CN101884069B - 用于构图介质的商业制造的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种蚀刻用于硬驱的构图介质磁盘的系统。设计该模块化系统以执行具体工艺序列，从而在未从真空环境中移除磁盘的情况下制造构图介质磁盘。在一些序列中蚀刻磁叠置体而在另一些序列中在形成所述磁叠置体之前执行蚀刻。在另一序列中，使用离子注入而非蚀刻步骤。对于蚀刻，利用可移动非接触电极执行溅射蚀刻。阴极移动到衬底的接触距离附近但是不接触该衬底以将RF能量耦合到磁盘。将衬底垂直固定在载体中并且依次蚀刻两侧。即，在一个腔室中蚀刻一侧而在下一个腔室中蚀刻第二侧。

Description

用于构图介质的商业制造的系统和方法

技术领域

本发明涉及衬底领域，例如磁盘、微制造，并且尤其涉及衬底的构图，例如用于硬盘驱动的硬盘的磁层。

背景技术

衬底的微制造是在例如半导体、平板显示器、发光二极管(LED)、用于硬盘驱动(HDD)的硬盘等的制造中采用的公知技术。已经知道，半导体、平板显示器以及LED的制造涉及对衬底进行构图的各种步骤。另一方面，硬盘的传统制造，通常被称为纵向记录技术，不涉及构图。类似地，用于垂直记录技术的磁盘制造不涉及构图。沉积更加均匀的层并且通常通过由记录头感应的磁通的交替变化来定义存储器单元，其中每一个记录比特在未构图的磁层内包围多个磁粒(grain)。

已经证明，为了保持与其它形式存储器的竞争，在面积比特密度和成本方面，非构图磁盘将不能满足市场需求。结果，已经提出应该对下一代磁盘进行构图。已经展望，尽管目前还不确定哪一种光刻技术会被商业化，并且还没有商业系统可用于构图介质的商业制造，但是构图工艺能够利用光刻。光刻的竞争者中有干涉光刻、近场刻蚀和纳米压印光刻(NIL)。无论使用何种光刻技术，一旦曝光和显影了光致抗蚀剂，需要根据期望的图案蚀刻和制造磁盘。然而，目前大多数研发努力都集中于构图步骤并且对在商业可行环境下制造构图磁盘还没有提出任何技术。

可以确定，蚀刻、溅射和其它制造技术对于半导体、平板显示器、LED等是公知的并且发展得很好。然而，还没有提出将这些技术集成以能够制造用于HDD的磁盘的系统。而且，与HDD磁盘不同，在所有这些应用中仅需要蚀刻衬底的一侧-这在制造期间允许吸盘(chuck)从背侧固定衬底。另一方面，HDD磁盘需要在两侧上制造，禁止使用吸盘。实际上，在HDD磁盘制造中，制造系统的任何部件都不能接触磁盘的任何表面。而且，在HDD制造商期望系统具有每小时1000个磁盘数量级的产量的同时，半导体制造商采用仅具有每小时几十个衬底的产量的系统。

考虑到这些，需要能够制造硬盘以提供用于HDD的构图介质的方法和系统。

发明内容

下面所包括的发明内容部分提供对本发明的一些方面和特征的基本理解。该发明内容不是本发明的宽泛概述并且因而并非旨在专门标识本发明的主要或者关键元件或者界定本发明的范围。其唯一目的是以简化形式提供本发明的一些概念作为下面提供的更加详细描述的前瞻。

按照商业可行方式提供用于在HDD中使用的磁盘的集成制造的方法和系统。概括了各种处理步骤并且设计其顺序以产生功能构图的介质磁盘。可以通过修改商业处理系统来构造所述系统，例如从Santa Clara，CA的Intevac可获得的200

如上所述，其中构图介质的制造要求将蚀刻技术结合到磁盘制造中等等。在考虑将等离子体蚀刻技术应用到硬盘时，本发明的发明人已经意识到，标准等离子体蚀刻技术对于蚀刻构图硬盘是有问题的。与半导体和其它应用不同，需要在两侧上蚀刻磁盘。因此，仅在一侧上具有等离子体蚀刻的传统系统不适于硬盘。而且，由于制造磁盘的两侧，不允许制造机器的任何元件接触磁盘的任一表面。因此，利用传统吸盘的现有技术系统由于接触背侧而不能用于处理硬盘。这提出了另一问题，即，如果没有吸盘能够用于固定磁盘，如何能够施加偏置电势以使等离子体的粒子(specy)撞击到磁盘的表面上？

