通過為硬盤驅(qū)動器圖案化媒體應用c摻雜的磁性媒體的去磁的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所述的實施例提供用于通過將離子通過壓印的氧反應掩模注入到磁性基板的磁致激活表面來處理磁性基板，和通過將基板暴露于含氧等離子體來去除掩模的方法和設(shè)備，所述磁性基板具有形成在所述磁性基板上的壓印的、氧反應掩模，其中離子不降低掩模的氧反應性。掩?？梢允菬o定形碳，通過所述無定形碳，含碳離子被注入到磁致激活表面中。也可包含氫的含碳離子可通過激活烴氣和氫氣的混合物形成。氫氣與烴氣之比可被選擇或調(diào)整以控制離子注入。
【專利說明】通過為硬盤驅(qū)動器圖案化媒體應用C摻雜的磁性媒體的去磁
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文描述的實施例涉及制造磁性媒體的方法。更具體地說，本文所述的實施例涉及通過等離子體曝光圖案化磁性媒體。
【背景技術(shù)】
[0002]磁性媒體被用于各種電子裝置中，所述電子裝置諸如硬盤驅(qū)動器(hard diskdrive ；HDD)和磁阻隨機存取存儲器(magnetoresistive random access memory ；MRAM)裝置。硬盤驅(qū)動器是用于計算機和相關(guān)裝置的特別的存儲媒體。硬盤驅(qū)動器可見于大部分臺式計算機和膝上型計算機中，且硬盤驅(qū)動器也可見于許多消費者電子裝置中，所述電子裝置諸如媒體記錄器和播放器，和用于收集和記錄數(shù)據(jù)的工具。硬盤驅(qū)動器也被部署在網(wǎng)絡(luò)存儲器的陣列中。磁阻隨機存取存儲器裝置被用于各種非易失性存儲器裝置中，所述裝置諸如閃存驅(qū)動器裝置和動態(tài)隨機存取存儲器(dynamic random access memory ；DRAM)裝置。
[0003]磁性媒體裝置使用磁場存儲和檢索信息。硬盤驅(qū)動器中磁盤被配置有磁疇，所述磁疇分別地通過磁頭可尋址。磁頭移動到接近于磁疇且改變磁疇的磁性以記錄信息。為了恢復所記錄的信息，磁頭移動到接近于磁疇且檢測磁疇的磁性。磁疇的磁性通常被解釋為對應于兩個可能狀態(tài)中的一個狀態(tài)，所述兩個狀態(tài)為“O”狀態(tài)和“I”狀態(tài)。以這種方法，數(shù)字信息可被記錄在磁性媒體上且之后恢復。
[0004]磁性存儲媒體通常包含非磁性玻璃、復合玻璃/陶瓷，或具有磁化材料的金屬基板，所述磁化材料的厚度在約IOOnm和約I μ m之間且通過沉積工藝沉積在所述金屬基板上，所述沉積工藝通常是物理氣相沉積(physical vapor deposition ；PVD)或化學氣相沉積(chemical vapor deposition)工藝。在一個工藝中，包含鈷和鉬的層被派射沉積在結(jié)構(gòu)基板上以形成磁致激活層。磁化層通常被沉積以形成圖案，或在沉積之后被圖案化，以使得裝置表面具有磁化率的區(qū)域，所述磁化率的區(qū)域散布有通過磁性不活躍區(qū)域的量子自旋的取向所命名的所述磁性不活躍區(qū)域。在不同自旋取向相交的區(qū)域處，存在被稱為布洛赫壁(Bloch wall)的區(qū)域，在所述區(qū)域中，自旋取向經(jīng)歷從第一取向到第二取向的過渡。因為布洛赫壁占據(jù)增大的總磁疇部分，所以過渡區(qū)域的寬度限制信息存儲的面密度。
