用于差分蝕刻的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本公開涉及用于差分蝕刻的系統(tǒng)及方法。根據(jù)一種實(shí)施例的一種方法，包括：將基板放置于腔室內(nèi)；以及在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的蒸汽對(duì)減小基板的第一材料的蝕刻速率是有效的。本發(fā)明還公開了根據(jù)一種實(shí)施例的一種等離子體濺射裝置，包括：腔室；在腔室內(nèi)的用于以確定的速率來釋放蒸汽的儲(chǔ)存器；用于基板的底座；以及等離子體源。
【專利說明】用于差分蝕刻的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及選擇性地蝕刻基板的某些部分，并且更具體地，本發(fā)明涉及用于控制在基板的一種或多種材料之間的差分蝕刻的速率差的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]用于蝕刻基板(例如，微電子器件、磁頭等)的技術(shù)在本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)是已知的。常規(guī)的蝕刻工藝包括，例如，惰性氣體等離子體濺射、離子銑削或反應(yīng)離子蝕刻等。在這些工藝中，蝕刻由于離子對(duì)待蝕刻基板的表面的物理沖擊，或者由于沖擊離子與所蝕刻的表面之間的相互作用，或者由于這兩者而發(fā)生。但是，在這些工藝中，通過改變沖擊角度僅獲得了小的差分蝕刻速率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)一種實(shí)施例的方法包括:將基板放置于腔室內(nèi)；以及在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的蒸汽對(duì)減小基板的第一材料的蝕刻速率是有效的。
[0004]根據(jù)另一種實(shí)施例的方法包括:將基板放置于腔室內(nèi)，其中基板包括磁頭；以及在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的蒸汽對(duì)于減小磁頭的至少一個(gè)寫入極(write pole)的蝕刻速率是有效的,其中蒸汽的存在對(duì)磁頭的至少一個(gè)讀出器屏蔽體的蝕刻速率具有較小的影響。
[0005]根據(jù)一種實(shí)施例的等離子體濺射裝置包括:腔室；在腔室內(nèi)的用于以確定的速率釋放蒸汽的儲(chǔ)存器；用于基板的底座；以及等離子體源。
[0006]本發(fā)明的其他方面和實(shí)施例根據(jù)下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述將會(huì)變得明了，該詳細(xì)描述以實(shí)例(僅作示例)的方式來說明本發(fā)明的原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是根據(jù)一種實(shí)施例的方法的流程圖。
[0008]圖2示出了根據(jù)一種實(shí)施例的平疊式雙向雙模塊磁帶頭的側(cè)視圖。
[0009]圖2A是一對(duì)模塊的部分帶承載面的詳細(xì)視圖。
[0010]圖2B是根據(jù)一種實(shí)施例的模塊的部分截面圖。
[0011]圖3是根據(jù)一種實(shí)施例的方法的流程圖。
[0012]圖4示出了根據(jù)一種實(shí)施例的等離子體濺射裝置的示意圖。
[0013]圖5A-5C示出了根據(jù)一種實(shí)施例的蝕刻工藝的結(jié)果。
[0014]圖6A-6C示出了根據(jù)一種實(shí)施例的蝕刻工藝的結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面的描述是為了說明本發(fā)明的一般性原理而給出的，而并不是要限定本文所要求的本發(fā)明的概念。此外，本文所描述的特定特征能夠按照各種可能的組合和組合中的每一種與所描述的其他特征結(jié)合起來使用。
[0016]除非本文另有具體說明，否則所有術(shù)語都應(yīng)當(dāng)作最寬泛的可能解釋，包括由本說明書所暗示的意思以及本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的和/或詞典、論文等所定義的意思。
[0017]還必須注意，如同在本說明書和所附的權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”及“該”包括多個(gè)指代物，除非另有說明。