本发明的发明人已经提出了对上述问题的解决方案并且开发了一种商业可行的构图介质制造系统。该制造系统包括蚀刻系统以及能够在不接触磁盘的任何表面的情况下蚀刻磁盘两侧的方法。本发明的实施例还能够施加偏置电势以在不将磁盘附接到吸盘的情况下使等离子体粒子碰撞到磁盘表面。

附图说明

结合到说明书中并且构成本说明书一部分的附图示例了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释和说明本发明的原理。附图旨在以图示的方式说明示例性实施例的主要特征。附图并非旨在描述实际实施例的每一个特征并且也并非旨在描述元件的相对尺寸，并且所述附图并非按照比例绘制。

图1说明了根据本发明一个通用实施例用于制造HDD构图介质磁盘的完整工艺的流程图。

图2说明了根据本发明一个通用实施例经过通用工艺流的构图介质的截面图。

图3说明了根据本发明实施例的构图系统的示例。

图4说明了根据本发明实施例用于制造构图介质磁盘的另一工艺。

图5说明了设计用于执行图4的工艺的系统的通用结构。

图6说明了根据本发明实施例用于制造构图介质磁盘的另一工艺。

图7说明了设计用于执行图6的工艺的系统的通用结构。

图8说明了根据本发明实施例用于制造构图硬盘的系统的一部分。

图9说明了沿着图8中的线A-A的截面图。

图10说明了沿着图8中的线B-B的截面图。

图11A是在远离磁盘的位置示出的可移动阴极的局部立体图，而

图11B是在接近磁盘的位置示出的可移动阴极的局部立体图。

图12说明了根据本发明实施例的磁盘蚀刻腔室。

图13说明了具有可选蚀刻腔室和冷却站的系统的实施例。

图14说明了根据本发明实施例的工艺流。

图15说明了根据本发明的系统的可选实施例。

图16说明了根据本发明实施例的某些可选特征。

图17是说明根据本发明实施例的蚀刻工艺的流程图。

图18说明了根据本发明实施例用于制造构图介质磁盘的另一工艺。

图19说明了设计用于执行图18的工艺的通用结构。

图20说明了根据本发明实施例用于先构图(patterning-first)工艺的示例。

图21说明了根据本发明实施例用于先构图工艺的另一示例。

具体实施方式

通用工艺

根据本发明的实施例，提供用于制造构图介质磁盘的系统和方法。图1说明了用于制造HDD构图介质磁盘的完整工艺的流程图，通常将其划分为四个模块(由虚线框表示)。在图1中，实线框表示利用传统的连续介质制造设备，虚线框表示利用光刻设备，例如以纳米压印光刻为例，双线框表示利用新颖的构图介质制造设备。在模块10中，通过在清洗装置12中清洗磁盘开始制造。然后将磁盘移动到传统处理系统14，例如用于制造非构图磁层的200

之后，将磁盘移动到光刻模块16以压印构图。光刻模块可以是当前考虑中的任何技术，包括但不限于纳米压印光刻。通常，在光刻模块中，磁盘涂覆有光致抗蚀剂，将光致抗蚀剂“曝光”至所需要的图案(或者通过辐射或者通过与主体(master)的物理接触，即，压印)，然后使曝光的抗蚀剂显影，或者在UV辐射下固化。一旦完成了光刻处理，将磁盘传输到构图系统18。

在构图系统18中执行各种处理，这些处理可以包括清除浮渣、抗蚀剂修整、硬掩模沉积和蚀刻、抗蚀剂剥离、金属蚀刻、平坦化(可以包括碳或者金属或者氧化物再填充和回蚀)。在多个腔室中执行这些工艺，每一个腔室具有独立的真空环境；然而，一旦磁盘进入系统18就不再离开真空环境，直到完成处理。下面将描述关于这些工艺以及用于执行这些工艺的各种系统元件的细节。一旦完成了在构图系统18中的处理，将磁盘移动到模块20和22，这与本发明的主题不再相关。

