專利名稱：制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
通常，由于形成記錄層的磁粒的尺寸己經(jīng)大幅減小，如磁盤之類的磁 存儲(chǔ)介質(zhì)的平面記錄密度越來越高。隨著平面記錄密度變得更高，由記錄 層的小型化結(jié)晶引起的熱起伏導(dǎo)致磁性翻轉(zhuǎn)和軌道窄化。這樣引起與鄰近 軌道的串?dāng)_并且放大磁頭中的記錄磁場(chǎng)，從而會(huì)導(dǎo)致將數(shù)據(jù)寫入鄰近軌道。
因此，例如，專利文獻(xiàn)1提出了一種改進(jìn)了平面記錄介質(zhì)的讀盤型磁 記錄介質(zhì)。該磁記錄介質(zhì)在記錄層中形成預(yù)定圖案的凹坑(pit)和凸區(qū)
(land)，并將非磁性材料填入凹坑一凸區(qū)圖案的凹坑中。
例如，專利文獻(xiàn)2公開了一種通過半導(dǎo)體元件的微制造中使用的如反 應(yīng)性離子蝕刻之類的干蝕處理以形成凹坑一凸區(qū)圖案的加工技術(shù)。還可實(shí) 施半導(dǎo)體元件的微制造中采用的如濺射之類的成膜技術(shù)，以將非磁性材料 填入記錄層的凹坑中。
磁盤和磁頭之間的間距被控制為納米級(jí)(例如，10nm或更小)。當(dāng)磁 記錄介質(zhì)的表面包含臺(tái)階時(shí)，這使得磁頭的懸浮不穩(wěn)定。這樣就會(huì)發(fā)生寫 入失敗和讀取失敗。
通過采用如上所述的濺射之類成膜技術(shù)用非磁性材料填充凹坑，在所 述凹坑內(nèi)和所述凸區(qū)上形成非磁性材料膜。從而，磁記錄介質(zhì)的表面具有 與記錄層的凹坑一凸區(qū)圖案相一致的凹坑一凸區(qū)形狀。因此，在讀盤型磁 記錄介質(zhì)中，記錄層上的凸區(qū)的表面和填充在凹坑中非磁性材料的表面被 平坦化，從而它們與磁盤的表面齊平。例如，專利文獻(xiàn)3公開了一種利用 半導(dǎo)體元件的微制造中采用的如化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)之類的拋光工藝的 整平技術(shù)。
如上文提及的，磁盤和磁頭之間的間距控制在納米級(jí)。因此，在磁盤 的表面，臺(tái)階(例如，在記錄層上形成的凸區(qū)表面與非磁性層磁性材料表 面之間產(chǎn)生的臺(tái)階)必須為幾個(gè)納米(例如，3nm)或更小。
然而，當(dāng)采用CMP技術(shù)時(shí)，難以從記錄層和凹坑去除料漿。從而需要很多時(shí)間和成本來洗去料漿。
專利文獻(xiàn)l:日本專利申請(qǐng)公開號(hào)9-97419 專利文獻(xiàn)2:日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2000-322710 專利文獻(xiàn)3:日本專利申請(qǐng)公開號(hào)2003-1662
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法，該方法改進(jìn)了磁存儲(chǔ)介質(zhì)的 平坦度。
本發(fā)明的第一方面是一種制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法。該方法包括在襯底 上形成磁性層的磁性層形成步驟，在所述磁性層上形成抗蝕劑掩模的掩模 形成步驟，利用所述抗蝕劑掩模在所述磁性層中形成凹坑的凹坑形成步驟， 在所述凹坑中和所述抗蝕劑掩模上，形成厚度與所述凹坑的深度相對(duì)應(yīng)的 非磁性層的非磁性層形成步驟，以及將沉積在所述抗蝕劑掩模上的所述非 磁性層和所述抗蝕劑掩模一起從所述磁性層去除的抗蝕劑去除步驟。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的磁存儲(chǔ)介質(zhì)的剖視圖2為示意剖視圖，示出了第一實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法中 的磁性層形成步驟；