[0018]下面的描述公開了本發(fā)明的幾種優(yōu)選實(shí)施例，以及其操作和/或組成部件。
[0019]在一種一般性實(shí)施例中，一種方法包括:將基板放置于腔室內(nèi)；以及在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的蒸汽對(duì)減小基板的第一材料的蝕刻速率是有效的。
[0020]在另一種一般性實(shí)施例中，一種方法包括:將基板放置于腔室內(nèi)，其中基板包括磁頭；以及在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的蒸汽對(duì)于減小磁頭的至少一個(gè)寫入極的蝕刻速率是有效的，其中蒸汽的存在對(duì)磁頭的至少一個(gè)讀出器屏蔽體的蝕刻速率具有較小的影響。
[0021]在一種一般性實(shí)施例中，等離子體濺射裝置包括:腔室；在腔室內(nèi)的用于以確定的速率來釋放蒸汽的儲(chǔ)存器；用于基板的底座；以及等離子體源。
[0022]在常規(guī)的高真空蝕刻工藝中，例如，惰性氣體等離子體濺射、離子銑削、反應(yīng)離子蝕刻等，蝕刻典型地由于離子對(duì)待蝕刻表面的物理沖擊，由于在沖擊離子與所蝕刻的表面之間的相互作用等而發(fā)生。雖然在這些常規(guī)的蝕刻工藝中通常改變沖擊角度以便以不同的速率來蝕刻某些類別的材料，但是僅可獲得小的差分速率。
[0023]本發(fā)明的實(shí)施例通過提供用于經(jīng)由在所選材料與蝕刻抑制劑之間的選擇性的原位相互作用來改變對(duì)蝕刻的敏感性以獲得大的差分蝕刻速率的系統(tǒng)和方法來克服上述缺點(diǎn)。例如，在某些實(shí)施例中可以使用表面化學(xué)反應(yīng)來減小對(duì)特定材料的蝕刻速率。優(yōu)選地，在某些實(shí)施例中，總的蝕刻速率可以是低的以允許表面相互作用對(duì)于某些材料比其他材料更有效。
[0024]在優(yōu)選的實(shí)施例中，該系統(tǒng)和方法可以被用來成形(profile)磁記錄磁頭表面以由于坡莫合金(鎳鐵合金)涂覆而使表面短路(shorting)最小化。例如，根據(jù)各種實(shí)施例，蝕刻可以被執(zhí)行以使可延展的(ductile)坡莫合金凹進(jìn)傳感器層之下。
[0025]此外，本發(fā)明的發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn):當(dāng)蝕刻如同本文的實(shí)施例中所描述的那樣在存在水蒸汽的情況下執(zhí)行時(shí)，出現(xiàn)了未意料到的且令人驚訝的結(jié)果，包括對(duì)于某些材料的可觀察到的大的蝕刻速率變化，而對(duì)于其他材料則沒有。與之前已知的其中水蒸汽被有意地完全排出真空系統(tǒng)的蝕刻方法和系統(tǒng)不同，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例在存在壓力被選定的且受控的水蒸汽的情況下蝕刻或成形基板。
[0026]雖然以前沒有認(rèn)識(shí)到并且不可能已預(yù)料到用于允許對(duì)相對(duì)蝕刻速率的控制的精確機(jī)制，但是在不希望受約束于任何理論的情況下，現(xiàn)在假定，水蒸汽具有對(duì)鐵的親合力，其中水和/或氧物質(zhì)可以與鐵含量成比例地鍵合于合金或者(否則的話)與合金反應(yīng)。應(yīng)當(dāng)認(rèn)為，鐵含量越高，水蒸汽越傾向于聚集于合金的表面，由此在分子層面上提供對(duì)進(jìn)入離子的屏障并從而減緩蝕刻速率。
[0027]本文所給出的方法可應(yīng)用于制造任何類型的器件(包括，磁頭、傳感器、電路、芯片、處理器等)的各種各樣的工藝。將各種實(shí)施例置于一種背景下，并且僅作為實(shí)例(但不限于該實(shí)例)，若干種實(shí)施例依據(jù)對(duì)磁頭的處理來描述。此外，這以實(shí)例的方式來幫助讀者，并且薄膜和/或半導(dǎo)體處理領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到本文的教導(dǎo)的多種可能的其它應(yīng)用。