[0005]為了克服由于在連續(xù)磁性薄膜中的布洛赫壁寬度的限制，各疇可由非磁性區(qū)域(所述區(qū)域的寬度可窄于在連續(xù)磁性薄膜中的布洛赫壁的寬度)物理上分離。用于在媒體上產(chǎn)生離散磁性和非磁性區(qū)域的常規(guī)方法已關(guān)注于彼此完全分離的單獨位磁疇，所述方法通過將磁疇沉積為分離的島狀物或通過從連續(xù)磁性薄膜去除材料以物理分離磁疇來進行。圖案化掩?？杀粦糜诜谴判曰?，且磁性材料被沉積在非磁性基板的暴露部分上方，或磁性材料可在掩模和圖案化之前被沉積，然后在暴露部分中被蝕刻掉。通過一個方法，非磁性基板被通過蝕刻或劃線而外形上圖案化，且磁化材料通過旋涂或電鍍而沉積。然后，磁盤被拋光或平面化以暴露磁疇周圍的非磁性邊界。在某些情況下，磁性材料被以圖案化方式沉積以形成通過非磁性區(qū)域分離的磁性顆粒或磁性點。
[0006]預期這些方法產(chǎn)生能夠支持多達約lTB/in2的數(shù)據(jù)密度的存儲結(jié)構(gòu)，所述存儲結(jié)構(gòu)具有尺寸小至20nm的各個疇。所有這些方法通常產(chǎn)生媒體的顯著表面粗糙度。改變基板的外形可能成為限制，因為典型硬盤驅(qū)動器的讀寫頭可距磁盤表面接近2nm而懸置。因此，需要圖案化具有高分辨率且不改變媒體外形的磁性媒體的工藝和方法，和用于執(zhí)行有效地進行大批量制造的工藝或方法的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本文所述的實施例提供通過將離子通過壓印的氧反應掩模注入到磁性基板的磁致激活表面來處理磁性基板的方法，所述磁性基板具有形成在所述磁性基板上的壓印的、氧反應掩模，其中離子不降低掩模的氧反應性。掩模是通過將基板暴露于含氧等離子體而去除。掩?？梢允菬o定形碳，通過所述無定形碳，含碳離子被注入到磁致激活表面中。也可包含氫的含碳離子可通過激活烴氣和氫氣的混合物形成。氫氣與烴氣之比可被選擇或調(diào)節(jié)以控制離子注入。
[0008]本文所述的實施例還提供處理具有磁化表面和在所述磁化表面上形成的經(jīng)壓印、氧反應的阻擋層材料的基板的方法，所述處理方法通過以下步驟進行:將基板布置在處理腔室中的基板支撐件上；在處理腔室外部形成激活的氣體混合物；將激活的氣體混合物流入處理腔室中；將基板暴露于激活的氣體混合物；通過施加電偏壓于基板而將來自激活的氣體混合物離子通過阻擋層材料中的開口、孔或類似溝槽結(jié)構(gòu)注入磁化表面中；和將基板暴露于激活的含氧氣體以去除阻擋層材料，其中離子不降低阻擋層材料的氧反應性。激活的氣體混合物可以是通過將射頻功率施加于包含碳和氫的氣體混合物而形成的循環(huán)等離子體。氫與碳之比可被調(diào)整或選擇以控制離子注入。
[0009]本文所述的進一步實施例提供形成圖案化磁性基板的方法，所述方法通過以下步驟進行:在基板的磁致激活表面上形成圖案化光刻膠，其中所述圖案化光刻膠限定磁致激活表面的暴露部分和未暴露部分；將基板暴露于碳等離子體；將來自碳等離子體的碳離子注入到磁致激活表面的暴露部分中；和通過將基板暴露于氧等離子體來去除圖案化光刻膠。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]因此，以可詳細地理解本發(fā)明的上述特征的方式，可參考實施例獲得上文簡要概述的本發(fā)明的更特定描述，所述實施例中的一些實施例圖示在附圖中。然而，應注意，附圖僅圖示本發(fā)明的典型實施例且因此不將附圖視為限制本發(fā)明的范疇，因為本發(fā)明可允許其他同等有效的實施例。
[0011]圖1是概述根據(jù)一個實施例的一種方法的流程圖。
[0012]圖2是可操作以實踐本文所述的方法的處理腔室的透視圖。
[0013]為了便于理解，在可能的情況下，已使用相同元件符號來指定對諸圖共用的相同元件?？梢灶A期，在一個實施例中公開的元件可在無需特定敘述的情況下有利地用于其他實施例。【具體實施方式】
