用于氧化硅化學氣相沉積光刻膠平坦化的設備和方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供用于形成供磁性媒體中使用的圖案化磁性層的方法和設備。根據本案實施例，通過低溫化學氣相沉積形成的氧化硅層用以在硬掩模層中形成圖案，且圖案化硬掩模用以通過等離子體離子注入形成圖案化磁性層。
【專利說明】用于氧化硅化學氣相沉積光刻膠平坦化的設備和方法
[0001]發(fā)明背景【技術領域】
[0002]本發(fā)明實施例通常涉及用于制造磁性媒體的設備和方法。更具體地說，本發(fā)明實施例涉及用于圖案化磁性媒體上的磁性敏感層的設備和方法。
[0003]現有技術的描述
[0004]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動器(hard diskdrive ；HDD)和磁阻隨機存取存儲器(magnetoresistive random access memory ；MRAM)裝置。磁性媒體裝置使用磁疇存儲和檢索信息。硬盤驅動器通常包括磁盤形式的磁性媒體，所述磁盤具有分別地通過磁頭可尋址的磁疇。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，數字信息可被記錄在磁性媒體上且之后恢復。
[0005]磁性媒體通常包含非磁性玻璃、復合玻璃/陶瓷，或金屬基板，所述金屬基板具有形成在金屬基板上的磁性敏感層。磁性敏感層通常被圖案化以使得磁性媒體的表面具有磁化率區(qū)域，所述磁化率區(qū)域與磁性不活動區(qū)域散布。
[0006]傳統(tǒng)地，磁性敏感層是通過壓印光刻膠層以在磁性敏感層之上形成圖案且將壓印的光刻膠層充當掩模注入磁性敏感層來圖案化。然而，對于此傳統(tǒng)方法存在若干問題。因為壓印光刻膠層的目標在于留下小的光刻膠柱以形成圖案，在卸下壓印模之后，小的光刻膠柱有時被錯誤地隨著壓印模而除去，從而產生缺陷。適用于圖案壓印的光刻膠通常是弱的聚合物，所述聚合物可能被通過后續(xù)處理條件而損壞。另外，因為壓印工藝限制光刻膠的厚度，所以可能無法使用用于承受后續(xù)處理條件的較大厚度的光刻膠。
[0007]因此，存在改善磁性媒體制造的圖案化工藝的需要。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明實施例通常涉及用于形成圖案化磁性層的設備和方法。
[0009]本發(fā)明的一個實施例提供用于形成圖案化磁性層的方法。所述方法包含在沉積在基板上的磁性敏感層之上的硬掩模層中形成圖案，且將能量朝向基板導向以改變磁性敏感層的磁性以形成圖案化磁性層。
[0010]本發(fā)明的一個實施例提供用于形成圖案化磁性層的方法。所述方法包含在具有磁性敏感層和硬掩模層的基板上形成圖案化光刻膠層，所述硬掩模層在所述磁性敏感層之上；通過化學氣相沉積在圖案化光刻膠層之上沉積氧化硅層以填充圖案化光刻膠層之內的通孔；且回蝕刻氧化硅層以暴露光刻膠層。所述方法進一步包含去除光刻膠層以形成氧化硅層的圖案，使用氧化硅層的圖案蝕刻硬掩模層，且將能量朝向基板導向以改變磁性敏感層的磁性以形成圖案化磁性層。
[0011]本發(fā)明的另一實施例提供用于形成圖案化磁性層的系統(tǒng)。系統(tǒng)包含:第一工具，所述第一工具包含化學氣相沉積腔室和蝕刻腔室的至少一個腔室；第二工具，所述第二工具包含一或多個等離子體離子浸入注入腔室。系統(tǒng)進一步包含:基板翻轉工具，被配置以翻轉基板；和履帶組件，具有用于在第一工具、第二工具和基板翻轉工具之間傳遞基板的機械手。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]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)明的范圍，因為本發(fā)明可允許其他同等有效的實施例。