[0028]在一種說明性的實(shí)例中，含有較高鐵含量的鎳鐵合金(例如，45at% (原子百分比)Ni/55at%Fe)的至少一個(gè)寫入極可以在等離子體濺射蝕刻(在此也稱為等離子體濺射)期間以比至少一種坡莫合金(例如，80/20NiFe)充分慢(例如，慢高達(dá)大約9倍)的速率來蝕刻讀出器屏蔽體。這個(gè)未預(yù)料到的且令人驚訝的結(jié)果——在存在水蒸汽的情況下的大的差分蝕刻——除了獲得通過選擇性地使傳感器的某些部分凹進(jìn)來保護(hù)傳感器免于表面涂覆的原先預(yù)定目的之外，還允許獲得基本上零凹進(jìn)的寫入極。
[0029]另外，在優(yōu)選的實(shí)施例中，該系統(tǒng)和方法還可以提供用于控制在能夠產(chǎn)生高真空(例如，為薄膜層的濺射沉積所需的)的系統(tǒng)中的水蒸汽壓力的裝置。特別地，示例性的實(shí)施例可以提供用作水儲(chǔ)存器的多孔氧化鋁結(jié)構(gòu)，該儲(chǔ)存器隨后可以在蝕刻和/或真空系統(tǒng)的抽空期間以確定的速率來釋放水。在一種實(shí)施例中，該結(jié)構(gòu)接近于或者用作用于支持一個(gè)或多個(gè)基板的托盤(pallet)。
[0030]在各種壓力下的速率可以經(jīng)由使用常規(guī)試驗(yàn)的已知技術(shù)來確定，這些技術(shù)應(yīng)當(dāng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容時(shí)會(huì)清楚的。而且，所要求權(quán)利的系統(tǒng)和方法可以支持有氫氣的或者沒有氫氣的蝕刻。
[0031]圖1示出了根據(jù)一種實(shí)施例的方法100。作為選擇，該方法100可以結(jié)合本文所列出的任何其他實(shí)施例的特征(例如，在其他圖中示出的那些特征)來實(shí)現(xiàn)。但是，當(dāng)然，該方法100以及本文所給出的其他方法可以用于各種應(yīng)用和/或組合中，這些應(yīng)用和/或組合可以與本文所列出的說明性實(shí)施例相關(guān)，也可以不相關(guān)。此外，本文所給出的方法100可以在任何期望的環(huán)境中執(zhí)行。而且，根據(jù)各種實(shí)施例，在方法100中可以包括比圖1所示的那些操作更多或更少的操作。
[0032]如圖1所示，根據(jù)一種方案，方法100包括將基板放置于腔室內(nèi)。參見操作102。方法100還包括在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的蒸汽對(duì)減小基板的第一材料的蝕刻速率是有效的。參見操作104。如同本文所使用的，蒸汽可以包括(但不限于)水蒸汽。
[0033]根據(jù)一種實(shí)施例，等離子體濺射可以在真空中執(zhí)行。
[0034]在另一種實(shí)施例中，蒸汽可以在用于創(chuàng)建真空的抽空過程中釋放。
[0035]優(yōu)選地，蒸汽可以來源于腔室內(nèi)的儲(chǔ)存器。根據(jù)一種方案，儲(chǔ)存器可以包括多孔結(jié)構(gòu)。多孔結(jié)構(gòu)可以包括多孔材料，包括(但不限于):陶瓷；金屬氧化物，例如，氧化鋁、氧化鈦，二氧化鋯(氧化鋯)；氮化硅；碳化硅；等，或者適用于容納和釋放蒸汽(例如，水蒸汽)的其他多孔材料，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容時(shí)所應(yīng)當(dāng)會(huì)理解的。在某些實(shí)施例中，多孔結(jié)構(gòu)是可以在濺射過程中釋放出氧的含氧材料。氧可以幫助水的作用。儲(chǔ)存器可以是采用任意上述材料的燃燒涂覆的基板。儲(chǔ)存器可以定位于腔室內(nèi)的任何位置，例如，沿著腔室的一個(gè)側(cè)面，在基板上方或下方，在底座內(nèi)或者沿著底座等，或者在某些實(shí)施例中，與用來支持基板的托盤結(jié)合，由此提供本地的水蒸汽源。
[0036]在另一種方案中，儲(chǔ)存器能夠位于腔室之外，并且水蒸汽能夠以可控的方式注入腔室內(nèi)。[0037]根據(jù)另一種方案，儲(chǔ)存器可以在特定的真空壓力下以已知的速率來釋放蒸汽。
[0038]在腔室內(nèi)的水蒸汽壓力一般指的是正由儲(chǔ)存器釋放的水蒸汽的壓力。本文給出了若干示例性的蒸汽壓力，并且這些蒸汽壓力一般適用于其中基板的溫度應(yīng)當(dāng)保持于70°C以下的蝕刻，但是應(yīng)當(dāng)記住，壓力可以調(diào)節(jié)至所公開的值以上和/或以下，取決于在給定的過程中使用的等離子體能量和/或加速電壓。本領(lǐng)域技術(shù)人員在了解了本文的教導(dǎo)后能夠確定可工作范圍，無需過多的試驗(yàn)。