图2说明了根据本发明实施例经过通用工艺流的构图介质的截面图。磁盘到达具有表示为200的结构的构图系统。该结构包括其上沉积有软下层(SUL)210的衬底205。SUL层是用作对于从记录头的写入极到返回极的场的通量返回路径的“柔软的”或者具有相对低矫顽力的磁渗透下层。种子层215形成在SUL 210上方，并且磁层220形成在种子层上方。为了保护磁盘上的磁层免受由浮动磁头造成的机械磨损和环境化学腐蚀，在磁层220上方施加金刚碳(碳涂覆，COC)层225的薄保护涂层。然后在纳米压印步骤中例如使用光致抗蚀剂或者其它掩模材料形成构图掩模230。然后，示出为200的结构经过构图系统中的处理，该构图系统通常由结构240、250、260和270示出。

在240中，已经蚀刻COC层以用作硬掩模。即，一旦蚀刻了COC层，可以移除光致抗蚀剂并且COC层将维持期望的图案。然后，在250处，使用COC层作为硬掩模蚀刻磁层。可以按照顺次步骤执行这两个蚀刻步骤的每一个，即，一次蚀刻磁盘的一侧。这将在下面进行更完整的解释。在260中，沉积碳再填充层以填充构图的磁层，并且然后回蚀该碳再填充层以形成相对平坦的顶部表面。在170处，形成金刚碳状层(通常被称为NCT碳)的薄保护涂层。

通用系统架构

图3说明了根据本发明实施例的构图系统的示例。系统的通用结构可以模仿从Santa Clara，CA的Intevac可获得的200

在该示例中，系统具有两个升降结构302和304以及标记为1-16的十六个处理腔室。在该系统中，每一个腔室具有用作传输腔室的下部以及用于对磁盘执行该工艺的上处理腔室，其中该传输腔室用于传输具有磁盘的载体，通常为306。尽管一些腔室同时处理磁盘的两侧，但是其它腔室仅处理一侧，并且因此成对设置以完成对磁盘两侧的处理。

在图3的示例中，腔室1是清除浮渣/修整腔室，其也可以用于修整光致抗蚀剂。注意到，在该工艺涉及硬掩模构图时，由于硬掩模构图将移除任何过多的光致抗蚀剂，假设光致抗蚀剂具有期望的形状和总的尺寸，则可以跳过该步骤。该腔室同时处理磁盘的两侧。腔室2和3用于碳硬掩模蚀刻，即，用于蚀刻COC层。在图3的示例中，可以通过例如使用偏置的RF源的氧化辅助软蚀刻或者例如使用氧气的远程等离子体执行该蚀刻工艺。在该示例中，使用偏置的RF等离子体，使得每一个腔室2和3蚀刻磁盘的一侧。这可以利用在站4、6、8和9中使用的邻近偏置背板机制实现。如果使用非偏置的等离子体，例如远程等离子体源，则可以在单个腔室中执行该工艺，同时蚀刻两侧。通常，对于该步骤，蚀刻选择比是光致抗蚀剂与碳之间的自然选择比率，根据碳类型和抗蚀剂类型，可以在1∶1到1∶10之间。根据磁层厚度和蚀刻选择比，总蚀刻厚度大约是10-1000A。对于这里示出的示例，COC蚀刻的端点是关键的以避免氧气污染磁层。因此，在一个实施例中，朝向硬掩模氧化辅助蚀刻工艺的端部，停止氧气流，以使得该工艺利用无氧气等离子体继续。在另一实施例中，用于碳硬掩模蚀刻的氧化反应剂可以是降低(减轻)的氧化能力试剂，其在金属表面处能够有效地停止并且考虑到两个工艺步骤的差别。

由于在大多数应用中光致抗蚀剂的厚度将超出COC层的厚度，在完成COC蚀刻之后，一些光致抗蚀剂很可能将保留。因此，在腔室2和3中，或者在随后的腔室(未示出)中，也可以执行抗蚀剂的减小剥离的步骤。这也可以使用软等离子体执行，该软等离子体使用H2/O2源气体。由于该工艺也可以使用氧气，避免氧气污染磁层是关键的。这可以通过及时停止氧气流或者通过在执行该剥离抗蚀剂步骤之前在磁层上方形成钝化层(例如Pt、Ta、Cr)来进行。