[0013]圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的用于形成圖案化磁性層的一個方法的流程圖。
[0014]圖2A至圖2G是在圖1的方法的各個階段處的基板的示意側視圖。
[0015]圖3是根據本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)布置的平面圖。
[0016]圖4是根據本發(fā)明的另一實施例的系統(tǒng)布置的平面圖。
[0017]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】
[0018]本發(fā)明實施例提供用于為磁性媒體形成圖案化磁性層的方法和設備。根據本案實施例，氧化硅層用以形成圖案化硬掩模層，且圖案化硬掩模層用以通過等離子體注入來圖案化磁性敏感層。具體而言，預期圖案的負像是使用光刻膠層首先形成在硬掩模層之上，所述硬掩模層被沉積在磁性敏感層上。負像可通過諸如壓印的傳統(tǒng)方法形成。隨后，氧化硅層被沉積在圖案化光刻膠層之上，填充光刻膠層中的通孔。氧化硅層是通過低溫工藝形成，低溫工藝諸如化學氣相沉積(CVD)工藝，以避免損壞光刻膠層和磁性敏感層。然后，氧化硅層被回蝕刻以暴露光刻膠層。光刻膠層然后被去除，在硬掩模層之上留下氧化硅圖案。使用作用為掩模的圖案化氧化硅蝕刻硬掩模層。然后，磁性敏感層根據硬掩模層和氧化硅層的圖案被圖案化。
[0019]圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的概述用于形成圖案化磁性層的方法100的流程圖。根據方法100，氧化硅是通過由光刻膠層形成的負像而圖案化，且氧化硅被用以圖案化硬掩模以便形成圖案化磁性層。
[0020]在方塊110中，圖案化光刻膠層被形成在具有磁性敏感層和硬掩模層的基板上，所述硬掩模層形成在所述磁性敏感層之上。基板通常包括具有結構性很強的材料的基底層，所述材料諸如金屬、玻璃、陶瓷，或上述材料的組合。對于磁性媒體，通常使用磁性不滲透的或僅具有非常弱的順磁性且對磁性敏感層具有良好粘著性的基板，所述基板例如鋁、玻璃或碳復合材料的基板。
[0021]磁性敏感層可由一或多個鐵磁材料形成。磁性敏感材料可以多層形成，每層具有相同或不同成分。磁性敏感層可包含一或多個元素，所述一或多個元素選自由以下各項組成的組:鈷、鉬、鎳、鑰、鉻、鉭、鐵、鋱和釓。磁性敏感層可由任何適當的方法形成，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。
[0022]形成在磁性敏感層之上的硬掩模層可以是在低溫下形成的碳膜，所述溫度諸如低于150°C的溫度，以便磁性敏感層在硬掩模層的形成期間不受損。
[0023]光刻膠層可包含諸如環(huán)氧樹脂或熱塑性聚合物的可固化材料，所述材料將在被固化之前流動，且將在固化之后在圖案化工藝期間對下層提供保護。光刻膠層可通過旋涂方法形成。光刻膠層是使用模板通過物理壓印而圖案化。或者，光刻膠層可使用適用于形成小特征的任何工藝圖案化，所述工藝諸如電子束、離子束或分子束寫入。
[0024]在光刻膠材料中形成的圖案通常產生由光刻膠材料的薄層，或無光刻膠材料覆蓋的硬掩模層部分，和由光刻膠材料的厚層覆蓋的其他部分。厚光刻膠層可具有在約50nm和約150nm之間，諸如在約60nm和約IOOnm之間，例如約80nm的厚度。光刻膠層中的圖案是預期圖案的負像，以便用于磁性敏感層上。負像比預期圖案較不易受到損壞，因為代替使光刻膠柱剩余，圖案化光刻膠層具有光刻膠去除的柱。