[0039]在一種說明性的方案中，水蒸汽的非零壓力可以大于KT7Torr (托)的壓力獲得。在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，蒸汽的壓力可以為10_5-10_7Torr，取決于等離子體能量。本發(fā)明已經(jīng)找出了這個(gè)用于提供具有不同鐵成分的層的差分蝕刻速率的令人驚訝的且未預(yù)料到的結(jié)果的范圍?，F(xiàn)在在了解本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠?qū)⒈疚乃o出的教導(dǎo)推廣到其他材料系統(tǒng)，以便在無需過多試驗(yàn)的情況下確定為此類材料系統(tǒng)提供類似的差分蝕刻速率的水蒸汽壓力。
[0040]在另一種實(shí)施例中，在腔室內(nèi)的期望的水蒸汽量可以基于沖擊比(impingementratio)。如同本文所使用的，沖擊比可以被定義為每單位時(shí)間撞擊基板的蒸汽分子的數(shù)量除以每單位時(shí)間撞擊基板的等離子體離子的數(shù)量，其中分子和原子的數(shù)量能夠使用任何已知的方法來估計(jì)或計(jì)算。
[0041]另外，在一種實(shí)施例中，在等離子體濺射期間可以基本上沒有氫氣存在于腔室內(nèi)。該表述包括由于例如原料氣中存在痕量氫氣而存在痕量(例如，lat%以下)的氫氣。此外，在腔室內(nèi)存在痕量氫氣可以是由于固有地?zé)o法在腔室的抽空過程中從腔室內(nèi)去除所有物質(zhì)的每個(gè)原子等。
[0042]根據(jù)各種方案，氫氣可以(也可以不)在等離子體濺射期間(有目的地)添加到腔室中。等離子體可以包括離子化的惰性氣體(例如，氬氣)，并且從而不需要濺射靶。
[0043]在一種實(shí)施例中，方法100還可以包括在等離子體濺射之前和/或之后于腔室內(nèi)形成基板的某些部分。例如，涂層可以在等離子體濺射之后添加給器件。
[0044]在另一種實(shí)施例中，基板可以包括第一材料。根據(jù)一種方案，基板的第一材料可以是含有第一濃度的鐵的合金。在又一種實(shí)施例中，基板還可以包括第二材料，其中基板的第二材料可以是包含與第一材料的鐵的第一濃度不同的第二濃度的鐵的合金。例如，在一種方案中，第一材料可以包括大于30at%的鐵，而第二材料可以包括小于30at%的鐵。在一種優(yōu)選的方案中，第一材料可以包括大約45at%的鎳和55at%的鐵，而第二材料可以包括大約80at%的鎳和20at%的鐵。在另一種示例性的方案中，第一材料可以包括Al-Fe-Si (鋁硅鐵合金(Sendust)),其中鐵為大約81at%。鐵娃招合金是不可延展的并且是耐磨的；因而，在某些實(shí)施例中，包含鐵硅鋁合金的第一材料可以提供額外的耐用性。例如，所述額外的耐用性可以保護(hù)帶使其免于在磁頭內(nèi)磨損，尤其是對(duì)于具有很少或者沒有鐵硅鋁合金凹進(jìn)的那些磁頭。
[0045]在另一種實(shí)施例中，第二材料可以暴露于等離子體濺射，其中蒸汽的存在可以具有對(duì)第二材料的蝕刻速率的減小的(優(yōu)選為可忽略的)影響。如同本文所使用的，可忽略表示蝕刻速率為沒有蒸汽的情況下的蝕刻速率的20%之內(nèi)。
[0046]但是，在一種方案中，第一材料的蝕刻速率在蒸汽存在的情況下可以減小至少2倍。根據(jù)另一種方案，第一材料的蝕刻速率可以減小4倍以上，例如，至少5倍，至少6倍，至少7倍，至少8倍，至少9倍等。例如，在其中第一材料可以包括45at%的鎳和55at%的鐵，而第二材料可以包括80at%的鎳和20at%的鐵的一種優(yōu)選的方案中，第一材料可以按照比第二材料的蝕刻速率慢達(dá)大約9倍的速率來蝕刻。如上所述，在存在蒸汽的情況下，第一材料的蝕刻速率的減小是一種未預(yù)料到的且令人驚訝的結(jié)果。
[0047]另外，根據(jù)一種實(shí)施例，方法100的基板可以包括磁頭,如圖2所不。在一種方案中，磁頭的至少一個(gè)屏蔽體可以由第二材料形成，其中磁頭的至少一個(gè)寫入極可以由第一材料形成。
[0048]舉例來說，圖2示出了平疊式雙向雙模塊磁帶頭200的側(cè)視圖，該平疊式雙向雙模塊磁帶頭200可以在本發(fā)明的背景下實(shí)現(xiàn)。如圖所示，磁頭包括一對(duì)基部202，每個(gè)基部202配備有模塊204，并且被固定為相對(duì)于彼此成小角度α。基部可以是粘附地耦接在一起的“U形梁”。每個(gè)模塊204包括基板204A以及具有薄膜部分的密封物(closure) 204B，該薄膜部分通常稱為其內(nèi)形成有讀出器和/或?qū)懭肫?06的“間隙”。在使用時(shí)，帶208按所示的方式沿著介質(zhì)(帶)承載表面209在模塊204上移動(dòng)，以便使用讀寫器和寫入器來在磁帶208上讀取和寫入數(shù)據(jù)。在進(jìn)入和退出扁平介質(zhì)支持表面209的邊緣處的帶208的包角Θ通常為大約0.1-5度。