腔室4-9用于交替蚀刻位于磁盘一侧上的磁层并且在蚀刻工艺之后冷却磁盘。在该示例中，在腔室8和9之间没有设置冷却腔室，这是由于在该示例中这两个蚀刻工艺之间的冷却在升降结构304中完成。当然，如果需要，也可以在这两个腔室之间增加另一冷却腔室。在该示例中，使用离子束蚀刻(IBE)蚀刻磁层，这需要偏置磁盘。因此，构造每一个腔室以仅蚀刻磁盘的一侧。如果使用反应离子蚀刻(RIE)，则可以配置每一个腔室以同时蚀刻两侧。使用创新的蚀刻腔室执行磁层蚀刻，这将在标题为蚀刻腔室的部分中进行详细描述。

应该设计磁层蚀刻工艺以避免削弱碳硬掩模，因此这里选择比更重要。该步骤的总蚀刻深度是大约100-1000A。期望在未蚀刻岛的顶部上剩余COC层的一些厚度，这也有助于防止对磁层的破坏。

腔室10用于形成碳再填充层以填充被蚀刻的区域。这可以通过溅射碳，例如NCT或者被溅射的碳，填充SiO2或者其它材料进行。再填充的厚度应该足以允许接下来的平坦化。在图3的示例中，在两个阶段中执行再填充(腔室10和12)，伴有两个接下来的平坦化步骤(腔室11和13)。当然，根据再填充材料以及用于再填充和平坦化的技术，可以使用其它设置和不同数量的腔室。可以使用回蚀，例如使用软蚀刻，进行平坦化。再填充-回蚀刻处理之后是冷却腔室14。腔室15和16用于在平坦化的再填充上方形成硬保护层。碳再填充的其它优点是有效地钝化被蚀刻的磁特征件的侧壁。这对于构图介质的关键特征件的磁完整性是关键的。可以通过NCT站实现构图介质侧壁的侧壁覆盖和钝化，该NCT站在具有零偏置的HDD产业中采用场，这影响了各向同性碳沉积的化学汽相沉积环境以及构图介质所需的侧壁覆盖和钝化。

可选工艺和系统架构

图4说明了用于制造构图介质磁盘的另一工艺，从与图2的200相同的光致抗蚀剂构图磁盘400开始。图5说明了设计用于执行图4的工艺的通用架构。关于步骤440，在腔室1中的清除浮渣之后，将磁盘移动到腔室2以蚀刻薄的COC，并且从而产生硬掩模，其中一些光致抗蚀剂可能仍然保留在COC层的顶部上。在步骤450中蚀刻磁层。在该示例中，与冷却步骤交错地依次执行磁层蚀刻步骤。这在图5中示出，其中磁盘在腔室3中经过在一侧上的RIE(反应离子蚀刻)蚀刻，在腔室4中冷却，利用接下来的冷却步骤对相同侧进行进一步蚀刻。然后，对相对侧重复该工艺。在该示例中，在完成对磁盘两侧上的磁层蚀刻步骤之后，仍然保留一些光致抗蚀剂。之后，在步骤460中执行碳再填充步骤，之后进行回蚀。可以在腔室12和3中重复该步骤。然后回蚀碳再填充以曝光和剥离剩余的光致抗蚀剂(步骤470)。最后，在腔室15和16中在磁盘上方形成碳保护层。

图6说明了用于制造构图介质磁盘的另一工艺，从与图2的200相同的光致抗蚀剂构图磁盘600开始。图7说明了设计用于执行图6的工艺的系统通用架构。在腔室1中的清除浮渣步骤之后，在步骤640中在光致抗蚀剂上方沉积硬掩模层，例如SnO2或者碳硬掩模。可以使用腔室2中的溅射工艺执行该步骤。然后在腔室3中剥离光致抗蚀剂，以使得仅SnO2硬掩模保留-步骤650。然后，使用交替的蚀刻和冷却腔室4-9，硬掩模用于蚀刻磁层(步骤660)。当完成磁层蚀刻步骤时，可以在腔室10中例如使用氢气可选地移除SnO2硬掩模。可选地，腔室10可以是冷却腔室代替移除硬掩模，在硬掩模上方执行碳再填充和回蚀的交替步骤，最后一次回蚀用于平坦化磁盘的表面并且移除SnO2硬掩模。然后，在腔室15和16中在磁盘的两侧上方形成保护涂层。