[0025]在方塊120中，氧化硅層被沉積且填充在圖案化光刻膠層中。氧化硅層是通過低溫沉積方法形成，以避免對磁性敏感層和圖案化光刻膠層的熱損害。低溫化學氣相沉積(CVD)可用以形成氧化硅層。氧化硅層通常在小于約150°C的溫度下形成，諸如在約20°C和約100°C的溫度之間，或在約30°C和約80°C的溫度之間，例如在約70°C的溫度下形成。氧
化娃層可使用PRODUCERK CVD或原子層沉積(atomic layer deposition ；ALD)腔室，或等離子體離子浸入注入(P3i)腔室形成，所述腔室可購自Applied Materials, Inc (應用材料公司)。
[0026]在CVD工藝期間，含硅前驅物被流入處理腔室以在基板上共形地沉積含硅半層，覆蓋在掩模區(qū)域和無掩模區(qū)域中的圖案化光刻膠層，包括圖案化光刻膠層的垂直表面和水平表面。然后，反應性含氧氣體被弓I入處理腔室且與含硅半層反應以產生共形氧化硅層。含硅前驅物和反應性含氧氣體可被循環(huán)地流入處理腔室以在多個薄層中形成氧化硅層，從而避免形成空隙。
[0027]用于沉積氧化硅層的適當前驅物包括可在如上所述的低溫下和在用于CVD工藝的低壓下保持為氣相的那些前驅物。對使用遠程等離子體被活化而敏感的前驅物也是適用的。
[0028]二(二乙氨基)娃燒(Bis (diethylamino) silane ；BDEAS)可被用作用于形成氧化硅層的含硅前驅物。BDEAS可以在約5sccm和約IOOOsccm之間的流量被引入腔室中。例如氦的可選載氣可以在在約lOOsccm和約20000sCCm之間的流量被引入腔室中。到腔室中的BDEAS的流量與氦的流量的比率是約1:1或更大，諸如在約1:1和約1:100之間。當BDEAS被流入腔室中以沉積氧化硅層時，腔室壓力可大于約5mT0rr，諸如在約1.8托和約100托之間，且在處理腔室中的基板支撐件的溫度可在約10°C和約100°C之間。更具體而言，溫度在約30°C和約80°C之間。BDEAS可被流入腔室中達足以沉積一層的時間段，所述層具有在約5 A和約200 A之間的厚度。例如，BDEAS可被流入腔室中達約0.1秒和約60秒之間的時間。
[0029]含氧前驅物可以是臭氧/氧氣混合物。例如，可按在約IOOsccm和約20000sccm之間的流量，將在氧氣中的臭氧體積百分比為約0.5%至約10%的臭氧/氧氣混合物引入處理腔室。臭氧/氧氣混合物可通過與加熱腔室表面接觸而活化，所述加熱腔室表面諸如腔室壁、氣體分布器或噴頭，所述腔室壁、氣體分布器或噴頭被控制在約70°C和約300°C之間的溫度下，例如在約100°C和約180°C之間的溫度下。當臭氧/氧氣被流入腔室中時，腔室壓力可在約5m Torr和約IOOTorr之間，且腔室中的基板支撐件的溫度可在約10°C和約100°C之間，例如在約30°C和約80°C之間。
[0030]其他適當含硅前驅物可選自由以下各物質組成的組:八甲基化環(huán)四硅氧烷(OMCTS)、甲基二乙氧基硅烷(MDEOS)、二(叔丁基氨基)硅烷(BTBAS)、二( 二乙氨基)硅烷(BDEAS)、三(二甲氨基)硅烷(TDMAS)、二(二甲氨基)硅烷(BDMAS)、二(乙基-甲氨基)硅烷(BEMAS)、硅酸甲酯(TMOS)、三甲基硅烷(TMS)、正硅酸乙酯(TEOS)，和上述物質的組合。
[0031]其他適當的含氧前驅物可以是臭氧，所述臭氧與通過遠程等離子體源產生的活性氧自由基混合。遠程等離子體可通過將氧氣提供至遠程等離子體發(fā)生器，且將頻率為