[0049]基板204A典型地由耐磨材料構(gòu)成，例如，陶瓷。密封物204B由與基板204A相同的或類似的陶瓷制成。
[0050]讀出器和寫入器可以按照背馱式或合并式配置來排布。一種說明性的背馱式配置包括在(磁屏蔽的)讀出換能器(例如，磁阻式讀出器等)之上(或之下)的(磁感應(yīng)的)寫入換能器，其中寫入器的極和讀出器的屏蔽體一般被隔開。一種說明性的合并式配置包括一個(gè)讀出器屏蔽體處于與一個(gè)寫入極相同的物理層(因此，是“合并的”)。讀出器和寫入器還可以按照交錯(cuò)的配置來排布。作為選擇，每個(gè)通道陣列可以僅為讀出器或?qū)懭肫?。這些陣列中的任一個(gè)可以含有用于讀出介質(zhì)上的伺服數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)伺服軌道讀出器。
[0051]圖2A示出了根據(jù)一種實(shí)施例的磁帶頭200的互補(bǔ)(complimentary)模塊的部分磁帶承載面的視圖。在該實(shí)施例中，每個(gè)模塊都具有形成于共同基板204A上的成背馱式配置的多個(gè)寫/讀(R/W)對(duì)以及可選的電絕緣層236。以寫磁頭214例示的寫入器以及以讀磁頭216例示的讀出器被排列為平行于帶介質(zhì)于其上行進(jìn)的方向，以形成以R/W對(duì)222例示的R/W對(duì)。
[0052]可以存在若干R/W對(duì)222，例如，8對(duì)、16對(duì)、32對(duì)等。如圖所示的R/W對(duì)222在一般與磁帶于其上行進(jìn)的方向垂直的方向上線性排列。但是，這些對(duì)同樣可以排列于對(duì)角線等方向上。伺服讀出器212被定位于該組R/W對(duì)的外部，所述伺服讀出器212的功能是眾所周知的。
[0053]一般地，磁帶介質(zhì)在箭頭220所示的前向或反向方向上移動(dòng)。磁帶介質(zhì)和磁頭組件200以按照本【技術(shù)領(lǐng)域】所熟知的方式進(jìn)行的轉(zhuǎn)換關(guān)系來操作。背馱式MR磁頭組件200包括結(jié)構(gòu)總體相同的兩個(gè)薄膜模塊224和226。
[0054]模塊224和226被接合在一起，在其密封物204B (部分示出)之間存在間距，從而形成單個(gè)物理單元以通過激活前導(dǎo)模塊的寫入器以及在與帶相對(duì)其行進(jìn)的方向平行的方向上與前導(dǎo)模塊的寫入器對(duì)齊的尾部模塊的讀出器來提供同時(shí)讀寫的能力。當(dāng)背馱式磁頭200的模塊224、226被構(gòu)造時(shí)，在創(chuàng)建于導(dǎo)電性基板204A (部分示出)之上的間隙218內(nèi)形成層，例如，AlTiC層，對(duì)于R/W對(duì)222 —般按以下順序:絕緣層236，通常為鐵合金(例如，NiFe (坡莫合金)、CZT或Al-Fe-Si (鐵硅鋁合金))的第一屏蔽體232，用于感測磁介質(zhì)上的數(shù)據(jù)軌道的傳感器234，通常為鎳-鐵合金(例如，?80/20&丨％坡莫合金)的第二屏蔽體238，第一及第二寫入器極尖部228、230，以及線圈(未示出)。傳感器可以是任意已知類型的，包括基于MR的那些，例如，GMR、AMR、隧穿磁阻(TMR)等。
[0055]第一及第二寫入器極228、230可以由高磁矩材料(例如，?45/55at%的NiFe)制成。注意，這些材料僅作為示例來提供，并且可以使用其他材料。還可以存在另外的層，例如，在屏蔽體和/或極尖部與包圍傳感器的絕緣層之間的絕緣層。用于該絕緣層的說明性材料包括:氧化鋁及其他氧化物、絕緣性聚合物等。
[0056]圖2B示出了在磁頭(例如，圖2A所示的具有坡莫合金屏蔽體和45/55NiFe的寫入極的磁頭)上進(jìn)行的等離子體濺射工藝的示例性結(jié)果。根據(jù)一種實(shí)施例，如圖2B所示，一個(gè)或多個(gè)寫入換能器214可以分別包括第一及第二寫入極228和230，具有可以相對(duì)沿著模塊204的介質(zhì)對(duì)向面209延伸的平面240凹進(jìn)深度dl的介質(zhì)對(duì)向面(media facing side)。在各種方案中，有利的是使在一個(gè)或多個(gè)寫入換能器214與介質(zhì)(例如，帶或盤)之間的間距損失最小化，以便使一個(gè)或多個(gè)寫入換能器214的精確度最大化。因此，在某些方案中，優(yōu)選的是使一個(gè)或多個(gè)寫入換能器214相對(duì)平面240的凹進(jìn)最小化。
