通过为硬盘驱动器图案化媒体应用c掺杂的磁性媒体的去磁的制作方法

通过为硬盘驱动器图案化媒体应用c掺杂的磁性媒体的去磁的制作方法
【专利摘要】本发明所述的实施例提供用于通过将离子通过压印的氧反应掩模注入到磁性基板的磁致激活表面来处理磁性基板，和通过将基板暴露于含氧等离子体来去除掩模的方法和设备，所述磁性基板具有形成在所述磁性基板上的压印的、氧反应掩模，其中离子不降低掩模的氧反应性。掩模可以是无定形碳，通过所述无定形碳，含碳离子被注入到磁致激活表面中。也可包含氢的含碳离子可通过激活烃气和氢气的混合物形成。氢气与烃气之比可被选择或调整以控制离子注入。
【专利说明】通过为硬盘驱动器图案化媒体应用C掺杂的磁性媒体的去磁
【技术领域】
[0001]本文描述的实施例涉及制造磁性媒体的方法。更具体地说，本文所述的实施例涉及通过等离子体曝光图案化磁性媒体。
【背景技术】
[0002]磁性媒体被用于各种电子装置中，所述电子装置诸如硬盘驱动器(hard diskdrive ；HDD)和磁阻随机存取存储器(magnetoresistive random access memory ；MRAM)装置。硬盘驱动器是用于计算机和相关装置的特别的存储媒体。硬盘驱动器可见于大部分台式计算机和膝上型计算机中，且硬盘驱动器也可见于许多消费者电子装置中，所述电子装置诸如媒体记录器和播放器，和用于收集和记录数据的工具。硬盘驱动器也被部署在网络存储器的阵列中。磁阻随机存取存储器装置被用于各种非易失性存储器装置中，所述装置诸如闪存驱动器装置和动态随机存取存储器(dynamic random access memory ；DRAM)装置。
[0003]磁性媒体装置使用磁场存储和检索信息。硬盘驱动器中磁盘被配置有磁畴，所述磁畴分别地通过磁头可寻址。磁头移动到接近于磁畴且改变磁畴的磁性以记录信息。为了恢复所记录的信息，磁头移动到接近于磁畴且检测磁畴的磁性。磁畴的磁性通常被解释为对应于两个可能状态中的一个状态，所述两个状态为“O”状态和“I”状态。以这种方法，数字信息可被记录在磁性媒体上且之后恢复。
[0004]磁性存储媒体通常包含非磁性玻璃、复合玻璃/陶瓷，或具有磁化材料的金属基板，所述磁化材料的厚度在约IOOnm和约I μ m之间且通过沉积工艺沉积在所述金属基板上，所述沉积工艺通常是物理气相沉积(physical vapor deposition ；PVD)或化学气相沉积(chemical vapor deposition)工艺。在一个工艺中，包含钴和钼的层被派射沉积在结构基板上以形成磁致激活层。磁化层通常被沉积以形成图案，或在沉积之后被图案化，以使得装置表面具有磁化率的区域，所述磁化率的区域散布有通过磁性不活跃区域的量子自旋的取向所命名的所述磁性不活跃区域。在不同自旋取向相交的区域处，存在被称为布洛赫壁(Bloch wall)的区域，在所述区域中，自旋取向经历从第一取向到第二取向的过渡。因为布洛赫壁占据增大的总磁畴部分，所以过渡区域的宽度限制信息存储的面密度。
[0005]为了克服由于在连续磁性薄膜中的布洛赫壁宽度的限制，各畴可由非磁性区域(所述区域的宽度可窄于在连续磁性薄膜中的布洛赫壁的宽度)物理上分离。用于在媒体上产生离散磁性和非磁性区域的常规方法已关注于彼此完全分离的单独位磁畴，所述方法通过将磁畴沉积为分离的岛状物或通过从连续磁性薄膜去除材料以物理分离磁畴来进行。图案化掩模可被应用于非磁性基板，且磁性材料被沉积在非磁性基板的暴露部分上方，或磁性材料可在掩模和图案化之前被沉积，然后在暴露部分中被蚀刻掉。通过一个方法，非磁性基板被通过蚀刻或划线而外形上图案化，且磁化材料通过旋涂或电镀而沉积。然后，磁盘被抛光或平面化以暴露磁畴周围的非磁性边界。在某些情况下，磁性材料被以图案化方式沉积以形成通过非磁性区域分离的磁性颗粒或磁性点。
[0006]预期这些方法产生能够支持多达约lTB/in2的数据密度的存储结构，所述存储结构具有尺寸小至20nm的各个畴。所有这些方法通常产生媒体的显著表面粗糙度。改变基板的外形可能成为限制，因为典型硬盘驱动器的读写头可距磁盘表面接近2nm而悬置。因此，需要图案化具有高分辨率且不改变媒体外形的磁性媒体的工艺和方法，和用于执行有效地进行大批量制造的工艺或方法的设备。