13.56MHz和/或350KHz和功率在約50W和約3，OOOW之間的射頻功率耦接至遠程等離子體發(fā)生器中而形成。
[0032]在替代實施例中，使用活性氧物種和含硅前驅物的ALD工藝可用于形成氧化硅層，以便填充圖案化光刻膠層。在ALD工藝中，提供含硅前驅物至處理腔室且允許含硅前驅物沉積在基板表面上，直到所有沉積部位被浸透為止。然后，提供活性氧物種至處理腔室以與沉積在基板表面上的硅前驅物反應，以形成共形氧化硅層。隨后，使用凈化氣體將腔室凈化，從處理腔室大體上去除所有含氧物種。重復層形成循環(huán)，直到達到目標厚度為止。用于ALD工藝的適當含硅前驅物可選自由以下各物質組成的組:二氯甲硅烷(DCS)、三氯硅烷(TCS)、四氯化硅、二溴硅烷、四溴化硅、BDEAS, 0MCTS、三甲硅烷基胺(TSA)、硅烷、乙硅烷和上述物質的組合。
[0033]選擇性地，在沉積氧化硅之前，可對具有圖案化光刻膠層的基板執(zhí)行使用氧氣反應性離子蝕刻的除渣工藝。除渣工藝從基板表面去除顆?；蚱渌廴疚?。
[0034]在方塊130中，使用反應性離子蝕刻工藝以回蝕刻氧化硅層，直到暴露圖案化光刻膠層為止。含氟等離子體可用于回蝕刻氧化硅層以暴露光刻膠層。例如，將一氟化四碳(CF4)氣體提供至包含基板的等離子體腔室。CF4氣體被通過施加諸如射頻能量的離解能量遠程或原位地激活以產生含氟等離子體?？墒褂酶袘入x子體源將RF能量耦接至CF4氣體中。在不損壞光刻膠層的情況下，含氟等離子體可回蝕刻氧化硅層。諸如
的其他材料也可用于產生含氟等離子體。
[0035]在方塊140中，反應性離子蝕刻工藝可用于去除圖案化光刻膠層，所述圖案化光刻膠層在硬掩模層之上的氧化硅層中形成圖案。在不損壞氧化硅層的情況下，氧化氣體的等離子體可用于去除光刻膠層。適當氧化氣體可以是02、03、no3、CO或h2o。
[0036]在方塊150中，氧化硅層中的圖案被復制到下部的硬掩模層，以暴露磁性敏感層部分以便后續(xù)處理。在不損壞圖案化氧化硅和磁性敏感層的情況下，氧化氣體的等離子體可用于去除暴露的硬掩模層。適當氧化氣體可以是02、03、NO3、CO或H2O。
[0037]可在單個操作中使用相同的氧化氣體等離子體執(zhí)行方塊140中的光刻膠層的去除和在方塊150中的硬掩模層的圖案化。[0038]在方塊160中，能量被朝向基板表面導向以改變無掩模區(qū)域中的磁性敏感層的磁性。能量可作為離子，作為中性粒子，或作為輻射傳遞。離子可為具有低原子計數的小離子，每一原子計數諸如小于約10個原子，例如分子離子；或離子可為各具有約10個原子或10個以上原子的大離子，例如大分子離子或簇離子。中性粒子可以是如上所述的任何類型的離子的中和物種，或中性粒子可以是自由基物種。輻射可以是激光或電子束輻射。因為對磁性敏感層掩模的硬掩模層和氧化硅層比傳統(tǒng)使用的光刻膠圖案具有增加的密度和厚度，具有增加的平均動能的高能物種可用于改變基板的磁性。
[0039]在方塊170中，剩余硬掩模層可通過反應性離子蝕刻工藝去除。在不損壞磁性敏感層的情況下，可使用諸如02、03、N03、CO或H2O的氧化氣體的等離子體來去除剩余硬掩模層。
[0040]如上所述的本發(fā)明的實施例包括代替光刻膠層使用氧化硅層作為圖案化掩模的新穎技術。使用低溫CVD工藝以便填充圖案化表面且形成平坦化氧化硅層替代了傳統(tǒng)的旋涂技術。
[0041]通過使用氧化硅作為掩模以在硬掩模層上形成圖案，本發(fā)明實施例提供優(yōu)于磁性敏感層的傳統(tǒng)圖案化工藝的若干優(yōu)點。根據本發(fā)明實施例形成的氧化硅和硬掩模圖案與傳統(tǒng)光刻膠圖案相比更加堅固，因為在處理環(huán)境中，氧化硅層和硬掩模層物理上且化學上強于傳統(tǒng)聚合物光刻膠。在不限制光刻膠壓印工藝的情況下，硬掩模圖案也可以增加的厚度制造，因為較厚的掩?？赏ㄟ^沉積用于硬掩模層的較厚薄膜制造。圖案的增加的厚度降低了圖案的缺陷且提高了磁性媒體的品質，因為較厚的掩模很可能在注入工藝期間承受離子轟擊。