圖3為示意剖視圖，示出了第一實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法中 的掩模形成步驟和凹坑形成步驟；
圖4為示意剖視圖，示出了第一實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法中 的非磁性層形成步驟；
圖5為示意剖視圖，示出了第一實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法中 的抗蝕劑去除步驟；
圖6為示意剖視圖，示出了第二實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法中 的磁性層形成步驟；
圖7為示意剖視圖，示出了第二實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法中 的抗蝕劑去除步驟；
圖8為示意剖視圖，示出了第二實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法中 的犧牲層去除步驟；
圖9為示意剖視圖，示出了第二實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法中 的犧牲層去除步驟；圖IO是示意圖，示出了當(dāng)蝕刻所述磁性層時(shí)得到的光發(fā)射強(qiáng)度圖譜和 當(dāng)蝕刻所述犧牲層時(shí)得到的光發(fā)射強(qiáng)度圖譜；
圖11是示意圖，示出了在犧牲層去除步驟中，325nm和375nm的光發(fā) 射強(qiáng)度隨時(shí)間的變化；
圖12是示意剖視圖，示出了變更實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法；
以及
圖13是示意剖視圖，示出了又一變更實(shí)施方式中制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參見附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的第一實(shí)施方式進(jìn)行描述。首 先，描述通過本發(fā)明制造的磁存儲(chǔ)介質(zhì)。該磁記錄介質(zhì)是例如垂直磁存儲(chǔ) 類型的磁盤IO。圖1是示出了該磁盤10的示意剖視圖。
如圖1所示，磁盤IO包括襯底11、層積在襯底11的上表面上的底層
12、 軟磁性層13、取向?qū)?4、作為磁性層的存儲(chǔ)層15、非磁性層16、保 護(hù)層17以及潤(rùn)滑劑層18。
例如，結(jié)晶玻璃襯底、強(qiáng)化玻璃襯底、硅襯底或者如鋁合金襯底之類 的非磁襯底可用作襯底11。
底層12是用于修勻襯底11的表面粗糙度的緩沖層，并確保襯底11與 軟磁性層13的粘合性。此外，底層12，同時(shí)作為決定上層的晶體取向的種 子層，決定著層積的軟磁性層13的晶體取向。例如，包括選自Ta、 Ti、 W、 和Cr的一種元素的非晶態(tài)或微晶態(tài)合金或該非晶態(tài)和微晶態(tài)合金的層積膜 可用作底層12。
軟磁性層13是一種增強(qiáng)存儲(chǔ)層15的垂直取向的磁性層。例如，包括 選自Fe、 Co、 Ni、 Al、 Si、 Ta、 Ti、 Zr、 Hf、 V、 Nb、 C和B的一種元素 的非晶態(tài)或微晶態(tài)合金或該非晶態(tài)和微晶態(tài)合金的層積膜可用作軟磁性層13。
取向?qū)?4是一種用于決定存儲(chǔ)層15的晶體取向的層。例如，Ru、 Ta、 Pt或MgO等的單層結(jié)構(gòu)，或者，其中Ru層或Ta層被層積在MgO層上的 多層結(jié)構(gòu)可用作取向?qū)?4。