[0057]繼續(xù)參照圖2B，根據(jù)一種實(shí)施例，一個(gè)或多個(gè)讀出換能器216的第一屏蔽體232和第二屏蔽體238的介質(zhì)對(duì)向面可以相對(duì)平面240凹進(jìn)深度d2。在某些方案中，一個(gè)或多個(gè)讀出換能器216的一個(gè)或多個(gè)屏蔽體(例如，232和238)的凹進(jìn)可以有利于保護(hù)讀出傳感器234使其不磨損。
[0058]現(xiàn)在參照圖3，圖中示出了根據(jù)一種實(shí)施例的方法300。作為選擇，該方法300可以結(jié)合本文所列出的任何其他實(shí)施例的特征(例如，在其他圖中示出的那些特征)來實(shí)現(xiàn)。但是，當(dāng)然，該方法300以及本文所給出的其他方法可以用于各種應(yīng)用和/或組合中，這些應(yīng)用和/或組合可以與本文所列出的說明性實(shí)施例相關(guān)，也可以不相關(guān)。此外，本文所給出的方法300可以在任何期望的環(huán)境中執(zhí)行。而且，根據(jù)各種實(shí)施例，在方法300中可以包括比圖3所示的那些操作更多的或更少的操作。
[0059]如圖3所示，根據(jù)一種方案，方法300包括將基板放置于腔室內(nèi)，其中基板包括磁頭。參見操作302。另外，方法300包括在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的蒸汽對(duì)于減小磁頭的至少一個(gè)寫入極的蝕刻速率是有效的，其中蒸汽的存在具有對(duì)磁頭的至少一個(gè)讀出器屏蔽體的蝕刻速率的減小的，優(yōu)選為可忽略的作用。參見操作304。應(yīng)特別注意的是在存在非零壓力的蒸汽的情況下磁頭的至少一個(gè)寫入極的蝕刻速率的未預(yù)料到的且令人驚訝的減小。
[0060]根據(jù)一種實(shí)施例，等離子體濺射可以在真空中執(zhí)行。
[0061]在某些方案中，氫氣在等離子體濺射期間可以存在于腔室內(nèi)。
[0062]在另一種實(shí)施例中，在等離子體濺射期間可以基本上沒有氫氣存在于腔室內(nèi)。該表述包括由于例如原料氣中存在痕量氫氣而存在痕量(例如，lat%以下)的氫氣。此外,在腔室內(nèi)存在痕量氫氣可以是由于固有地?zé)o法在腔室的抽空過程中從腔室內(nèi)去除所有物質(zhì)的每個(gè)原子等。
[0063]在又一種實(shí)施例中，蒸汽(例如，水蒸汽)可以來源于腔室內(nèi)的儲(chǔ)存器。根據(jù)一種方案，儲(chǔ)存器可以包括多孔結(jié)構(gòu)。多孔結(jié)構(gòu)可以包括多孔材料，包括(但不限于):陶瓷；金屬氧化物，例如，氧化鋁、氧化鈦，二氧化鋯(氧化鋯)；氮化硅；碳化硅，等，或者適用于容納和釋放蒸汽(例如，水蒸汽)的其他多孔材料，這是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀本公開內(nèi)容時(shí)所應(yīng)當(dāng)會(huì)理解的。
[0064]根據(jù)另一種方案，儲(chǔ)存器可以在特定的真空壓力以已知的速率來釋放蒸汽。在又一種方案中，蒸汽的壓力可以為I(T5-1(T7Torr。在一種優(yōu)選的實(shí)施例中，蒸汽的壓力可以是小于10_7Torr,取決于等離子體能量。
[0065]在另一種實(shí)施例中，磁頭的至少一個(gè)寫入極可以包括含有第一濃度的鐵的合金。另外，在一種方案中，磁頭的至少一個(gè)讀出器屏蔽體可以包括包含與在該至少一個(gè)寫入極內(nèi)的鐵的第一濃度不同的第二濃度的鐵的合金。例如，在另一種方案中，至少一個(gè)讀出器屏蔽體可以包括大于30at%的鐵，而至少一個(gè)寫入極可以包括小于30at%的鐵。在一種優(yōu)選的方案中，至少一個(gè)寫入極可以包括45at%的鎳和55at%的鐵,而至少一個(gè)讀出器屏蔽體可以包括80at%的鎳和20at%的鐵。在另一種示例性的方案中，至少一個(gè)寫入極可以包括Al-Fe-Si (鐵硅鋁合金)，其中鐵為大約81at%。