[0042]圖2A至圖2G是根據圖1的方法100的在處理的各個階段的基板202的示意側視圖。在圖2A中，磁性敏感層204被形成在基板202上。碳硬掩模層206被形成在磁性敏感層204之上。圖案化光刻膠層208被形成在碳硬掩模層206上。圖案化光刻膠層208中的圖案是預期用于磁性敏感層204上的圖案的負像，如對于圖1的方法100的方塊110所述。在圖案化光刻膠層208中，通過壓印工藝形成多個通孔209。
[0043]在圖2B中，氧化硅層210被形成在圖案化光刻膠層208之上且填充通孔209。氧化硅層210可溢出通孔209以便圖案化光刻膠層208位于氧化硅層210的頂表面212之下。氧化硅層210可由如方法100的方塊120中所述的低溫CVD工藝形成。
[0044]在圖2C中，回蝕刻氧化硅層210，直到暴露圖案化光刻膠層208為止?；匚g刻工藝可通過反應性離子蝕刻工藝執(zhí)行，如在方法100的方塊130中所述。在回蝕刻之后，頂表面214可大體上平坦,所述頂表面214包括光刻膠層208部分和氧化娃層210部分。
[0045]在圖2D中，圖案化光刻膠層208被去除以暴露硬掩模層206的一部分。圖案化光刻膠層208可通過反應性離子蝕刻工藝去除，如在方法100的方塊140中所述。隨著圖案化光刻膠層208被去除，具有圍繞氧化硅柱的溝槽211的圖案被形成在硬掩模層206之上的氧化硅層210之內。氧化硅層210的圖案與預期用于處理磁性敏感層204的圖案相同。
[0046]在圖2E中，氧化硅層210被用以通過去除硬掩模層206的部分來圖案化硬掩模層206。硬掩模層206可通過反應性離子蝕刻化學過程去除，所述反應性離子蝕刻化學過程不損壞磁性敏感層204和氧化硅層210，如在方法100的方塊150中所述。氧化硅層210中的圖案被復制到硬掩模層206。溝槽211被深化，直到待處理的磁性敏感層204的部分被暴露為止。形成具有圍繞氧化硅柱和硬掩模材料柱的深化溝槽211的圖案。
[0047]在圖2F中，能量216被朝向磁性敏感層204導向以改變無掩模區(qū)域218中的磁性敏感層204的磁性，所述無掩模區(qū)域218未由硬掩模層206覆蓋。能量可通過等離子體注入工藝傳遞，如在方法100的方塊160中所述。當無掩模區(qū)域218的磁性被通過傳遞的能量216改變時，圖案化硬掩模層206對磁性敏感層204的掩模區(qū)域220提供增強的保護。
[0048]在圖2G中，在無掩模區(qū)域218的磁性被成功改變之后，硬掩模層206的剩余部分被通過蝕刻工藝除去。硬掩模層206可通過在方法100的方塊170中所述的反應性離子蝕刻工藝去除?，F使用區(qū)域218將磁性敏感層204圖案化，所述區(qū)域218對圍繞區(qū)域220的磁力不敏感，而區(qū)域220對磁力敏感。 [0049]圖3是根據本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)布置300的平面圖。系統(tǒng)布置300可用于為磁性媒體執(zhí)行圖案化磁性敏感層的工藝，如在圖1和圖2中所述。
[0050]系統(tǒng)布置300包括CVD工具310、蝕刻工具330、注入工具350、基板翻轉工具380和履帶組件370，所述履帶組件370被配置以在CVD工具、蝕刻工具330、注入工具350和基板翻轉工具380之間傳遞基板或基板盒。