[0014]本文所述的實施例通常提供用于在基板上形成具有磁性的圖案的方法和設(shè)備。基板通常是諸如鋁的金屬，或玻璃；且基板可以是金屬合金或諸如玻璃/陶瓷混合物的復合玻璃物質(zhì)。基板通常涂覆有磁化材料，所述磁化材料提供用于磁性圖案化的媒體。磁化材料可以多層形成，每層具有相同或不同成分。在一個實施例中，具有低矯頑性磁性材料(諸如鐵或鐵/鎳合金)的第一層被形成在基底基板之上，且具有較高矯頑性磁性材料(諸如鈷/鎳/鉬合金)的第二層被形成在所述第一層之上。這些層可由本技術(shù)中已知的任何適當方法形成，所述方法諸如物理氣相沉積，或濺射、化學氣相沉積、等離子體增強化學氣相沉積、旋涂、通過電化學的電鍍或無電鍍手段，和類似方法。
[0015]光刻膠材料被形成在磁化表面之上，并且圖案化工藝被用以在光刻膠材料中形成物理圖案。圖案化工藝通常是壓印或接觸沖壓或印刷工藝，但圖案化工藝也可以是平版印刷或其他化學工藝。圖案化工藝從光刻膠材料形成掩模，在光刻膠材料中產(chǎn)生諸如孔或類溝槽結(jié)構(gòu)這樣的開口，同時其他區(qū)域仍由光刻膠材料所覆蓋，所述孔或類溝槽結(jié)構(gòu)暴露磁化表面的某些區(qū)域以便后續(xù)處理。在一些實施例中，暴露區(qū)域可完全暴露；而在其他實施例中，可留下覆蓋暴露區(qū)域的光刻膠材料的薄層。
[0016]若需要，可在磁化表面和光刻膠材料之間使用硬掩模材料。在某些情況下，硬掩?？赡茉谧⑷牍に嚻陂g對圖案偏移更具有抗性。硬掩模是使用光刻膠材料作為掩模而圖案化，且隨后，硬掩模被用于注入磁化表面。
[0017]粒子被通過掩模的開口注入到基板的磁化表面中，以干擾和/或改變暴露區(qū)域中的磁化表面的磁性，同時受保護的區(qū)域不變。掩模形成阻擋層材料，所述阻擋層材料大體上防止粒子到達基板的受保護區(qū)域，同時允許粒子滲透于基板的暴露區(qū)域中。對磁化表面的結(jié)構(gòu)變化改變了原子自旋軸，改變了受影響區(qū)域中的局部磁性。以此方式，在基板表面中形成磁性圖案，所述圖案與掩模圖案匹配。粒子通常被形成為離子，且所述粒子通過施加電場，例如通過將基板偏壓，而朝向基板加速。當粒子朝向基板行進時，粒子可被部分地或完全地中和。
[0018]磁化表面的外形通過圖案化工藝大體上不變，因為大量的材料尚未從磁化表面添加或去除。在許多應用中，保持磁化表面的外形非常重要，因為讀/寫結(jié)構(gòu)通常非常接近于移動的磁性存儲表面而懸置，在某些情況下，以5nm或更少的高度懸置。在這些應用中，夕卜形變化可產(chǎn)生存儲表面和讀/寫結(jié)構(gòu)之間的增加的碰撞。
[0019]掩模通常在注入工藝之后被去除。通常使用化學去除工藝。為了避免降低可以是硬掩模材料的掩模材料對化學侵蝕的敏感性，注入粒子被選擇以與掩模化學上相容，或使用類似化學過程對侵蝕敏感，以便掩模材料中的高濃度的注入粒子不使掩模難以去除。
[0020]隨著注入粒子被導向基板，一些注入粒子注入掩模中，或沉積在掩模上。所述注入和沉積可產(chǎn)生圖案偏移，因為注入離子扭曲光刻膠材料的原子結(jié)構(gòu)且因為沉積改變掩模的輪廓。為了控制在注入期間的這種圖案偏移，注入材料被選擇，所述注入材料與光刻膠材料結(jié)構(gòu)上相容，或結(jié)構(gòu)上不無關(guān)，以最小化對光刻膠材料的結(jié)構(gòu)破壞。另外，注入材料可被選擇，當注入材料被沉積在掩模上時易于去除。
[0021]圖1是概述根據(jù)一個實施例的一種方法的流程圖。在102處，圖案化光刻膠被形成在基板的磁致激活表面上?；蹇梢允蔷哂写胖录せ畋砻娴娜魏位?，諸如如上所述的任何基板。磁致激活基板是具有可測量磁特性的任何基板，所述磁特性諸如磁性、磁化率，或矯頑磁力，所述磁特性使基板可磁化至任何實質(zhì)程度，或指示從表面發(fā)出的磁場或磁力的存在。磁致激活表面可以是磁化表面，或具有磁性或剩磁的表面，或具有矯頑磁力的表面，所述矯頑磁力沒有高至抵抗大體上所有磁化。在磁性存儲裝置中用作存儲媒體的材料全部是磁致激活材料和磁化材料，所述材料可根據(jù)本文所述的方法處理。