存儲(chǔ)層15起到隔離用于存儲(chǔ)和復(fù)制的數(shù)據(jù)軌道的作用。隔離的存儲(chǔ)層 15各自包括與襯底11的上表面平行的上表面(存儲(chǔ)面15a)。各存儲(chǔ)層15包括形狀和大小各不相同的數(shù)據(jù)區(qū)和伺服區(qū)。在圖1中，為簡(jiǎn)化圖示，部 分地示出了形成為等節(jié)距寬度的數(shù)據(jù)區(qū)。為提高平面存儲(chǔ)密度，各存儲(chǔ)層 15最好具有在厚度方向(垂直磁化膜)上延伸的磁化促進(jìn)軸線
(magnetization facilitating axis )。
可將至少一種選自Co、 Ni、 Fe或Co合金的鐵磁材料用作存儲(chǔ)層15 的磁性材料。或者，例如，可將包含Si02、 Al203和Ta203并主要由CoCr、 CoPt和CoCrPt等組成的粒狀膜用作存儲(chǔ)層15的磁性材料。存儲(chǔ)層15的層 結(jié)構(gòu)可以是單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)包含兩個(gè)鐵磁性層和設(shè)置在所 述兩個(gè)鐵磁性層之間的非磁性層。也就是說，各存儲(chǔ)層15可形成為，通過 設(shè)置在所述鐵磁性層之間的非磁耦合層，以反鐵磁性的方式將所述兩個(gè)鐵 磁性層各自的磁化相耦合。
非磁性層16填充存儲(chǔ)層15之間的空隙(凹坑H)，以磁性隔離存儲(chǔ) 層15。各非磁性層16具有上表面(非磁面16a)，該上表面是與相鄰存儲(chǔ) 層15的存儲(chǔ)面15a相連續(xù)的平坦表面。例如，在非磁面16a和存儲(chǔ)面15a 之間形成的最大臺(tái)階為3nm或更小。并且，Si02、 A1203、 Ta203和MgF2 可用作非磁性層16的非磁性材料。
保護(hù)層17保護(hù)存儲(chǔ)層15和非磁性層16，并且厚度為例如0.5 15nm。 例如，類金剛石碳素(DLC)、碳氮化物鋁氧化物(carbonnitride aluminum oxide)或鋯氧化物可用于保護(hù)層17。
潤(rùn)滑劑層18用于當(dāng)磁盤10與磁頭接觸時(shí)使磁頭在平面方向滑動(dòng)，以 防止磁盤10和磁頭被損壞。為了保持由存儲(chǔ)面15a和非磁面16a形成的共 同面平坦，潤(rùn)滑劑層18具有作了進(jìn)一步平整的表面18a。例如，公知的如 全氟聚醚化合物之類的有機(jī)潤(rùn)滑劑可用于潤(rùn)滑劑層18。
現(xiàn)描述制造磁盤10的方法。圖2至圖5示出了在制造磁盤10的所述 方法中進(jìn)行的工序圖。
參見圖3，在形成存儲(chǔ)層15之后，在存儲(chǔ)層15上形成與數(shù)據(jù)軌道對(duì)應(yīng) 的抗蝕劑掩模R (掩模形成步驟)。抗蝕劑掩模R通過實(shí)施電子束(EB) 光刻而形成，其中存儲(chǔ)層15上旋涂有電子束正性抗蝕劑。或者，抗蝕劑掩 模R可通過實(shí)施納米壓印直接涂敷納米壓印聚合物而形成。還有，可使用 利用ArF抗蝕劑的ArF激光或利用KrF抗蝕劑的KrF激光。
在形成抗蝕劑掩模R后，襯底11整體暴露于反應(yīng)性等離子體PL1，以 利用抗蝕劑掩模R在存儲(chǔ)層15上形成圖案(凹坑H)(凹坑形成步驟)。 如Cl2、 BC13、 HBr、 QF8或CF4之類的鹵素氣體，該鹵素氣體和Ar或N2 的氣體混合物，或者NH3和CO的氣體混合物可用作蝕刻氣體。在蝕刻存儲(chǔ)層15之后，襯底11可整體暴露于含有活性氫物質(zhì)(氫離
子、氫自由基)的氫等離子體、H20等離子體以及由Ar和N2中的至少一 種與氫或水組成的氣體混合物等離子體。這利用氫活性物質(zhì)減少了聚集于 存儲(chǔ)層15的圖案上以及暴露的取向?qū)?4上的鹵素活性物質(zhì)。因此，存儲(chǔ) 層15的圖案的腐蝕(后腐蝕)得以避免，且取向?qū)?4與非磁性層16的粘 合得以確保。
參見圖4，在形成存儲(chǔ)層15之后，將非磁性材料濺射顆粒SP1沉積在 整個(gè)襯底ll上。即，在凹坑H內(nèi)和抗蝕劑掩模R上形成非磁性層16。