[0066]根據(jù)一種實(shí)施例，至少一個(gè)寫入極的蝕刻速率可以減小至少2-3倍。根據(jù)另一種實(shí)施例，至少一個(gè)寫入極的蝕刻速率可以減少至少6倍、7倍、8倍等。例如，在其中至少一個(gè)寫入極可以包括45at%的鎳和55at%的鐵,而至少一個(gè)讀出器屏蔽體可以包括80at%的鎳和20at%的鐵的一種優(yōu)選的方案中，該至少一個(gè)寫入極可以按照比該至少一個(gè)讀出器屏蔽體的速率慢大約9倍的速率來蝕刻。
[0067]現(xiàn)在參照圖4，圖中示出了根據(jù)一種實(shí)施例的等離子體濺射裝置400的示意圖。作為選擇，該裝置400可以結(jié)合本文所列出的任何其他實(shí)施例的特征(例如，參照其他附圖所描述的那些特征)來實(shí)現(xiàn)。但是，當(dāng)然，該裝置400以及本文所給出的其他裝置可以用于各種應(yīng)用和/或組合中，這些應(yīng)用和/或組合可以是在本文所列出的說明性實(shí)施例中具體描述的，也可以是沒有描述的。此外，在此給出的裝置400可以用于任何期望的環(huán)境中。
[0068]如圖4所示，根據(jù)一種方案，等離子體濺射裝置400可以包括腔室402。等離子體濺射裝置400還可以包括在腔室402內(nèi)的用于以確定的速率來釋放蒸汽的儲(chǔ)存器404。在一種方案中，蒸汽可以在特定的真空壓力釋放。例如，在一種實(shí)施例中，蒸汽可以被釋放直到蒸汽的壓力小于10_7Torr。
[0069]等離子體濺射裝置400可以另外包括用于基板408的底座406。在一種實(shí)施例中，基板408可以包括第一材料。根據(jù)另一種實(shí)施例，基板的第一材料可以是含有第一濃度的鐵的合金。在又一種實(shí)施例中，基板408還可以包括第二材料，其中基板的第二材料可以是包含與第一材料的鐵濃度不同的第二濃度的鐵的合金。例如，在一種方案中，第一材料可以包含大于30at%的鐵，而第二材料可以包含小于30at%的鐵。
[0070]在另一種實(shí)施例中，蒸汽的存在可以減小基板408的第一材料的蝕刻速率。另外，在一種方案中，蒸汽的存在可以具有對(duì)第二材料的蝕刻速率可忽略的影響。例如，在另一種方案中，第一材料的蝕刻速率可以比第二材料的蝕刻速率慢至少2倍、至少5倍、6倍、7倍、8倍等。在其中基板408的第一材料可以包括45at%的鎳和55at%的鐵，而基板408的第二材料可以包括80at%的鎳和20at%的鐵的一種優(yōu)選的方案中，第一材料可以按照比第二材料的速率慢大約9倍的速率來蝕刻。[0071]而且，根據(jù)一種實(shí)施例，基板408可以包括磁頭，例如，圖2B所示的磁頭。根據(jù)一種方案，磁頭的至少一個(gè)屏蔽體可以由第二材料形成，其中磁頭的至少一個(gè)寫入極可以由第一材料形成。
[0072]繼續(xù)參照圖4，等離子體濺射器可以包括任何已知類型的等離子體源410。在一種實(shí)施例中，等離子體可以包括離子化的氬氣。在另一種實(shí)施例中，等離子體可以使用射頻(RF)、直流電(DC)、微波(麗)等能量源來激發(fā)。
[0073]圖5A-5C和6A-6C證明了對(duì)不同材料的不同蝕刻速率。在圖5A中，示出了具有大于30at%的鐵的鐵合金層502，掩模504覆蓋著該鐵合金層502的一部分。圖5B示出了在沒有水蒸汽的情況下對(duì)層502的蝕刻結(jié)果。圖5C示出了在存在具有KT7Torr以上的壓力的水蒸汽的情況下對(duì)層502的蝕刻結(jié)果，其他條件與圖5B所使用的條件相同。在圖6A中，示出了具有小于30at%的鐵的鐵合金層602，掩模604覆蓋著該鐵合金層602的一部分。圖6B示出了在沒有水蒸汽的情況下對(duì)層602的蝕刻結(jié)果，條件與圖5B所使用的條件相同。圖6C示出了在存在具有KT7Torr以上的壓力的水蒸汽的情況下對(duì)層602的蝕刻結(jié)果，條件與圖5C所使用的條件相同。注意，在圖5C中，凹進(jìn)由水蒸汽減緩，但是在圖6C中，凹進(jìn)被最低限度地減緩。
[0074]應(yīng)當(dāng)清楚，上述系統(tǒng)和/或方法的各種特征可以按照任何方式來結(jié)合，從而根據(jù)以上給出的描述來創(chuàng)建出多種組合。