【发明内容】

[0007]本文所述的实施例提供通过将离子通过压印的氧反应掩模注入到磁性基板的磁致激活表面来处理磁性基板的方法，所述磁性基板具有形成在所述磁性基板上的压印的、氧反应掩模，其中离子不降低掩模的氧反应性。掩模是通过将基板暴露于含氧等离子体而去除。掩模可以是无定形碳，通过所述无定形碳，含碳离子被注入到磁致激活表面中。也可包含氢的含碳离子可通过激活烃气和氢气的混合物形成。氢气与烃气之比可被选择或调节以控制离子注入。
[0008]本文所述的实施例还提供处理具有磁化表面和在所述磁化表面上形成的经压印、氧反应的阻挡层材料的基板的方法，所述处理方法通过以下步骤进行:将基板布置在处理腔室中的基板支撑件上；在处理腔室外部形成激活的气体混合物；将激活的气体混合物流入处理腔室中；将基板暴露于激活的气体混合物；通过施加电偏压于基板而将来自激活的气体混合物离子通过阻挡层材料中的开口、孔或类似沟槽结构注入磁化表面中；和将基板暴露于激活的含氧气体以去除阻挡层材料，其中离子不降低阻挡层材料的氧反应性。激活的气体混合物可以是通过将射频功率施加于包含碳和氢的气体混合物而形成的循环等离子体。氢与碳之比可被调整或选择以控制离子注入。
[0009]本文所述的进一步实施例提供形成图案化磁性基板的方法，所述方法通过以下步骤进行:在基板的磁致激活表面上形成图案化光刻胶，其中所述图案化光刻胶限定磁致激活表面的暴露部分和未暴露部分；将基板暴露于碳等离子体；将来自碳等离子体的碳离子注入到磁致激活表面的暴露部分中；和通过将基板暴露于氧等离子体来去除图案化光刻胶。
【专利附图】

【附图说明】
[0010]因此，以可详细地理解本发明的上述特征的方式，可参考实施例获得上文简要概述的本发明的更特定描述，所述实施例中的一些实施例图示在附图中。然而，应注意，附图仅图示本发明的典型实施例且因此不将附图视为限制本发明的范畴，因为本发明可允许其他同等有效的实施例。
[0011]图1是概述根据一个实施例的一种方法的流程图。
[0012]图2是可操作以实践本文所述的方法的处理腔室的透视图。
[0013]为了便于理解，在可能的情况下，已使用相同元件符号来指定对诸图共用的相同元件。可以预期，在一个实施例中公开的元件可在无需特定叙述的情况下有利地用于其他实施例。【具体实施方式】
[0014]本文所述的实施例通常提供用于在基板上形成具有磁性的图案的方法和设备。基板通常是诸如铝的金属，或玻璃；且基板可以是金属合金或诸如玻璃/陶瓷混合物的复合玻璃物质。基板通常涂覆有磁化材料，所述磁化材料提供用于磁性图案化的媒体。磁化材料可以多层形成，每层具有相同或不同成分。在一个实施例中，具有低矫顽性磁性材料(诸如铁或铁/镍合金)的第一层被形成在基底基板之上，且具有较高矫顽性磁性材料(诸如钴/镍/钼合金)的第二层被形成在所述第一层之上。这些层可由本技术中已知的任何适当方法形成，所述方法诸如物理气相沉积，或溅射、化学气相沉积、等离子体增强化学气相沉积、旋涂、通过电化学的电镀或无电镀手段，和类似方法。
[0015]光刻胶材料被形成在磁化表面之上，并且图案化工艺被用以在光刻胶材料中形成物理图案。图案化工艺通常是压印或接触冲压或印刷工艺，但图案化工艺也可以是平版印刷或其他化学工艺。图案化工艺从光刻胶材料形成掩模，在光刻胶材料中产生诸如孔或类沟槽结构这样的开口，同时其他区域仍由光刻胶材料所覆盖，所述孔或类沟槽结构暴露磁化表面的某些区域以便后续处理。在一些实施例中，暴露区域可完全暴露；而在其他实施例中，可留下覆盖暴露区域的光刻胶材料的薄层。
[0016]若需要，可在磁化表面和光刻胶材料之间使用硬掩模材料。在某些情况下，硬掩模可能在注入工艺期间对图案偏移更具有抗性。硬掩模是使用光刻胶材料作为掩模而图案化，且随后，硬掩模被用于注入磁化表面。
[0017]粒子被通过掩模的开口注入到基板的磁化表面中，以干扰和/或改变暴露区域中的磁化表面的磁性，同时受保护的区域不变。掩模形成阻挡层材料，所述阻挡层材料大体上防止粒子到达基板的受保护区域，同时允许粒子渗透于基板的暴露区域中。对磁化表面的结构变化改变了原子自旋轴，改变了受影响区域中的局部磁性。以此方式，在基板表面中形成磁性图案，所述图案与掩模图案匹配。粒子通常被形成为离子，且所述粒子通过施加电场，例如通过将基板偏压，而朝向基板加速。当粒子朝向基板行进时，粒子可被部分地或完全地中和。
[0018]磁化表面的外形通过图案化工艺大体上不变，因为大量的材料尚未从磁化表面添加或去除。在许多应用中，保持磁化表面的外形非常重要，因为读/写结构通常非常接近于移动的磁性存储表面而悬置，在某些情况下，以5nm或更少的高度悬置。在这些应用中，夕卜形变化可产生存储表面和读/写结构之间的增加的碰撞。
[0019]掩模通常在注入工艺之后被去除。通常使用化学去除工艺。为了避免降低可以是硬掩模材料的掩模材料对化学侵蚀的敏感性，注入粒子被选择以与掩模化学上相容，或使用类似化学过程对侵蚀敏感，以便掩模材料中的高浓度的注入粒子不使掩模难以去除。
[0020]随着注入粒子被导向基板，一些注入粒子注入掩模中，或沉积在掩模上。所述注入和沉积可产生图案偏移，因为注入离子扭曲光刻胶材料的原子结构且因为沉积改变掩模的轮廓。为了控制在注入期间的这种图案偏移，注入材料被选择，所述注入材料与光刻胶材料结构上相容，或结构上不无关，以最小化对光刻胶材料的结构破坏。另外，注入材料可被选择，当注入材料被沉积在掩模上时易于去除。
[0021]图1是概述根据一个实施例的一种方法的流程图。在102处，图案化光刻胶被形成在基板的磁致激活表面上。基板可以是具有磁致激活表面的任何基板，诸如如上所述的任何基板。磁致激活基板是具有可测量磁特性的任何基板，所述磁特性诸如磁性、磁化率，或矫顽磁力，所述磁特性使基板可磁化至任何实质程度，或指示从表面发出的磁场或磁力的存在。磁致激活表面可以是磁化表面，或具有磁性或剩磁的表面，或具有矫顽磁力的表面，所述矫顽磁力没有高至抵抗大体上所有磁化。在磁性存储装置中用作存储媒体的材料全部是磁致激活材料和磁化材料，所述材料可根据本文所述的方法处理。
[0022]光刻胶可通过接触手段或化学手段图案化。光刻胶可通过与固体模板直接接触而物理上压印，或通过使用诸如光刻这样的化学方法压印。压印光刻胶通常由材料制成，必要时，所述材料可通过在略高于室温的温度下软化而物理地压低、成形、冲压或以图案压印。无定形碳、无定形硫和焊料是所述材料的实例。也可使用在压印图案之后可硬化的可固化聚合物。图案化光刻胶形成掩模，所述掩模暴露基板表面的一些区域和覆盖其他区域。
[0023]光刻胶材料通常是没有磁致激活的材料，且光刻胶材料易受化学侵蚀以便光刻胶可在图案化之后去除。例如，无定形碳和碳基聚合物是氧反应材料的实例，所述氧反应材料可使用氧化学过程，例如通过暴露于诸如氧等离子体或其他含活性氧混合物的含氧气体而剥离。
[0024]如上所述，光刻胶材料可被形成在硬掩模材料上。碳硬掩模材料将通过化学过程可去除，所述化学过程可去除含碳光刻胶材料。碳硬掩模可通过碳沉积工艺形成，且碳硬掩模可通过使用光刻胶作为掩模而图案化。图案化工艺通常使用也可能侵蚀光刻胶材料的化学过程，以便光刻胶材料可涂覆有材料，所述材料对用于蚀刻硬掩模的化学过程不反应。在碳硬掩模和碳光刻胶材料的情况下，氧化硅层可被覆盖沉积在图案化光刻胶材料之上，且随后氧化硅层被蚀刻以暴露光刻胶图案的顶部。暴露的光刻胶可随后使用氧化学过程或其他适当化学过程通过碳硬掩模而被蚀刻以暴露磁化层。
[0025]在104处，基板被暴露于注入气体。注入气体被选择以化学上或结构上与光刻胶材料相容，以使得将来自注入气体的材料并入光刻胶材料中不会显著地扭曲光刻胶材料的微观结构，或改变所述光刻胶材料对后续去除的敏感性。如果使用碳基光刻胶材料，那么注入气体可以是含碳气体，以便进入光刻胶材料的来自气体的碳原子或含碳离子或粒子将不会产生错位，所述错位大体上使光刻胶材料膨胀或以其他方式扭曲掩模图案。例如，因为碳和氢与碳光刻胶材料结构上不无关，所以注入气体可以是氢和烃的混合物。
[0026]在106处，来自注入气体的粒子被通过掩模的开口注入到磁致激活表面中。通常，注入气体被激活以产生离子，所述离子可通过施加电场，例如通过施加电偏压于基板而朝向基板加速。当离子朝向基板行进时，所述离子可被完全地或部分地中和，以便注入的粒子可以是离子、诸如自由基的中性粒子，或上述两者的混合物。粒子穿过掩模，直接地或通过从图案化工艺留下的薄的光刻胶材料剩余层注入到暴露区域中的磁致激活表面中。注入粒子破坏磁致激活表面的原子结构，根据光刻胶的图案改变暴露区域中的磁致激活表面的一或多个磁性。可以这种方法获得具有从Inm到50nm的尺寸的表面中的各域的磁性的可测量差异。
[0027]来自注入气体的粒子还与光刻胶材料相互作用，沉积在光刻胶材料表面上的光刻胶材料上或注入在所述光刻胶材料中，所述光刻胶材料平行于磁致激活表面，垂直于磁致激活表面，以及与磁致激活表面成所有其他角度。为了控制由于注入气体与光刻胶材料的相互作用导致的任何图案偏移，材料可通过包括具有注入气体的净化气体从掩模表面去除。在上述实例中，氢气可被用作碳的净化气体。沉积在含碳光刻胶上，在掩模的厚区域上，在掩模的薄区域上，或直接沉积在掩模开口中的基板表面上的含碳粒子可通过与注入气体中的氢气的反应被净化。碳与氢之比(无论按体积、质量，或原子当量)可通过控制对图案的任何改变而被调整或选择以控制注入。
[0028]在108处，光刻胶材料被使用干法剥离工艺去除。光刻胶材料暴露于气体，光刻胶材料与所述气体反应以形成自腔室去除的易挥发材料。根据本文所述的方法，注入气体被选择以免大量地降低光刻胶材料的化学敏感性。继续上文的实例，如果无定形碳或碳聚合物被用作光刻胶材料，且碳离子和/或碳氢离子被用于注入，那么光刻胶材料保持对氧侵蚀的敏感性，且光刻胶材料可通过暴露于氧气而轻易地去除，所述氧气可被例如通过电离成为等离子体而激活，以加速去除工艺。如果使用相容性组合物的硬掩模，那么硬掩模也可以相同剥离工艺去除。例如，如果碳硬掩模与碳光刻胶材料一起使用，那么碳硬掩模与碳光刻胶材料两者可在单个剥离工艺期间去除。
[0029]如上所述的工艺通常在低温下进行以避免对基板磁性的热修改。基板温度通常被保持在低于约150°C。因为注入工艺通常升高被处理的基板温度，所以通常使用冷却。如本技术中已知，基板可在经冷却的基板支撑件上被处理，或基板可通过停止注入和允许基板冷却而被周期性地冷却。注入气体可通过当注入气体流经基板表面时收集来自基板的热量来协助冷却基板，或可使用单独的冷却气体。如果需要，可增加气体流量以加速冷却工艺。
[0030]在一个实施例中,基板涂覆有聚醋酸乙烯酯(polyvinyl acetate ;PVA),图案被通过与模板接触而物理地压印到聚醋酸乙烯酯中。基板是铝盘，所述铝盘具有在PVD工艺中沉积在所述铝盘上的约I μ m厚的CoPtNi合金层。聚醋酸乙烯酯被旋涂到基板上，且模板在PVA硬化之前与PVA层接触。PVA在与模板接触时变坚固，且在模板去除之后完全硬化，产生图案化光刻胶。图案化光刻胶具有厚区域和薄区域，所述厚区域和所述薄区域对应于基板的保护区域和基板的暴露区域。厚区域通常在约50nm和约IOOnm厚之间，而薄区域通常在约Inm和约IOnm厚之间。
[0031]如果需要,碳硬掩模可通过使用PVD、CVD,或等离子体增强化学气相沉积(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition ；PECVD)工艺沉积无定形碳层，在 CoPtNi 合金层和PVA之间形成。如果使用碳硬掩模，那么碳硬掩模可在形成图案化光刻胶之后通过下面的步骤而图案化:使用PVD、CVD或PECVD工艺在图案化光刻胶之上沉积氧化硅层，使用诸如HF的氟化学品蚀刻氧化硅层以暴露光刻胶，且随后灰化光刻胶和碳硬掩模以暴露CoPtNi合金层。
[0032]基板位于等离子体处理腔室中的基板支撑件上。可从加利福尼亚州圣克拉拉(Santa Clara, California)的应用材料公司(Applied Materials, Inc.)获得的 P3i? 腔室可用于本文所述的等离子体处理。激活的气体混合物被提供至接近于基板表面的处理区域。激活的气体混合物是烃气的混合物，诸如甲烷或乙烷的混合物；或烃类的组合；和诸如氢气或氢元素的氢气。也可包括诸如氦的惰性气体。激活的气体混合物在处理腔室外部通过将气体混合物暴露于电磁场来激活，所述气体混合物具有一或多个烃类、选择性地氢气，和选择性地惰性气体；所述电磁场诸如电场、磁场，或组合的电场和磁场(即，电磁福射)。电磁能可以射频功率、直流功率，或微波辐射的形式，和其他形式施加。产生离子，且激活的气体混合物流入处理腔室以与基板相互作用。[0033]在一个实施例中，甲烷气体是以40sccm的流量提供，其中同时在单个腔室中处理十四个两英寸的圆盘。甲烷气体是在400W的感应射频源中激活且流入处理腔室中。按照甲烷与氢气的体积比值为约0.1和约5.0之间，诸如在约1.0和约4.0之间，例如约2.5包括氢气。按照甲烷与氦气的体积比值为约0.1和约5.0之间，诸如在约1.0和约4.0之间，例如约2.5包括氦气。在气体混合物中也可以包括CF4，且甲烷与CF4的体积比值为约1.0和约10.0之间，诸如在约3.0与约8.0之间，例如约5.5。在气体混合物中也可以包括B2H6,且甲烷与B2H6的比值在约2.0和约3.0之间。
[0034]在激活气体中的甲烷与氢气之比可被调整或选择以通过控制掩模中的图案偏移来控制注入工艺。由于来自激活的气体混合物的碳沉积在掩模上或注入到掩模中，所以来自激活的气体混合物的氢气与掩模表面上松驰结合的碳反应以形成易挥发物种。如果需要，增加氢气的量加速从掩模的材料去除工艺，控制图案的尺寸偏移。
[0035]接近于基板建立电场，以将离子朝向基板表面加速。烃类离子朝向基板表面行进，且穿透掩模的开口以撞击暴露区域中的磁致激活材料。烃类离子注入于基板表面的受保护区域上方的掩模中，或沉积在所述掩模上。继续上述实例，电场是施加到基板支撑件的射频偏压，所述射频偏压在约7kV和约IOkV之间，诸如在约7.5kV和约9.5kV之间，例如约
8.5kV。处理腔室中的压力被保持在约6mTorr至15mTorr的范围中。
[0036]注入进行达60秒至120秒，产生在约IxlO17个离子/cm2和约IxlO18个离子/cm2之间的剂量。监控基板的温度。如果温度在处理期间接近130 T，那么可停止对活性气体混合物的暴露，和对基板的偏压以允许基板冷却。在处理期间通常避免高温，以避免热破坏基板的磁性。气流可在不激活气体混合物的情况下通过处理腔室而持续，以将热量携带离开基板。在一个实施例中，仅例如氦气的惰性气流在冷却工艺期间持续。为了加速冷却工艺，可以增加通过腔室的气流。例如，氦气可以50sLm的流量流过腔室达约10秒以冷却基板。在冷却期间之后，如果需要，基板可被再次暴露于活性气体混合物以继续注入。注入和冷却步骤可在一个周期中重复任何次数，直至所需注入完成为止。
[0037]碳掩模可通过将基板暴露于含氧气体而去除。含氧气体可被激活且可形成等离子体，所述等离子体可以是氧等离子体。包含氧气和选择性地氢气和CF4的气体混合物可被通过暴露于来自如上所述的感应射频源的磁场来激活。取决于含氧气体与碳掩模的反应性，基板通常被暴露于含氧气体在约30秒和约5分钟的时间之间。
[0038]在如上所述的注入工艺106期间，材料可聚集在内腔室表面上。所述材料可在如上所述的光刻胶去除工艺108期间去除。每一基板或一批基板可被过剥离以确保在处理下一基板或批次之前腔室表面完全地被清洁，或腔室可在执行数个注入工艺之后被清洁。在碳注入实施例中，在通过任何适当工艺的注入处理之前，腔室清洁可通过以氧化硅时效处理腔室表面而改进。如果需要，那么光学传感器可被部署以决定腔室清洁工艺的终点。当覆盖氧化硅的碳，或任何其他注入材料被去除时，光学传感器可检测反射或发射光谱中的差异。
[0039]其他材料可用于磁性图案化的掩模和注入。例如，物理图案化的氧化硅层可通过接近室温的液体Si (OH)4的硅烷过氧化物沉积，与模板接触，且升温至100 T和150 T之间的温度以聚合来形成。在氧化硅层完全硬化之前，模板被去除。硅可随后用于以氢气和/或氟气控制的硅沉积，以与如上所述的工艺类似的工艺通过图案化氧化硅层注入。可被激活的含HF气体可随后用于去除氧化硅掩模。通常，使用与注入材料结构上和化学上相容的掩模材料给予在注入期间最小的图案偏移和控制确实发生的任何图案偏移，和对化学侵蚀的可预测的敏感性，以便掩模可在注入之后轻易地去除。
[0040]图2是可用以实践本文所述的任何方法的处理腔室200的等距视图。图2的腔室可用于执行离子注入程序，但也可用于在不注入的情况下以高能离子淋浴基板。处理腔室200包括腔室主体202，所述腔室主体202具有包围处理区域204的底部224、顶部226和侧壁222。基板支撑组件228是从腔室主体202的底部224被支撑，且基板支撑组件228适合于容纳用于处理的基板206。气体分配板230被耦接到腔室主体202的顶部226，面向基板支撑组件228。泵送口 232被限定在腔室主体202中，且被耦接到真空泵234。真空泵234被通过节流阀236耦接至泵送口 232。工艺气体源252被耦接到气体分配板230，以为在基板206上执行的工艺供应气体前驱物化合物。
[0041]在图2中所示的腔室200进一步包括等离子体源290。等离子体源290包括安装在腔室主体202的顶部226外侧的一对单独的外部凹角导管240、240’，所述凹角导管240、240’垂直于彼此或正交于彼此布置。第一外部导管240具有第一端240a，所述第一端240a通过在顶部226中形成的开口 298耦接到腔室主体202中的处理区域204的第一侧中。第二端240b具有耦接到处理区域204的第二侧中的开口 296。第二外部凹角导管240b具有第一端240a’和第二端240b’，所述第一端240a’具有耦接到处理区域204的第三侧中的开口 294，所述第二端240b’具有至处理区域204的第四侧中的开口 292。在一个实施例中，第一和第二外部凹角导管240、240’被配置以彼此正交，从而提供每一外部凹角导管240、240’的两个端部240a、240a’和240b、240b’，所述每一外部凹角导管240、240’围绕腔室主体202的顶部226的周边以大约90度间隔布置。外部凹角导管240、240’正交配置允许等离子体源横跨处理区域204均匀地分布。可以预期，第一和第二外部凹角导管240、240’可具有用于控制处理区域204中的等离子体分布的其他配置。
[0042]磁性可渗透环状核心242、242’围绕外部凹角导管240、240’的相应一个导管的一部分。导电线圈244、244’通过各个阻抗匹配电路或元件248、248’被耦接到各个射频电源246、246’。每一外部凹角导管240、240’是由绝缘环形圈250、250’中断的空心导电管，所述绝缘环形圈250、250 ’分别地中断在各个外部凹角导管240、240 ’的两个端部240a、240b (和240a’、204b’)之间的另外连续的电气路径。在基板表面处的离子能量是由射频偏压发生器254控制，所述射频偏压发生器254通过阻抗匹配电路或元件256耦接到基板支撑组件228。
[0043]包括从工艺气体源252供应的气体化合物的工艺气体被通过顶部气体分配板230引入到处理区域204中。射频电源246被从功率施加器(即核心和线圈242、244)耦接到在导管240中供应的气体，如此在第一闭合环形路径中产生循环等离子体电流；电源246’可被从另一功率施加器(即，核心和线圈242’、244’)耦接至第二导管240’中的气体，如此在第二闭合环形路径中产生循环等离子体电流，所述第二闭合环形路径横向于(例如，正交)于第一环形路径。第二环形路径包括第二外部凹角导管240’和处理区域204。在每一路径中的等离子体电流在各个射频电源246、246’的频率下振荡(例如，反向)，所述频率可相同或稍微彼此偏移。
[0044]使用图2的装置，本文所述的方法可通过在处理腔室外部形成激活的气体混合物和将激活的气体混合物流入处理腔室以施加于布置在所述处理腔室中的基板或多个基板而被处理。激活的气体可被形成为循环等离子体，所述循环等离子体接近基板而流过腔室，以使得施加于基板的电偏压可从循环等离子体捕获离子。循环等离子体可具有环形形状，且可形成一个以上循环等离子体。例如，如果使用两个感应电源，那么两个循环等离子体可形成。
[0045]虽然上文是针对本发明实施例，但是可在不背离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其他和进一步实施例。
【权利要求】
1.一种形成图案化磁性基板的方法，包含: 在基板的磁致激活表面上形成图案化光刻胶，其中所述图案化光刻胶限定所述磁致激活表面的暴露部分； 将所述基板暴露于碳等离子体； 将来自所述碳等离子体的碳离子注入到所述磁致激活表面的所述暴露部分中；和 通过将所述基板暴露于氧等离子体来去除所述图案化光刻胶。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述碳等离子体包含烃类和氢气的混合物。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述图案化光刻胶包含高厚度的区域和低厚度的区域，且低厚度的所述区域覆盖所述磁致激活表面的所述暴露部分。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述图案化光刻胶包含无定形碳。
5.如权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含:将所述基板的温度保持在约150°C之下。
6.如权利要求5所述的方法，其中将所述基板的温度保持低于约150°C包含:当所述基板的所述温度是130°C或更高时，停止将所述基板暴露于所述碳等离子体；通过将惰性气体横跨所述基板流动而冷却所述基板；且重复将所述基板暴露于所述碳等离子体和将碳离子注入至所述基板中。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述暴露、注入和冷却被顺序地重复，直到所述基板获得所需磁性图案为止。
8.—种处理具有形成在磁性基板上的压印的、氧反应掩模的磁性基板的方法,包含: 使用压印的氧反应掩模将离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图案，其中所述离子不降低所述掩模的氧反应性；和通过将所述基板暴露于含氧等离子体来去除所述掩模。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述掩模包含无定形碳，且所述粒子源自于烃气。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述注入包含将所述磁致激活表面暴露于循环等离子体，所述循环等离子体由包含烃气的气体混合物形成。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述注入包含由所述烃气形成循环等离子体。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述离子包含碳和氢。
13.如权利要求10所述的方法，其中所述气体混合物进一步包含B2H6。
14.如权利要求10所述的方法，其中所述气体混合物进一步包含氢气。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述氢气与所述烃气之比被选择或调节以控制所述离子注入。
【文档编号】G11B5/127GK103975388SQ201280060754
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年12月13日 优先权日:2011年12月16日
【发明者】马丁·希尔金, 罗曼·古科, 马修·D·斯科特奈伊-卡斯特, 彼得·I·波尔什涅夫 申请人:应用材料公司