在形成非磁性層16期間，在整個(gè)襯底11上進(jìn)行各向異性濺射，使得 濺射顆粒SP1的入射方向基本上與襯底11的法線方向相同。各向異性濺射 是指濺射顆粒只以襯底的大致法線方向運(yùn)動(dòng)的濺射。這使得濺射顆粒SP1 的入射方向接近襯底11的法線方向。因此，濺射顆粒SP1大體上均勻地沉 積在遍及各凹坑H的整個(gè)寬度的范圍內(nèi)。當(dāng)沉積在凹坑H內(nèi)的非磁性層16 的厚度與存儲(chǔ)層15的厚度(凹坑H的深度)基本相同之時(shí)，非磁性層16 的形成結(jié)束。這樣將非磁面16a與存儲(chǔ)面15a平整至相同水平。
參見圖5，在形成非磁性層16之后，將抗蝕劑掩模R與抗蝕劑去除液 體接觸以從各存儲(chǔ)層15的存儲(chǔ)面15a除去抗蝕劑掩模R(抗蝕劑去除步驟)。 可使用能溶解抗蝕劑掩模R、不溶解存儲(chǔ)層15和非磁性層16、并且能保持 存儲(chǔ)層15的磁特性的有機(jī)溶劑作為所述抗蝕劑去除液體。具體地，在抗蝕 劑去除步驟中，將帶有抗蝕劑掩模R的襯底11浸入抗蝕劑去除液體，以從 各存儲(chǔ)層15的存儲(chǔ)面15a除去抗蝕劑掩模R，并除去沉積在抗蝕劑掩模R 上的非磁性層16。這樣就只在凹坑H中形成非磁性層16。 g卩，非磁面16a 和存儲(chǔ)面15a形成具有相同水平的平坦表面。
在去除抗蝕劑掩模R之后，在襯底11的表面(存儲(chǔ)面15a和非磁面 16a，見圖1)上沉積保護(hù)層17和潤(rùn)滑劑層18。更具體地，例如，利用烴 氣進(jìn)行CVD，以將類金剛石碳素層(DLC層保護(hù)層17)層積在存儲(chǔ)層 15和非磁性層16的上側(cè)上。這樣就形成了磁盤10，其中潤(rùn)滑劑層18的表 面18a具有高的平坦度。
現(xiàn)參見附圖對(duì)根據(jù)本發(fā)明的磁盤10的第二實(shí)施方式進(jìn)行描述。圖6至 圖9示出了在制造磁盤IO的方法中進(jìn)行的工藝過程。對(duì)第一實(shí)施方式中非 磁性層形成步驟(圖4)之后的制造工藝作了改動(dòng)。
參見圖6，在凹坑形成步驟(圖3)結(jié)束之后，將非磁性材料濺射顆粒SP2沉積到整個(gè)襯底11上(非磁性層形成步驟)。然后，進(jìn)行各向異性濺 射以在凹坑H內(nèi)和抗蝕劑掩模R上形成非磁性層16。
參見圖7，在形成非磁性層16之后，以與第一實(shí)施方式同樣的方式， 使抗蝕劑掩模R與抗蝕劑去除液體接觸，以從各存儲(chǔ)層15的存儲(chǔ)面15a除 去抗蝕劑掩模R并除去沉積在抗蝕劑掩模R上的非磁性層16 (抗蝕劑去除 步驟)。這樣就僅在凹坑H內(nèi)形成了非磁性層16。
參見圖8，在去除抗蝕劑掩模R之后，在襯底ll的整個(gè)表面(存儲(chǔ)面 15a和非磁面16a)上進(jìn)行各向同性濺射，以沉積非磁性材料濺射顆粒SP3。 即，在存儲(chǔ)面15a和非磁面16a上形成犧牲層21，該犧牲層21具有延伸遍 及整個(gè)襯底ll的平坦表面(犧牲面21a)。各向同性濺射是指濺射顆粒從 襯底的各個(gè)方向而不只是以法線方向射擊襯底的濺射(犧牲層形成步驟)。
結(jié)果，濺射顆粒SP3從各方向射擊襯底。這樣沉積濺射顆粒SP3從而 消除生成在存儲(chǔ)面15a和非磁面16a之間的臺(tái)階。因此，在整個(gè)襯底ll上 形成了更平坦的犧牲面21a。還有，當(dāng)犧牲層21補(bǔ)償了存儲(chǔ)面15a和非磁 面16a之間的臺(tái)階之時(shí)，犧牲層21的形成結(jié)束。這樣使?fàn)奚鼘?1的厚度 最小，并使形成犧牲層21所需的時(shí)間最短。
參見圖9，在形成犧牲層21之后，將整個(gè)襯底11暴露于反應(yīng)性等離子 體PL2，并且以相同的蝕刻速度蝕刻整個(gè)犧牲層21，直至存儲(chǔ)面15a暴露 (犧牲層去除步驟)。如C4Fs或CF4,之類的鹵素氣體、該鹵素氣體和Ar 或N2的氣體混合物等可作為蝕刻氣體使用。