[0022]光刻膠可通過接觸手段或化學手段圖案化。光刻膠可通過與固體模板直接接觸而物理上壓印，或通過使用諸如光刻這樣的化學方法壓印。壓印光刻膠通常由材料制成，必要時，所述材料可通過在略高于室溫的溫度下軟化而物理地壓低、成形、沖壓或以圖案壓印。無定形碳、無定形硫和焊料是所述材料的實例。也可使用在壓印圖案之后可硬化的可固化聚合物。圖案化光刻膠形成掩模，所述掩模暴露基板表面的一些區(qū)域和覆蓋其他區(qū)域。
[0023]光刻膠材料通常是沒有磁致激活的材料，且光刻膠材料易受化學侵蝕以便光刻膠可在圖案化之后去除。例如，無定形碳和碳基聚合物是氧反應材料的實例，所述氧反應材料可使用氧化學過程，例如通過暴露于諸如氧等離子體或其他含活性氧混合物的含氧氣體而剝離。
[0024]如上所述，光刻膠材料可被形成在硬掩模材料上。碳硬掩模材料將通過化學過程可去除，所述化學過程可去除含碳光刻膠材料。碳硬掩模可通過碳沉積工藝形成，且碳硬掩?？赏ㄟ^使用光刻膠作為掩模而圖案化。圖案化工藝通常使用也可能侵蝕光刻膠材料的化學過程，以便光刻膠材料可涂覆有材料，所述材料對用于蝕刻硬掩模的化學過程不反應。在碳硬掩模和碳光刻膠材料的情況下，氧化硅層可被覆蓋沉積在圖案化光刻膠材料之上，且隨后氧化硅層被蝕刻以暴露光刻膠圖案的頂部。暴露的光刻膠可隨后使用氧化學過程或其他適當化學過程通過碳硬掩模而被蝕刻以暴露磁化層。
[0025]在104處，基板被暴露于注入氣體。注入氣體被選擇以化學上或結(jié)構(gòu)上與光刻膠材料相容，以使得將來自注入氣體的材料并入光刻膠材料中不會顯著地扭曲光刻膠材料的微觀結(jié)構(gòu)，或改變所述光刻膠材料對后續(xù)去除的敏感性。如果使用碳基光刻膠材料，那么注入氣體可以是含碳氣體，以便進入光刻膠材料的來自氣體的碳原子或含碳離子或粒子將不會產(chǎn)生錯位，所述錯位大體上使光刻膠材料膨脹或以其他方式扭曲掩模圖案。例如，因為碳和氫與碳光刻膠材料結(jié)構(gòu)上不無關(guān)，所以注入氣體可以是氫和烴的混合物。
[0026]在106處，來自注入氣體的粒子被通過掩模的開口注入到磁致激活表面中。通常，注入氣體被激活以產(chǎn)生離子，所述離子可通過施加電場，例如通過施加電偏壓于基板而朝向基板加速。當離子朝向基板行進時，所述離子可被完全地或部分地中和，以便注入的粒子可以是離子、諸如自由基的中性粒子，或上述兩者的混合物。粒子穿過掩模，直接地或通過從圖案化工藝留下的薄的光刻膠材料剩余層注入到暴露區(qū)域中的磁致激活表面中。注入粒子破壞磁致激活表面的原子結(jié)構(gòu)，根據(jù)光刻膠的圖案改變暴露區(qū)域中的磁致激活表面的一或多個磁性?？梢赃@種方法獲得具有從Inm到50nm的尺寸的表面中的各域的磁性的可測量差異。
[0027]來自注入氣體的粒子還與光刻膠材料相互作用，沉積在光刻膠材料表面上的光刻膠材料上或注入在所述光刻膠材料中，所述光刻膠材料平行于磁致激活表面，垂直于磁致激活表面，以及與磁致激活表面成所有其他角度。為了控制由于注入氣體與光刻膠材料的相互作用導致的任何圖案偏移，材料可通過包括具有注入氣體的凈化氣體從掩模表面去除。在上述實例中，氫氣可被用作碳的凈化氣體。沉積在含碳光刻膠上，在掩模的厚區(qū)域上，在掩模的薄區(qū)域上，或直接沉積在掩模開口中的基板表面上的含碳粒子可通過與注入氣體中的氫氣的反應被凈化。碳與氫之比(無論按體積、質(zhì)量，或原子當量)可通過控制對圖案的任何改變而被調(diào)整或選擇以控制注入。
[0028]在108處，光刻膠材料被使用干法剝離工藝去除。光刻膠材料暴露于氣體，光刻膠材料與所述氣體反應以形成自腔室去除的易揮發(fā)材料。根據(jù)本文所述的方法，注入氣體被選擇以免大量地降低光刻膠材料的化學敏感性。繼續(xù)上文的實例，如果無定形碳或碳聚合物被用作光刻膠材料，且碳離子和/或碳氫離子被用于注入，那么光刻膠材料保持對氧侵蝕的敏感性，且光刻膠材料可通過暴露于氧氣而輕易地去除，所述氧氣可被例如通過電離成為等離子體而激活，以加速去除工藝。如果使用相容性組合物的硬掩模，那么硬掩模也可以相同剝離工藝去除。例如，如果碳硬掩模與碳光刻膠材料一起使用，那么碳硬掩模與碳光刻膠材料兩者可在單個剝離工藝期間去除。
[0029]如上所述的工藝通常在低溫下進行以避免對基板磁性的熱修改?；鍦囟韧ǔ１槐３衷诘陀诩s150°C。因為注入工藝通常升高被處理的基板溫度，所以通常使用冷卻。如本技術(shù)中已知，基板可在經(jīng)冷卻的基板支撐件上被處理，或基板可通過停止注入和允許基板冷卻而被周期性地冷卻。注入氣體可通過當注入氣體流經(jīng)基板表面時收集來自基板的熱量來協(xié)助冷卻基板，或可使用單獨的冷卻氣體。如果需要，可增加氣體流量以加速冷卻工藝。
[0030]在一個實施例中,基板涂覆有聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate ;PVA),圖案被通過與模板接觸而物理地壓印到聚醋酸乙烯酯中?；迨卿X盤，所述鋁盤具有在PVD工藝中沉積在所述鋁盤上的約I μ m厚的CoPtNi合金層。聚醋酸乙烯酯被旋涂到基板上，且模板在PVA硬化之前與PVA層接觸。PVA在與模板接觸時變堅固，且在模板去除之后完全硬化，產(chǎn)生圖案化光刻膠。圖案化光刻膠具有厚區(qū)域和薄區(qū)域，所述厚區(qū)域和所述薄區(qū)域?qū)诨宓谋Ｗo區(qū)域和基板的暴露區(qū)域。厚區(qū)域通常在約50nm和約IOOnm厚之間，而薄區(qū)域通常在約Inm和約IOnm厚之間。
[0031]如果需要,碳硬掩?？赏ㄟ^使用PVD、CVD,或等離子體增強化學氣相沉積(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition ；PECVD)工藝沉積無定形碳層，在 CoPtNi 合金層和PVA之間形成。如果使用碳硬掩模，那么碳硬掩?？稍谛纬蓤D案化光刻膠之后通過下面的步驟而圖案化:使用PVD、CVD或PECVD工藝在圖案化光刻膠之上沉積氧化硅層，使用諸如HF的氟化學品蝕刻氧化硅層以暴露光刻膠，且隨后灰化光刻膠和碳硬掩模以暴露CoPtNi合金層。
[0032]基板位于等離子體處理腔室中的基板支撐件上?？蓮募永Ｄ醽喼菔タ死?Santa Clara, California)的應用材料公司(Applied Materials, Inc.)獲得的 P3i? 腔室可用于本文所述的等離子體處理。激活的氣體混合物被提供至接近于基板表面的處理區(qū)域。激活的氣體混合物是烴氣的混合物，諸如甲烷或乙烷的混合物；或烴類的組合；和諸如氫氣或氫元素的氫氣。也可包括諸如氦的惰性氣體。激活的氣體混合物在處理腔室外部通過將氣體混合物暴露于電磁場來激活，所述氣體混合物具有一或多個烴類、選擇性地氫氣，和選擇性地惰性氣體；所述電磁場諸如電場、磁場，或組合的電場和磁場(即，電磁福射)。電磁能可以射頻功率、直流功率，或微波輻射的形式，和其他形式施加。產(chǎn)生離子，且激活的氣體混合物流入處理腔室以與基板相互作用。[0033]在一個實施例中，甲烷氣體是以40sccm的流量提供，其中同時在單個腔室中處理十四個兩英寸的圓盤。甲烷氣體是在400W的感應射頻源中激活且流入處理腔室中。按照甲烷與氫氣的體積比值為約0.1和約5.0之間，諸如在約1.0和約4.0之間，例如約2.5包括氫氣。按照甲烷與氦氣的體積比值為約0.1和約5.0之間，諸如在約1.0和約4.0之間，例如約2.5包括氦氣。在氣體混合物中也可以包括CF4，且甲烷與CF4的體積比值為約1.0和約10.0之間，諸如在約3.0與約8.0之間，例如約5.5。在氣體混合物中也可以包括B2H6,且甲烷與B2H6的比值在約2.0和約3.0之間。
[0034]在激活氣體中的甲烷與氫氣之比可被調(diào)整或選擇以通過控制掩模中的圖案偏移來控制注入工藝。由于來自激活的氣體混合物的碳沉積在掩模上或注入到掩模中，所以來自激活的氣體混合物的氫氣與掩模表面上松馳結(jié)合的碳反應以形成易揮發(fā)物種。如果需要，增加氫氣的量加速從掩模的材料去除工藝，控制圖案的尺寸偏移。
[0035]接近于基板建立電場，以將離子朝向基板表面加速。烴類離子朝向基板表面行進，且穿透掩模的開口以撞擊暴露區(qū)域中的磁致激活材料。烴類離子注入于基板表面的受保護區(qū)域上方的掩模中，或沉積在所述掩模上。繼續(xù)上述實例，電場是施加到基板支撐件的射頻偏壓，所述射頻偏壓在約7kV和約IOkV之間，諸如在約7.5kV和約9.5kV之間，例如約
8.5kV。處理腔室中的壓力被保持在約6mTorr至15mTorr的范圍中。
[0036]注入進行達60秒至120秒，產(chǎn)生在約IxlO17個離子/cm2和約IxlO18個離子/cm2之間的劑量。監(jiān)控基板的溫度。如果溫度在處理期間接近130 T，那么可停止對活性氣體混合物的暴露，和對基板的偏壓以允許基板冷卻。在處理期間通常避免高溫，以避免熱破壞基板的磁性。氣流可在不激活氣體混合物的情況下通過處理腔室而持續(xù)，以將熱量攜帶離開基板。在一個實施例中，僅例如氦氣的惰性氣流在冷卻工藝期間持續(xù)。為了加速冷卻工藝，可以增加通過腔室的氣流。例如，氦氣可以50sLm的流量流過腔室達約10秒以冷卻基板。在冷卻期間之后，如果需要，基板可被再次暴露于活性氣體混合物以繼續(xù)注入。注入和冷卻步驟可在一個周期中重復任何次數(shù)，直至所需注入完成為止。
[0037]碳掩模可通過將基板暴露于含氧氣體而去除。含氧氣體可被激活且可形成等離子體，所述等離子體可以是氧等離子體。包含氧氣和選擇性地氫氣和CF4的氣體混合物可被通過暴露于來自如上所述的感應射頻源的磁場來激活。取決于含氧氣體與碳掩模的反應性，基板通常被暴露于含氧氣體在約30秒和約5分鐘的時間之間。
[0038]在如上所述的注入工藝106期間，材料可聚集在內(nèi)腔室表面上。所述材料可在如上所述的光刻膠去除工藝108期間去除。每一基板或一批基板可被過剝離以確保在處理下一基板或批次之前腔室表面完全地被清潔，或腔室可在執(zhí)行數(shù)個注入工藝之后被清潔。在碳注入實施例中，在通過任何適當工藝的注入處理之前，腔室清潔可通過以氧化硅時效處理腔室表面而改進。如果需要，那么光學傳感器可被部署以決定腔室清潔工藝的終點。當覆蓋氧化硅的碳，或任何其他注入材料被去除時，光學傳感器可檢測反射或發(fā)射光譜中的差異。
[0039]其他材料可用于磁性圖案化的掩模和注入。例如，物理圖案化的氧化硅層可通過接近室溫的液體Si (OH)4的硅烷過氧化物沉積，與模板接觸，且升溫至100 T和150 T之間的溫度以聚合來形成。在氧化硅層完全硬化之前，模板被去除。硅可隨后用于以氫氣和/或氟氣控制的硅沉積，以與如上所述的工藝類似的工藝通過圖案化氧化硅層注入?？杀患せ畹暮琀F氣體可隨后用于去除氧化硅掩模。通常，使用與注入材料結(jié)構(gòu)上和化學上相容的掩模材料給予在注入期間最小的圖案偏移和控制確實發(fā)生的任何圖案偏移，和對化學侵蝕的可預測的敏感性，以便掩?？稍谧⑷胫筝p易地去除。
[0040]圖2是可用以實踐本文所述的任何方法的處理腔室200的等距視圖。圖2的腔室可用于執(zhí)行離子注入程序，但也可用于在不注入的情況下以高能離子淋浴基板。處理腔室200包括腔室主體202，所述腔室主體202具有包圍處理區(qū)域204的底部224、頂部226和側(cè)壁222?；逯谓M件228是從腔室主體202的底部224被支撐，且基板支撐組件228適合于容納用于處理的基板206。氣體分配板230被耦接到腔室主體202的頂部226，面向基板支撐組件228。泵送口 232被限定在腔室主體202中，且被耦接到真空泵234。真空泵234被通過節(jié)流閥236耦接至泵送口 232。工藝氣體源252被耦接到氣體分配板230，以為在基板206上執(zhí)行的工藝供應氣體前驅(qū)物化合物。
[0041]在圖2中所示的腔室200進一步包括等離子體源290。等離子體源290包括安裝在腔室主體202的頂部226外側(cè)的一對單獨的外部凹角導管240、240’，所述凹角導管240、240’垂直于彼此或正交于彼此布置。第一外部導管240具有第一端240a，所述第一端240a通過在頂部226中形成的開口 298耦接到腔室主體202中的處理區(qū)域204的第一側(cè)中。第二端240b具有耦接到處理區(qū)域204的第二側(cè)中的開口 296。第二外部凹角導管240b具有第一端240a’和第二端240b’，所述第一端240a’具有耦接到處理區(qū)域204的第三側(cè)中的開口 294，所述第二端240b’具有至處理區(qū)域204的第四側(cè)中的開口 292。在一個實施例中，第一和第二外部凹角導管240、240’被配置以彼此正交，從而提供每一外部凹角導管240、240’的兩個端部240a、240a’和240b、240b’，所述每一外部凹角導管240、240’圍繞腔室主體202的頂部226的周邊以大約90度間隔布置。外部凹角導管240、240’正交配置允許等離子體源橫跨處理區(qū)域204均勻地分布?？梢灶A期，第一和第二外部凹角導管240、240’可具有用于控制處理區(qū)域204中的等離子體分布的其他配置。
[0042]磁性可滲透環(huán)狀核心242、242’圍繞外部凹角導管240、240’的相應一個導管的一部分。導電線圈244、244’通過各個阻抗匹配電路或元件248、248’被耦接到各個射頻電源246、246’。每一外部凹角導管240、240’是由絕緣環(huán)形圈250、250’中斷的空心導電管，所述絕緣環(huán)形圈250、250 ’分別地中斷在各個外部凹角導管240、240 ’的兩個端部240a、240b (和240a’、204b’)之間的另外連續(xù)的電氣路徑。在基板表面處的離子能量是由射頻偏壓發(fā)生器254控制，所述射頻偏壓發(fā)生器254通過阻抗匹配電路或元件256耦接到基板支撐組件228。
[0043]包括從工藝氣體源252供應的氣體化合物的工藝氣體被通過頂部氣體分配板230引入到處理區(qū)域204中。射頻電源246被從功率施加器(即核心和線圈242、244)耦接到在導管240中供應的氣體，如此在第一閉合環(huán)形路徑中產(chǎn)生循環(huán)等離子體電流；電源246’可被從另一功率施加器(即，核心和線圈242’、244’)耦接至第二導管240’中的氣體，如此在第二閉合環(huán)形路徑中產(chǎn)生循環(huán)等離子體電流，所述第二閉合環(huán)形路徑橫向于(例如，正交)于第一環(huán)形路徑。第二環(huán)形路徑包括第二外部凹角導管240’和處理區(qū)域204。在每一路徑中的等離子體電流在各個射頻電源246、246’的頻率下振蕩(例如，反向)，所述頻率可相同或稍微彼此偏移。
[0044]使用圖2的裝置，本文所述的方法可通過在處理腔室外部形成激活的氣體混合物和將激活的氣體混合物流入處理腔室以施加于布置在所述處理腔室中的基板或多個基板而被處理。激活的氣體可被形成為循環(huán)等離子體，所述循環(huán)等離子體接近基板而流過腔室，以使得施加于基板的電偏壓可從循環(huán)等離子體捕獲離子。循環(huán)等離子體可具有環(huán)形形狀，且可形成一個以上循環(huán)等離子體。例如，如果使用兩個感應電源，那么兩個循環(huán)等離子體可形成。