[0075]雖然以上已經(jīng)描述了各種實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，那些實(shí)施例僅作為示例來給出，而不作為限定。因而，本發(fā)明的寬度和范圍不應(yīng)限定于上述任何示例性的實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)僅依據(jù)后面的權(quán)利要求書及其等同物來界定。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 將基板放置于腔室內(nèi)；以及 在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)所述基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的所述蒸汽對(duì)減小所述基板的第一材料的蝕刻速率是有效的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述等離子體濺射在真空中執(zhí)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述蒸汽在用于創(chuàng)建所述真空的抽空過程期間被釋放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述基板的所述第一材料是包含第一濃度的鐵的I=1-Wl O
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述基板包括第二材料，其中所述基板的所述第二材料是包含與所述第一濃度不同的第二濃度的鐵的合金，其中所述第二材料被暴露于所述等離子體濺射，其中所述蒸汽的存在對(duì)所述第二材料的蝕刻速率具有較小的影響。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第一材料含有大于30%的鐵，其中所述第二材料含有小于30%的鐵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一材料的蝕刻速率減小至少2倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 所述的方法，其中所述基板包括磁頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述磁頭的至少一個(gè)屏蔽體由所述第二材料形成，其中所述磁頭的至少一個(gè)寫入極由所述第一材料形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述蒸汽源自于所述腔室內(nèi)的儲(chǔ)存器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述等離子體濺射期間在所述腔室內(nèi)基本上不存在氫氣。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述等離子體濺射期間不對(duì)所述腔室添加氫氣。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述等離子體是離子化的氬氣。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述等離子體濺射之前和/或之后在所述腔室內(nèi)形成所述基板的部分。
15.—種方法,包括: 將基板放置于腔室內(nèi)，其中所述基板包括磁頭；以及 在存在非零壓力的蒸汽的情況下對(duì)所述基板進(jìn)行等離子體濺射，其中處于非零壓力的所述蒸汽對(duì)減小所述磁頭的至少一個(gè)寫入極的蝕刻速率是有效的，其中所述蒸汽的存在對(duì)所述磁頭的至少一個(gè)讀出器屏蔽體的蝕刻速率具有減小的影響。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述等離子體濺射在真空中執(zhí)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述至少一個(gè)寫入極的蝕刻速率減小至少2倍。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述蒸汽源自于所述腔室內(nèi)的儲(chǔ)存器。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中在所述等離子體濺射期間在所述腔室內(nèi)基本上不存在氫氣。
20.一種等離子體濺射裝置，包括: 腔室； 在所述腔室內(nèi)的用于以確定的速率來釋放蒸汽的儲(chǔ)存器；用于基板的底座； 以及等離子體源。
【文檔編號(hào)】H01J37/32GK103681193SQ201310386258
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月31日
【發(fā)明者】R·G·比斯克伯恩, 羅士忠, 黃成一, A·C·汀 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司