犧牲層21的犧牲面21a是平坦表面。因此，當(dāng)整個(gè)犧牲層21被繼續(xù) 蝕刻并且存儲(chǔ)層15a被暴露時(shí)，在凹坑H相應(yīng)的區(qū)域中形成與存儲(chǔ)面15a 連續(xù)的平坦的非磁面16a。結(jié)果，當(dāng)犧牲層21的反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)結(jié) 束時(shí)，在襯底11的表面上形成與存儲(chǔ)面15a齊平的平坦的非磁面16a。
在蝕刻犧牲層21之后，整個(gè)襯底11可暴露于包含活性氫物質(zhì)(氫離 子和氫自由基)的氫等離子體。這樣就利用氫活性物質(zhì)降低了聚集在存儲(chǔ) 層15和非磁性層16上的鹵素活性物質(zhì)。因此，存儲(chǔ)層15的圖案的腐蝕(后 腐蝕)得以避免，并且存儲(chǔ)層15和保護(hù)層17的粘合以及非磁性層16和保 護(hù)層17的粘合得以確保。
犧牲層21的RIE結(jié)束時(shí)間可根據(jù)光發(fā)射強(qiáng)度來確定。圖IO示出了當(dāng) 僅在犧牲層21上進(jìn)行RIE時(shí)得到的光發(fā)射強(qiáng)度光譜。圖11示出了在犧牲 層去除步驟中，325nm和375nm的光發(fā)射強(qiáng)度隨時(shí)間的變化。
參見圖10，首先測(cè)量了通過僅僅是存儲(chǔ)層15的RIE得到的光發(fā)射強(qiáng) 度以及通過僅僅是犧牲層21的RIE得到的光發(fā)射強(qiáng)度。然后，根據(jù)這些測(cè)量結(jié)果，確定從存儲(chǔ)層15得到的光和從犧牲層21得到的光之間具有不同
發(fā)光強(qiáng)度的波長(zhǎng)(測(cè)得的波長(zhǎng)在圖10中，為325nm和375nm)。
在圖10中，對(duì)于波長(zhǎng)為325nm的光，從犧牲層21得到的光強(qiáng)度(虛 線)大于從存儲(chǔ)層15得到的光強(qiáng)度(實(shí)線)。另一方面，對(duì)于波長(zhǎng)為375nm 的光，從存儲(chǔ)層15得到的光強(qiáng)度(實(shí)線)大于從犧牲層21得到的光強(qiáng)度 (虛線)。因此，在犧牲層去除步驟中，當(dāng)在繼續(xù)蝕刻犧牲層21之后存儲(chǔ) 面15a暴露之時(shí)，犧牲層21的去除使325nm的光強(qiáng)度急劇下降，并且存儲(chǔ) 面15a的暴露使375nm的光強(qiáng)度急劇升高。SP ，如圖11所示，根據(jù)通過 RIE得到的325nm和375nm的光發(fā)射強(qiáng)度，如圖11所示，可以將325nm 的光強(qiáng)度急劇下降且375nm的光強(qiáng)度急劇升高的時(shí)間(圖11中的終止點(diǎn) Te)確定為RIE的終止點(diǎn)。這就確保避免存儲(chǔ)層15的過度蝕刻。這樣，存 儲(chǔ)面15a和非磁面16a能以更高的重現(xiàn)性形成為平坦表面。
在蝕刻犧牲層21之后，將保護(hù)層17和潤(rùn)滑劑層18依次層積到襯底11 的表面(存儲(chǔ)面15a和非磁面16a)上。這樣補(bǔ)償了在存儲(chǔ)層15和非磁性 層16之間生成的臺(tái)階，并形成了具有更高平坦度的磁盤10。
現(xiàn)對(duì)第一實(shí)施方式的實(shí)施例1進(jìn)行描述。
首先，將直徑為62.5mm的圓形玻璃盤襯底作為襯底11裝進(jìn)濺射裝置。
接下去，參見圖2，利用CoTa靶材得到厚度為200nm的CoTa層作為 底層12。還有，利用CoTaZr靶材得到厚度為500nm的CoTaZr層作為軟 磁性層13。利用Ru靶材得到厚度為5nm的Ru層作為取向?qū)?4。然后， 利用主要由CoCrPt組成并包含Si02的靶材形成厚度為20nm的 CoCrPt-Si02層作為存儲(chǔ)層15。