[0051]CVD工具310包括工廠介面312，所述工廠介面312被連接在一或多個前開式晶片盒(front opening universal pods ;F0UP) 314 和負載鎖定腔室 316 之間。CVD 工具 310還包括傳遞腔室318，所述傳遞腔室318被連接到多個CVD腔室322和負載鎖定腔室316。CVD腔室322被配置以通過低溫CVD工藝沉積氧化硅層，如在方法100的方塊120中所述。基板傳送機器人320被布置在傳遞腔室318中，用于在負載鎖定腔室316和CVD腔室322之間傳遞基板或基板載體。CVD腔室322中的每個腔室可包括被配置以同時處理兩組基板的雙處理空間?；鍌魉蜋C器人320可被配置以同時傳送兩個基板/基板載體。CVD腔室322的一個實例可用于來自Santa Clara, California(加利福尼亞的圣克拉拉)的Applied
Materials, Inc.的PRODUCERPECVD腔室。CVD工具310的一個實例可用于也來自Santa Clara, California 的 Applied Materials, Inc.的 PRODUCER.丨；GT 平臺。
[0052]蝕刻工具330包括工廠介面332，所述工廠介面332連接在一或多個F0UP334和負載鎖定腔室336之間。蝕刻工具330也包括傳遞腔室338，所述傳遞腔室338被連接到多個蝕刻腔室342和負載鎖定腔室336。每個蝕刻腔室342被配置以執(zhí)行一或多個反應性離子蝕刻工藝，例如，如方塊130中所述的氧化硅回蝕刻工藝，如方塊140中描述的光刻膠蝕刻工藝，如方塊150中描述的硬掩模蝕刻工藝和如方法100的方塊170中所述的剩余硬掩模蝕刻工藝?；鍌魉蜋C器人340被布置在傳遞腔室338中，用于在負載鎖定腔室336和蝕刻腔室342之間傳遞基板或基板載體。蝕刻腔室342中的每個腔室可包括被配置以同時處理兩組基板的雙處理空間?；鍌魉蜋C器人340可被配置以同時傳送兩個基板/基板載體。蝕刻腔室342的一個實例可用于來自Santa Clara, California的Applied
Materials, Inc.的PRODUCER^ ETCH腔室。蝕刻工具330的一個實例可用于也來自Santa Clara, California 的 Applied Materials, Inc.的 PRODUCER。GT 平臺。
[0053]注入工具350包括工廠介面352，所述工廠介面352連接在一或多個F0UP354和負載鎖定腔室356之間。負載鎖定腔室356被進一步連接到傳遞腔室358，所述傳遞腔室358經耦接到多個等離子體離子浸入注入腔室362?；鍌魉蜋C器人360被布置在傳遞腔室358中，用于在負載鎖定腔室356和等離子體離子浸入注入腔室362之間傳遞基板/載體。等離子體離子浸入注入腔室362的每個腔室被配置以執(zhí)行如方法100的方塊160中所述的注入工藝。注入腔室362的一個實例可用于來自Santa Clara, California的Applied
Materials, Inc.的CENTURA'' ACP腔室。注入工具350的一個實例可用于也來自SantaClara, California 的 Applied Materials, Inc.的CENTURA平臺。
[0054]基板翻轉工具380被配置以為磁性媒體翻轉基板，以便在基板兩側上形成磁性圖案化。用于磁性媒體的基板388通常是具有中心孔的圓盤。在處理期間，基板388被在具有多個槽口的基板載體390中傳遞以便接收基板388?；宸D工具380包括裝載機模塊384，所述裝載機模塊384連接一或多個F0UP382和載體裝卸模塊386?；宸D工具380還包括基板裝卸模塊392。裝載機模塊384在載體裝卸模塊386和一或多個F0UP382之間傳遞多個基板載體390?；逖b卸模塊392從載體390獲得基板388，將基板388翻轉且使相對側面朝上的方式將基板388放置在載體390上。示例性基板翻轉工具的詳細說明可見于申請于2011年I月4日，且發(fā)布為2011/0163065的美國專利申請案第12/984，528號中，所述申請案通過引用并入本文。
[0055]履帶組件370包括軌道372和沿著軌道372移動的盒傳送機器人374。盒傳送機器人374被配置以在系統(tǒng)布置300的F0UP314、334、354和382之間傳遞基板載體盒。取決于CVD工具310、蝕刻工具330、注入工具350和基板翻轉工具380的布置，軌跡372可為線性或其他形狀。
[0056]在處理期間，定位在基板載體390上的多個基板388首先被通過盒傳送機器人374裝載至CVD工具310中?；?88具有磁性敏感層和形成在硬掩模層上的圖案化光刻膠層，如圖2A中所示。氧化硅層被通過低溫CVD工藝形成在CVD腔室322中的基板388之上，如方塊120中所描述。
[0057]在形成氧化硅層之后，多個基板388在盒中的載體390上被傳遞到蝕刻工具330。在蝕刻工具330，氧化硅層被回蝕刻以暴露圖案化光刻膠層，如方塊130中所述；光刻膠層隨后被通過蝕刻工藝去除，如方塊140中所述；且硬掩模層被使用作為光刻膠的氧化硅層蝕刻，如方塊150中所述。蝕刻工藝可在不同蝕刻腔室342中進行，或在相同蝕刻腔室342中進行。
[0058]基板388隨后被從蝕刻工具330傳遞到注入工具350。無掩模磁性敏感層被通過在等離子體離子浸入注入腔室362中執(zhí)行的離子注入改變，如方塊160中所述。
[0059]在注入之后，基板388被傳遞回到蝕刻工具330以去除剩余的硬掩模層。剩余硬掩模層可通過蝕刻腔室322中的一個腔室，通過如方塊170中所述的工藝去除。如此結束了在基板388 —側上的磁性敏感層的圖案化。
[0060]基板388然后被傳遞至基板翻轉工具380?；?88被翻轉以使未處理的側面朝上且被返回到CVD工具310以重復圖案化工藝。
[0061]圖4是根據本發(fā)明的另一實施例的系統(tǒng)布置400的平面圖。系統(tǒng)布置400可用于為磁性媒體執(zhí)行圖案化磁性敏感層的工藝，如在圖1和圖2中所述。與系統(tǒng)布置300相比，系統(tǒng)布置400是低成本組件，所述低成本組件具有較少工具和腔室且在清洗室中占據較小空間。如同在系統(tǒng)布置300中，系統(tǒng)布置400包括基板翻轉工具380和履帶組件370。系統(tǒng)布置400還包括CVD/蝕刻工具430和注入工具450。
[0062]CVD/蝕刻工具430類似于CVD工具310，除了 CVD/蝕刻工具430包括CVD腔室432和蝕刻腔室434之外。注入工具450類似于注入工具350，除注入工具450僅包括一個等離子體離子浸入注入腔室462之外。
[0063]在處理期間，定位在基板載體390上的多個基板388首先被通過盒傳送機器人374裝載至CVD/蝕刻工具430中。氧化硅層被通過低溫CVD工藝形成在CVD腔室432中的基板388上，如方塊120中所描述。氧化硅層被回蝕刻以暴露圖案化光刻膠層，如方塊130中所述；光刻膠層隨后被通過蝕刻工藝去除，如方塊140中所述；且硬掩模層被使用作為光刻膠的氧化硅層蝕刻，如方塊150中所述。蝕刻工藝是在蝕刻腔室434中執(zhí)行。然后，基板388被從CVD/蝕刻工具430傳遞到注入工具450。無掩模磁性敏感層被通過在等離子離子浸入注入腔室462中執(zhí)行的離子注入改變，如方塊160中所述。在注入之后，基板388被傳遞回到CVD/蝕刻工具430以去除蝕刻腔室434中的剩余硬掩模層。然后，基板388被傳遞到基板翻轉工具380以使相對側朝上，且被返回到CVD/蝕刻工具430以重復圖案化工藝。
[0064]雖然前述內容是針對本發(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計本發(fā)明的其他和進一步實施例，且本發(fā)明的范圍是由以上權利要求書所決定。
【權利要求】
1.一種用于形成圖案化磁性層的方法，包含: 在沉積在基板上的磁性敏感層之上的硬掩模層中形成圖案；和 將能量朝向所述基板導向以改變所述磁性敏感層的磁性，以形成圖案化磁性層。
2.如權利要求1所述的方法，其中在所述硬掩模中形成圖案包含: 在所述硬掩模層之上形成具有氧化硅層的所述圖案；和 使用所述氧化硅層的所述圖案蝕刻所述硬掩模層。
3.如權利要求2所述的方法，其中形成具有氧化硅層的所述圖案包含: 在所述硬掩模層之上的光刻膠層中形成反向圖案； 使用氧化硅填充在所述光刻膠層中的所述反向圖案，和形成所述氧化硅層； 回蝕刻所述氧化硅層以暴露所述光刻膠層；和 去除所述光刻膠層以形成具有所述氧化硅層的所述圖案。
4.如權利要求3所述的方法，其中沉積所述氧化硅層包含:通過執(zhí)行化學氣相沉積工藝沉積所述氧化硅層。
5.如權利要求4所述的方法，其中所述化學氣相沉積工藝是在低于約150°C的溫度下執(zhí)行。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述溫度在約20°C至約100°C之間。
7.如權利要求6所述的方法，其中所述溫度在約30°C至約80°C之間。
8.如權利要求3所述的方法，其中執(zhí)行所述化學氣相沉積工藝包含: 流動含硅前驅物以沉積含共形硅的半層；和 流動反應性含氧氣體以與所述含共形硅的半層反應。
9.如權利要求8所述的方法，其中含硅前驅物包含二(二乙氨基)硅烷(BDEAS)，且所述含氧氣體包含臭氧和氧氣混合物。
10.如權利要求3所述的方法，其中回蝕刻所述氧化硅層包含:使用含氟等離子體執(zhí)行反應性離子蝕刻。
11.如權利要求3所述的方法，其中去除所述光刻膠層包含:使用氧化氣體等離子體執(zhí)行反應性離子蝕刻。
12.如權利要求1所述的方法，所述方法進一步包含:通過使用氧化氣體等離子體執(zhí)行反應性離子蝕刻工藝來去除所述硬掩模層。
13.一種用于形成圖案化磁性層的系統(tǒng)，包含: 第一工具，包含化學氣相沉積腔室和蝕刻腔室的至少一個腔室； 第二工具，包含一或多個等離子體離子浸入注入腔室； 基板翻轉工具，被配置以翻轉基板；和 履帶組件，具有用于在所述第一工具、所述第二工具和所述基板翻轉工具之間傳遞基板的機械手。
14.如權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述第一工具包含耦接到傳遞腔室的一個化學氣相沉積腔室和一個蝕刻腔室。
15.如權利要求13所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)進一步包含第三工具，其中所述第一工具包含至少一個化學氣相沉積腔室，所述第三工具包含至少一個蝕刻腔室，且所述履帶組件的所述機械手在所述第一工具、所述第二工具、所述第三工具和所述翻轉工具之間傳遞基板。
【文檔編號】G11B5/85GK103959380SQ201280057804
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年10月16日 優(yōu)先權日:2011年11月23日
【發(fā)明者】史蒂文·韋爾韋貝克, 羅曼·古科, 夏立群, 石美儀, 金宇 申請人:應用材料公司