[0045]雖然上文是針對本發(fā)明實施例，但是可在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下設(shè)計本發(fā)明的其他和進一步實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種形成圖案化磁性基板的方法，包含: 在基板的磁致激活表面上形成圖案化光刻膠，其中所述圖案化光刻膠限定所述磁致激活表面的暴露部分； 將所述基板暴露于碳等離子體； 將來自所述碳等離子體的碳離子注入到所述磁致激活表面的所述暴露部分中；和 通過將所述基板暴露于氧等離子體來去除所述圖案化光刻膠。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述碳等離子體包含烴類和氫氣的混合物。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖案化光刻膠包含高厚度的區(qū)域和低厚度的區(qū)域，且低厚度的所述區(qū)域覆蓋所述磁致激活表面的所述暴露部分。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖案化光刻膠包含無定形碳。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，所述方法進一步包含:將所述基板的溫度保持在約150°C之下。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中將所述基板的溫度保持低于約150°C包含:當所述基板的所述溫度是130°C或更高時，停止將所述基板暴露于所述碳等離子體；通過將惰性氣體橫跨所述基板流動而冷卻所述基板；且重復將所述基板暴露于所述碳等離子體和將碳離子注入至所述基板中。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述暴露、注入和冷卻被順序地重復，直到所述基板獲得所需磁性圖案為止。
8.—種處理具有形成在磁性基板上的壓印的、氧反應掩模的磁性基板的方法,包含: 使用壓印的氧反應掩模將離子注入到磁性基板的磁致激活表面中，以在所述磁致激活表面上限定圖案，其中所述離子不降低所述掩模的氧反應性；和通過將所述基板暴露于含氧等離子體來去除所述掩模。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述掩模包含無定形碳，且所述粒子源自于烴氣。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述注入包含將所述磁致激活表面暴露于循環(huán)等離子體，所述循環(huán)等離子體由包含烴氣的氣體混合物形成。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述注入包含由所述烴氣形成循環(huán)等離子體。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述離子包含碳和氫。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氣體混合物進一步包含B2H6。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述氣體混合物進一步包含氫氣。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述氫氣與所述烴氣之比被選擇或調(diào)節(jié)以控制所述離子注入。
【文檔編號】G11B5/127GK103975388SQ201280060754
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】馬丁·希爾金, 羅曼·古科, 馬修·D·斯科特奈伊-卡斯特, 彼得·I·波爾什涅夫 申請人:應用材料公司