Si，Ta，Ti，Zr, Hf，V, Nb，C，和B组成的组中 的至少一种的非晶体或微晶体合金，或其合金的堆叠膜。定向层14是确定记录图案15A的晶体定向的层。作为定向层14，可以使用例如 Ru，Ta，Pt，MgO等的单层结构或Ru，Ta，堆叠在MgO上的多层结构等。记录图案15A形成独立于数据轨道的层，其用于记录和重新记录，并且包括平行 于基板11的表面的上表面。记录图案15A在数据区域和伺服区域具有不同的形状和尺寸。 图1示出了具有相等节宽的数据区域，以便于磁盘10堆叠结构的描述。为了提高表面记录 密度，优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造磁性设备的方法，包括步骤：在基板上形成磁性层；使用选自由Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ及其氧化物和氮化物组成的组中的任意一种在所述磁性层上形成第一掩模层；使用Ｒｕ或Ｃｒ在所述第一掩模层上形成第二掩模层；在所述第二掩模层上形成抗蚀图；通过使用所述抗蚀图作为掩模用包含氧气的反应性气体在所述第二掩模层上执行反应性离子蚀刻形成第二掩模图案；通过使用所述第二掩模图案作为掩模用包含卤素气体的反应性气体在所述第一掩模层上执行反应性离子蚀刻形成第一掩模图案；以及通过使用所述第一掩模图案作为掩模用包含氧气的反应性气体在所述磁性层上执行反应性离子蚀刻形成磁性图案。

【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：山本直志，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP