0的 第二實施方式。用這種方法，一個裝置可執(zhí)行在方法100中涉及的全部真空處理?；蹇?在第一處理段200A中被涂覆磁性敏感層和保護性層，離開裝置300以執(zhí)行非真空操作，比 如液體圖案化層形成、壓印和硬化，并且隨后基板在第二處理段200B中顯影和圖案化，具 有帶有所需磁特性圖案的磁性敏感層而離開裝置300。
[0044] 圖4是用于形成具有如本文所描述的磁特性圖案的基板的裝置400的平面圖。裝 置400是能執(zhí)行本文描述的方法的線性裝置，與圖2和圖3的群集工具裝置相反?；逶?裝置的第一端402處進入裝置，并且在裝置的第二端404處離開所述裝置。在第一模塊406 中，可執(zhí)行壓印之前的真空處理步驟，所述真空處理步驟包括磁性敏感材料、類金剛石碳和 TiN圖案掩模材料的PVD沉積。在第二模塊408中，可在接近大氣壓下執(zhí)行壓印處理，所述 壓印處理包括抗蝕層施加、壓印和硬化。在第三模塊410中，可執(zhí)行在壓印之后的真空處理 步驟，所述真空處理步驟包括圖案負性沉積和蝕刻、抗蝕層去除、圖案掩模層蝕刻以及等離 子體暴露。第三模塊410還可包括濕式剝離工藝以去除所述圖案掩模層。
[0045] 在一個實例中，使具有磁性敏感層的基板經(jīng)受氣相沉積工藝，以沉積2nm厚的類 金剛石碳保護性層。隨后用高密度PVD濺射工藝在小于約200°C的溫度下沉積TiN層達約 30nm的厚度。在室溫下和大氣壓下通過旋壓工藝在TiN層上形成約20nm的厚度的含碳 的液體納米壓印抗蝕層，并且隨后使用具有位元（bit)圖案的金屬模板壓印所述含碳的液 體納米壓印抗蝕層，所述位元圖案具有約20nm的周期性。在納米壓印抗蝕層中溶解出約 10-15nm深的孔。在納米壓印抗蝕層硬化之后，在100°C-150°C的溫度下，通過等離子增強 CVD使用硅烷和氧在圖案化抗蝕層上形成毯覆的氧化硅膜。所述孔被填充，并且在抗蝕膜 上沉積約l〇nm深的氧化物毯覆層。隨后使用合適的鹵素化學品，通過等離子體蝕刻或者遠 程等離子體工藝來蝕刻氧化硅，所述化學品為例如氟，所述工藝比如為siconir工藝，所 述工藝可購自加利福尼亞州圣克拉拉市的應用材料公司。在50°C-150°C的溫度下執(zhí)行氧 化物回蝕工藝。當圖案化層的厚部分暴露時，所述氧化物回蝕工藝停止。隨后，使用諸如氧 等離子體之類的氧化學品來去除含碳的壓印抗蝕層，從而暴露氧化物的柱之間的圖案掩模 層。
[0046] 隨后使用HBr/Cl2/02氣體混合物來蝕刻TiN層，所述氣體混合物的體積比組成為 約40%的HBr、40%的(：12和20%的02，所述氣體混合物是使用13. 56MHz的射頻功率通過遠 程等離子體活化的。在約30W將相同頻率的射頻偏壓施加至基板達約30-35秒以蝕刻TiN 層，從而暴露碳保護性層。基板上留有磁性敏感層，所述磁性敏感層由類金剛石碳保護層和 圖案化的TiN/SiOx層覆蓋，圖案具有超過80%的階梯覆蓋。
[0047] 基板隨后在弱HF溶液（例如1:50摩爾的HF/H20)中清潔，干燥以及經(jīng)受等離子體 暴露工藝。所述等離子體暴露工藝通常是在等離子體浸沒腔室中以10托或更小的壓強，使 用任何便利的前驅(qū)物作為等離子源而執(zhí)行的。使用在50W或更小功率處的RF偏壓來偏置 基板，以提供引導和動能至離子，以用于使所述離子穿過圖案掩模層而穿透磁性敏感層。所 述等離子體暴露工藝可分階段執(zhí)行以避免在工藝期間過度加熱基板。通常在單一暴露周期 中，基板將暴露于等離子體長達約60秒，接著進行類似的冷卻時段，所述單一暴露周期可 按需要重復以產(chǎn)生所需的圖案化結果。在冷卻時段期間，通常使冷卻氣體圍繞基板循環(huán)。
[0048] 在等離子體暴露之后，使基板經(jīng)受濕式剝離工藝。在約75°C的溫度下，將50%的 TMAH/H202混合物的、具有約10的pH值的水溶液施加至基板達約6秒。所述TMAH/過氧化 物混合物中的TMAH與雙氧水的摩爾比為約3:1。
[0049] 應注意在以上所述的所有方法和裝置中，基板可單獨地或者成組地處理。將成組 處理的基板可被放置到載體上，所述載體可被傳送通過各個處理階段。此外，在許多實施方 式中，處理基板的兩個主要表面，以在每一基板的兩面上產(chǎn)生磁性圖案化層。因此，本文描 述的方法和裝置可包括用于翻轉(zhuǎn)基板的方法和裝置。包括基板翻轉(zhuǎn)的基板操縱裝置和基板 載體的實例都描述在共同擁有的序列號為12/984,528的美國專利申請案中，所述專利申 請案在2011年7月7日公開為美國專利公開案2011/0163065,通過引用將所述專利并入本 文。
[0050] 盡管上述內(nèi)容針對本發(fā)明的實施方式，但在不背離本發(fā)明的基本范圍的情況下可 設計出本發(fā)明的其他和進一步的實施方式，且本發(fā)明的范圍由以下權利要求書來確定。
【主權項】
1. 一種圖案化基板的方法，所述方法包括： 在所述基板的磁致激活表面上形成金屬氮化物膜； 圖案化所述金屬氮化物膜以形成用所述磁致激活表面的無保護疇分隔的所述磁致激 活表面的受保護疇。 通過用等離子體處理所述基板來改變所述磁致激活表面的所述無保護疇的磁特性；和 去除所述金屬氮化物膜以形成所述基板的具有磁特性圖案的表面。
2. -種圖案化基板的方法，所述方法包括： 在所述基板的磁致激活表面上形成金屬氮化物膜； 在所述金屬氮化物膜上形成圖案化掩模； 物理地壓印所述圖案化掩模以形成圖案； 將所述圖案轉(zhuǎn)印到所述金屬氮化物膜中，以形成用所述磁致激活表面的無保護疇分隔 的所述磁致激活表面的受保護疇； 去除所述圖案化掩模； 通過用等離子體處理所述基板來改變所述磁致激活表面的所述無保護疇的磁特性；和 去除所述金屬氮化物膜以形成所述基板的具有磁特性圖案的表面。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其中所述金屬氮化物膜的所述金屬包括選自由以下 金屬組成的群組的一或多種金屬：鈦、鋁、鉭和鎢。
4. 如權利要求3所述的方法，其中所述金屬氮化物膜是TiN膜。
5. 如權利要求1或2所述的方法，其中用等離子體處理所述基板的步驟包括將所述基 板浸沒在所述等離子體中。
6. 如權利要求2所述的方法，其中所述金屬氮化物膜是氮化鈦膜，并且所述氮化鈦膜 是用PVD工藝在小于約200°C的溫度下形成的。
7. 如權利要求6所述的方法，其中轉(zhuǎn)印所述圖案到所述氮化鈦膜中的步驟包括將所述 基板暴露至遠程等離子體。
8. 如權利要求7所述的方法，其中將所述基板暴露至所述遠程等離子體的步驟包括過 蝕刻所述基板。
9. 如權利要求6所述的方法，其中用等離子體處理所述基板的步驟包括將所述基板浸 沒在原位等離子體中并施加RF偏壓至所述基板。
10. 如權利要求9所述的方法，其中去除所述氮化鈦膜的步驟包括在約KKTC以下的溫 度下執(zhí)行濕式剝離工藝，其中所述濕式剝離工藝包括施加TMH和雙氧水的水溶液到所述 基板。
11. 如權利要求1或2所述的方法，還包括：在所述金屬氮化物膜上形成含鎢的保護性 外涂層。
12. 如權利要求11所述的方法，其中所述保護性外涂層和所述金屬氮化物膜是用濕式 剝離工藝去除的。
13. -種用于磁性地圖案化基板的裝置，所述裝置包括： PVD腔室； 物理圖案化腔室； 蝕刻腔室；以及 等離子體浸沒腔室，其中所述PVD腔室、所述物理圖案化腔室、所述蝕刻腔室和所述等 離子體浸沒腔室耦接至移送腔室。
14. 如權利要求13所述的裝置，所述裝置還包括濕式剝離腔室。
15. 如權利要求14所述的裝置，還包括基板翻轉(zhuǎn)模塊。
【專利摘要】描述了一種用于在基板上形成具有磁特性圖案的磁性層的方法和裝置。所述方法包括使用金屬氮化物硬模層來通過等離子體暴露圖案化所述磁性層。所述金屬氮化物層是使用納米壓印圖案化工藝用氧化硅圖案負性材料來圖案化的。使用含鹵素和氧的遠程等離子體來使圖案在金屬氮化物中，并且在等離子體暴露之后使用腐蝕性的濕式剝離工藝去除所述圖案。所有的處理都在低溫下進行，以避免熱損傷磁性材料。
【IPC分類】G11C11-15
【公開號】CN104813402
【申請?zhí)枴緾N201380058513
【發(fā)明人】羅曼·古科, 史蒂文·韋爾韋貝克, 亞歷山大·康托斯, 阿道夫·米勒·艾倫, 凱文·莫雷斯
【申請人】應用材料公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2013年11月5日
【公告號】US20140131308, US20150214475, WO2014078124A1