在形成存儲(chǔ)層15之后，參見圖3，將EB正性抗蝕劑旋涂到存儲(chǔ)層15 上，并進(jìn)行EB光蝕刻以得到與數(shù)據(jù)軌道相對(duì)應(yīng)的抗蝕劑掩模R。然后將具 有抗蝕劑掩模R的襯底11裝入RIE裝置，并將該襯底整體暴露于利用Cl2 和Ar的氣體混合物的反應(yīng)性等離子體PL1以得到存儲(chǔ)層15的圖案。在存 儲(chǔ)層15形成圖案之后，將襯底11整體暴露于氫等離子體以在存儲(chǔ)層15和 取向?qū)?4的表面進(jìn)行還原處理。
在存儲(chǔ)層15形成圖案之后，將具有抗蝕劑掩模R的襯底11裝入濺射 裝置，且Si02靶材和襯底11之間的間距增大至300mm。此外，Si02靶 材和襯底11之間的壓力減小至7x10—3 Pa。這樣，濺射顆粒SP1的入射方向 接近襯底ll的法線方向。換言之，濺射顆粒SP1的散射得以抑制。還有，參見圖4，對(duì)Si02靶材進(jìn)行濺射，Si02濺射顆粒SP1被沉積在凹坑H中 和抗蝕劑掩模R上。更具體地，進(jìn)行各向異性濺射，直至沉積在凹坑H中 的非磁性層16的厚度變得與存儲(chǔ)層15的厚度(凹坑H的深度)基本相同。 這樣就得到了與存儲(chǔ)面15a連續(xù)的非磁性層16a。
在形成非磁性層16之后，如圖5所示，將具有抗蝕劑掩模R的襯底 11浸入抗蝕劑去除液體，以除去抗蝕劑掩模R以及沉積在該抗蝕劑掩模R 上的非磁性層16。這樣就得到了由襯底11上的存儲(chǔ)面15a和非磁面16a形 成的平坦表面。在此情況下，測(cè)量襯底11表面(存儲(chǔ)面15a和非磁面16a) 上的最大臺(tái)階。在實(shí)施例1中，最大臺(tái)階為3nm或更小。因此，磁盤10 和磁頭之間的間距可控制在納米級(jí)。
最后，在襯底11的表面(存儲(chǔ)面15a和非磁面16a)上層積保護(hù)層17 和潤(rùn)滑劑層18，并得到具有高平坦度的磁盤10。
接下去描述第二實(shí)施方式的實(shí)施例2。
首先，以與實(shí)施例1同樣的方式，將直徑為62.5mm的圓形玻璃盤襯底 作為襯底11裝進(jìn)濺射裝置，并得到底層12、軟磁性層13、取向?qū)?4和存 儲(chǔ)層15。然后，以與實(shí)施例1同樣的方式，在存儲(chǔ)層15上形成抗蝕劑掩模 R，利用抗蝕劑掩模R作為掩模進(jìn)行RIE，以得到存儲(chǔ)層15的圖案。此外， 將襯底11整體暴露于氫等離子體以在存儲(chǔ)層15和取向?qū)?4的表面上進(jìn)行 還原處理。
在形成存儲(chǔ)層15的圖案之后，將具有抗蝕劑掩模R的襯底11裝入濺 射裝置。然后，參見圖6，利用Si02耙材進(jìn)行各向異性濺射以將Si02濺射 顆粒SP2沉積在凹坑H內(nèi)以及抗蝕劑掩模R上。
在形成非磁性層16之后，如圖7所示，將具有抗蝕劑掩模R的襯底 11浸入抗蝕劑去除液體，以除去抗蝕劑掩模R以及沉積在抗蝕劑掩模R上 的非磁性層16。這樣就得到了僅在凹坑H中的非磁面16a。
在去除抗蝕劑掩模R之后，將襯底ll裝入濺射裝置，且Si02靶材與 襯底11之間的間距設(shè)為70mm，該間距遠(yuǎn)小于各向異性濺射所需的距離。 此外，Si02和襯底11之間的壓力設(shè)為1.0Pa，該壓力遠(yuǎn)小于各向異性濺射 所用的壓力。這樣，濺射顆粒SP3的入射方向從襯底11的法線方向傾斜。 換言之，增強(qiáng)了濺射顆粒SP3的散射。還有，參見圖8， Si02濺射顆粒SP3 被沉積在存儲(chǔ)面15a和非磁面16a上，以形成厚度為10nm的犧牲層21。 即，得到平坦的并且補(bǔ)償了存儲(chǔ)面15a和非磁面16a的臺(tái)階的犧牲面21a。在形成犧牲面21a之后，將襯底11裝入RIE裝置，并將襯底ll的整個(gè)表面暴露于反應(yīng)性等離子體PL2以蝕刻犧牲層21，直至終止時(shí)間Te。還有，在蝕刻犧牲層21之后，將襯底層11完全暴露于氫等離子體以在存儲(chǔ)層15的存儲(chǔ)面15a和非磁性層16的非磁面16a上進(jìn)行還原處理。可使用C4F8和Ar的氣體混合物或CF4和Ar的氣體混合物作為用于反應(yīng)性等離子體PL2的蝕刻氣體。向作為等離子體源的天線線圈輸送800W的高頻電源，并向作為自偏置電壓源的襯底電極輸送偏置高頻電源。腔室壓力設(shè)為0.5Pa。
