[发明专利]用于图案化介质中的岛与沟槽的比值优化的工艺

说明书

相关案例

本申请要求享有2009年3月23日提交的美国临时专利申请No.61/162,647的优先权。

技术领域

本发明涉及衬底微制造领域，更具体而言，本发明涉及衬底的构图，例如用于硬盘驱动器的硬盘磁层的构图。

背景技术

衬底的微制造是例如制造半导体、平板显示器、发光二极管(LED)、用于硬盘驱动器(HDD)的硬盘等中采用的公知技术。如所周知的，半导体、平板显示器和LED的制造涉及用于对衬底进行构图的各种步骤。另一方面，硬盘的常规制造，一般称为纵向记录技术，不涉及构图。类似地，用于垂直记录技术的磁盘制造不涉及构图。沉积相当均匀的层，一般由记录头诱发的磁通量交替变化来界定存储单元，每个记录位环绕未构图的磁层之内的多个颗粒。

已经证明，为了保持与其他形式的存储器的竞争力，在面积位密度和成本方面，未构图的磁盘无法满足市场的需求。结果，已经提出应当对下一代磁盘进行构图。据构思，构图工艺可以利用光刻，尽管当前未确定哪种光刻技术可以得到商用，而且仍没有商业系统可用于图案化介质的商业化制造。在光刻技术的竞争者中有干涉光刻、近场光刻和纳米压印光刻(NIL)。尽管利用了光刻技术，一旦光致抗蚀剂被曝光并显影，就需要根据期望的图案蚀刻并制造磁盘。不过，尽管大部分开发工作关注于构图步骤，但在商务可行环境中制造图案化磁盘仍然存在很多障碍。

肯定的是，蚀刻、溅射和其他制造技术是公知的，并且针对半导体、平板显示器、LED等得到了良好发展。不过，这些技术需要与可行的工艺集成在一起，以实现用于HDD的图案化磁盘的商业化制造。此外，与HDD磁盘不同，在所有其他应用中，仅需要蚀刻衬底的一侧，允许吸盘在制造期间从背侧保持衬底。另一方面，需要在两侧制造HDD磁盘，妨碍了吸盘的使用。实际上，在HDD磁盘的制造中，制造系统的任何部分都不可以接触到磁盘的任何表面。而且，尽管HDD制造商期望系统的处理量大约为每小时1000个磁盘，但半导体制造商采用的系统仅具有每小时几十个磁盘的处理量。

现有技术的构图通常由分解成逐个处理和/或蚀刻每个层的步骤构成。典型的工艺序列包括：清除浮渣、通过离子铣削进行碳硬掩模开口，随后通过离子铣削蚀刻磁层，随后去除掩模。以上方法尽管在形成最终被蚀刻磁性特征方面是有效的，但非常麻烦且缓慢。每个步骤的典型工艺时间可能是几分钟直到几十分钟，从而使得这些方法(利用离子铣削的分立步骤)对于快速商业化生产而言不切实际。未解决对于图案化介质的最终目的而言至关紧要的重要占空比问题。

发明内容

包括本发明的以下发明内容以提供对本发明的一些方面和特征的基本理解。该发明内容不是本发明的全面概述，因此不意在特别地确定本发明的重要或关键要素或勾画本发明的范围。其唯一目的是以简化形式提供本发明的一些观念，作为下文给出的更详细说明的前序。

根据本发明的各方面，公开了一种用于制造图案化介质的方法和系统，包括制造图案化介质结构的硬件，其包括碳硬掩模作为光刻工艺的一部分，用于形成用于硬盘驱动器(HDD)的位图案化介质(BPM)或离散磁道记录(DTR)磁盘。

根据本发明的其他方面，在蚀刻室序列中实施工艺步骤序列，实现HDD中图案化介质的岛与沟槽的比值的优化。将各蚀刻和填充步骤分入在连续相继室中执行的工艺，这样与每个室中工艺时间的平衡一起，实现了高产量的高容量制造。在一开始连续碳硬掩模的顶表面上印制光致抗蚀剂之后，使用利用活性蚀刻气体的偏置化学蚀刻对抗蚀剂图案清除浮渣和修整。在完成清除浮渣/硬掩模开口步骤时，在磁层上执行惰性气体溅射蚀刻，在磁盘上获得图案化的磁层。然后执行最终的剥离步骤以去除未蚀刻的磁性岛上残余的压盖抗蚀剂和碳硬掩模。可以通过调节化学蚀刻和溅射蚀刻条件来优化保留在磁盘表面上的有效磁性材料。可以调节的相关工艺条件包括：每个步骤中的压力、偏压、时间和气体类型。根据一个实施例，在化学蚀刻和去除浮渣期间使用含氟气体，例如CF4或具有通式CH_(x)F_(4-x)的气体，包括CHF₃、CH₂F₂、CH₃F等，其中x为整数，在磁层蚀刻期间使用Ar溅射蚀刻。根据一些实施例，在溅射蚀刻步骤期间还向室中流入活性气体。

附图说明