上述RIE條件避免了存儲(chǔ)層15的過度蝕刻。這樣，在襯底11的表面上得到平坦的且與存儲(chǔ)面15a齊平的非磁面16a。在此情況下，測(cè)量襯底11的表面(存儲(chǔ)面15a和非磁面16a)上的最大臺(tái)階。在實(shí)施例2中最大臺(tái)階為lnm或更小。因此，磁盤IO與磁頭之間的間距足以控制在納米級(jí)。
最后，在襯底11的表面(存儲(chǔ)面15a和非磁面16a)上形成保護(hù)層17和潤(rùn)滑劑層18，并得到具有高平坦度的磁盤10。
上述各實(shí)施方式中的制造磁盤10的方法具有下述優(yōu)點(diǎn)。
(1) 在第一實(shí)施方式的制造方法中，利用抗蝕劑掩模R形成存儲(chǔ)層15的凹坑H。然后，在凹坑H中以及抗蝕劑掩模R上形成非磁性層16，使得非磁性層16在凹坑H中的厚度與存儲(chǔ)層15的厚度(凹坑H的深度)基本相同。然后，從存儲(chǔ)層15的存儲(chǔ)面15a除去抗蝕劑掩模R和形成在抗蝕劑掩模R上的非磁性層16。
因此，非磁性層16可選擇性地只形成在凹坑H中。此外，形成在凹坑H中的非磁性層16的厚度與凹坑H的深度基本相同。這樣，存儲(chǔ)層15的存儲(chǔ)面15a和非磁性層16的非磁面16a形成為具有相同水平的平坦表面。這樣就提高了磁存儲(chǔ)介質(zhì)的平坦度。
(2) 在第一實(shí)施方式的制造方法中，利用非磁性材料，在襯底11的具有凹坑H的整個(gè)表面上進(jìn)行各向異性濺射，以在凹坑H中以及抗蝕劑掩模R上形成非磁性層16。因此，各向異性的濺射顆粒SP1可以進(jìn)入且向內(nèi)
(以深度方向)進(jìn)入凹坑H。這就形成了更加平坦的非磁面16a。
(3) 在第二實(shí)施方式的制造方法中，在去除抗蝕劑掩模R之后，存儲(chǔ)層15的存儲(chǔ)面15a和非磁性層16的非磁面16a均經(jīng)受利用非磁性材料的各向同性濺射。這樣形成了犧牲層21，其補(bǔ)償存儲(chǔ)層15和非磁性層16上側(cè)的存儲(chǔ)面15a和非磁面16a之間的臺(tái)階。換言之，形成在襯底ll的表面上的犧牲面21a是平坦的。接著，將犧牲層21暴露于具有均勻蝕刻速度的反應(yīng)性等離子體PL2以蝕刻犧牲層21，直至露出存儲(chǔ)層15的存儲(chǔ)面15a。因此，在存儲(chǔ)面15a和非磁面16a上形成了共同的并且平坦的犧牲面21a。還有，通過均勻地暴露犧牲層21直至存儲(chǔ)面15露出，形成更加平坦的存儲(chǔ)面15a和非磁面16a。從而避免存儲(chǔ)面15a的過度蝕刻。
(4)在第二實(shí)施方式的制造方法中，當(dāng)蝕刻犧牲層21時(shí)，對(duì)預(yù)定波長(zhǎng)的光的發(fā)射強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。還有，當(dāng)具有檢測(cè)波長(zhǎng)的光的發(fā)射強(qiáng)度達(dá)到通過蝕刻存儲(chǔ)層15得到的光的發(fā)射強(qiáng)度時(shí)，終止蝕刻犧牲層。從而在存儲(chǔ)層15露出時(shí)終止蝕刻犧牲層21。因此，存儲(chǔ)層15的過度蝕刻得以避免。這樣就提高了磁盤10的平坦度，并且使磁盤10的磁特性穩(wěn)定。
上述各實(shí)施方式的制造方法可作如下更改。
在上述各實(shí)施方式中，例如，如圖12所示，抗蝕劑掩模R的側(cè)壁為錐形，以擴(kuò)大抗蝕劑掩模R之間的開口。這使得濺射顆粒SP1從凹坑H周邊進(jìn)入的入射角度增大。這樣可以增加凹坑H周邊處的非磁性材料的沉積速度。為此，即使非磁面16a具有弓形剖面(圖12中的雙點(diǎn)線)，非磁面16a也可被進(jìn)一步平整(圖12中的實(shí)線)。
在上述各實(shí)施方式中，例如，如圖13所示，抗蝕劑掩模R的側(cè)壁可以是倒錐形，以擴(kuò)大抗蝕劑掩模R底部之間的間距。這樣，非磁性材料濺射顆粒從凹坑H的內(nèi)部逆向?yàn)R射，并聚集在抗蝕劑掩模R的底部側(cè)壁上。這樣就抑制了由逆向?yàn)R射引起的開口寬度的窄化。因此，即使非磁面16a具有碟形剖面(圖13中的雙點(diǎn)線)，該非磁面16a也可被進(jìn)一步平整(圖13中的實(shí)線)。
在上述各實(shí)施方式中，例如，存儲(chǔ)層15和取向?qū)?4都可利用抗蝕劑掩模R作為掩模進(jìn)行蝕刻。換言之，凹坑H的底表面可由軟磁性層13形成。
在第一實(shí)施方式中，在靶材與襯底之間的間距大于該耙材的直徑的條件下，用于各向異性濺射的壓力條件不限于7x10—3 Pa，只要該壓力小于等于lxlO"Pa。
權(quán)利要求
1.一種制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法，包括在襯底上形成磁性層的磁性層形成步驟；在所述磁性層上形成抗蝕劑掩模的掩模形成步驟；利用所述抗蝕劑掩模在所述磁性層中形成凹坑的凹坑形成步驟；在所述凹坑中和所述抗蝕劑掩模上，形成厚度與所述凹坑的深度相對(duì)應(yīng)的非磁性層的非磁性層形成步驟；以及將沉積在所述抗蝕劑掩模上的所述非磁性層和所述抗蝕劑掩模一起從所述磁性層去除的抗蝕劑去除步驟。
2. 如權(quán)利要求1所述的制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法，其特征在于，所述非磁性 層形成步驟包括用非磁性材料進(jìn)行各向異性濺射以形成所述非磁性層。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法，還包括通過用非磁性材料進(jìn)行各向同性濺射，在所述磁性層和所述非磁性 層上形成犧牲層的犧牲層形成步驟；以及蝕刻犧牲層以暴露所述磁性層的犧牲層去除步驟。
4. 如權(quán)利要求3所述的制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法，其特征在于，所述犧牲層 去除步驟包括在所述蝕刻期間，檢測(cè)具有預(yù)定波長(zhǎng)的光的發(fā)射強(qiáng)度；以及 當(dāng)所述具有預(yù)定波長(zhǎng)的光的發(fā)射強(qiáng)度達(dá)到通過蝕刻所述磁性層得到的光的發(fā)射強(qiáng)度時(shí)，結(jié)束所述犧牲層的蝕刻。
5. 如權(quán)利要求1所述的制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法，其特征在于，所述掩模形 成步驟包括在所述磁性層上形成所述抗蝕劑掩模，使得所述抗蝕劑掩模 包括錐形或倒錐形側(cè)壁。
全文摘要
一種制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的方法，改進(jìn)了磁存儲(chǔ)介質(zhì)的平坦度。在襯底(11)上形成存儲(chǔ)層(15)。接著，在存儲(chǔ)層(15)上形成抗蝕劑掩模(R)。然后利用抗蝕劑掩模(R)在存儲(chǔ)層(15)中形成凹坑(H)。此后，在凹坑(H)中和抗蝕劑掩模(R)上形成厚度與凹坑(H)的深度相對(duì)應(yīng)的非磁性層(16)。隨后，從存儲(chǔ)層(15)去除抗蝕劑掩模(R)和形成在抗蝕劑掩模(R)上的非磁性層(16)。
文檔編號(hào)G11B5/84GK101558445SQ20078004282
公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者山川洋幸, 山本直志 申請(qǐng)人:株式會(huì)社愛發(fā)科