蚀刻腔室

在目前讨论的制造构图介质磁盘的示例中，需要蚀刻步骤来蚀刻磁层。下面描述用于执行溅射蚀刻的新型可移动非接触电极，这对于在硬盘驱动(HDD)中使用的硬磁盘的溅射尤其有利。电极移动到衬底的接触距离附近但是不接触衬底以将RF能量耦合到磁盘。要被蚀刻的材料可以例如是Co/Pt/Cr的金属或者类似金属。不允许系统的任何部分进行表面接触。将衬底垂直保持在载体中并且必须蚀刻两侧。在一个实施例中，在一个腔室中蚀刻一侧并且在下一个腔室中蚀刻第二侧。在两个腔室之间设置隔离阀并且磁盘载体在腔室之间移动磁盘。载体可以是例如使用磁化轮和线性电机的线性驱动载体。

在一个实施例中，腔室在一侧上具有喷头并且在另一侧上具有可移动电极。可以将喷头接地或者偏置，并且喷头具有向腔室中传送气体的设置，该气体例如是氩气和/或诸如CxFy、Cl₂、Br₂等的反应气体。腔室还具有用于线性驱动磁盘载体的导轨或者轨道。当磁盘载体位于(assume)处理位置时，电极移动到接近磁盘但是不接触磁盘。将例如13.56MHz的RF功率耦合到电极，电极电容性耦合到磁盘。然后在磁盘和喷头之间的空隙中点燃等离子体，从而从磁盘的表面溅射材料。在下一个腔室中，除了按照相对面对的顺序，提供同样的设置，以蚀刻磁盘的相对表面。冷却腔室可以夹置在两个腔室之间，或者在这两个腔室之后。

现在将参照附图描述本发明蚀刻腔室的实施例。图8说明了根据本发明实施例用于制造构图硬盘的系统的一部分，例如在图3、5或者7的任意一幅图中说明的系统的一部分。在图8中，示出了三个处理腔室100、105和110，但是每一侧上的三个点表示可以使用任何数量的腔室。而且，尽管示出了三个具体腔室，但是也不必一定要采用这里示出的腔室结构。而是可以使用其它腔室结构并且可以在所示的腔室之间夹置其它类型的腔室。

出于说明目的，在图8的示例中，三个腔室100、105和110是蚀刻腔室，每一个腔室由其自己的真空泵102、104、106去真空。每一个处理腔室具有传送部分122、124和126以及处理部分132、134和136。磁盘150安装在磁盘载体120上。在该实施例中，通过磁盘的外周固定磁盘，即，由于要制造两个表面以构图两侧，所以不接触其任何表面。磁盘载体120具有架设在轨道(图8中未示出)上的一组轮121。在一个实施例中，使轮磁化以提供更好的牵引和稳定。磁盘载体120架设在设置在传送部分中的轨道上以在处理部分中定位磁盘。在一个实施例中，使用线性电机结构(图8中未示出)从外部向磁盘载体120提供原动力。

图9说明了沿着图8中的线A-A的截面图。为了简化，在图9中说明了不带有载体的磁盘250，但是应该意识到，在图8的系统中执行的整个处理中磁盘保持在磁盘载体上，并且磁盘通过磁盘载体从一个腔室传输到另一个腔室，如图9中的箭头所示。在该说明性实施例中，在每一个腔室200、205和210中，在一侧上制造磁盘。如图9所示，随着磁盘从一个腔室移动到另一个腔室，在交替侧上制造磁盘，然而应该意识到，可以改变表面制造的顺序。图9中还示出了在制造期间隔离每一个腔室的隔离阀202、206。每一个腔室包括安装在可移动支撑242’、244’、246’上的可移动电极(在该示例中是阴极)242、244、246以及诸如喷头的前体气体传送装置262、264、266。

图10说明了沿着图8中的线B-B的截面图。所示的磁盘350安装在载体320上。载体320具有架设在轨道324上的轮321。轮321可以是磁性的，在这种情况下轨道324可以由顺磁材料制成。在该实施例中，可以通过线性电机326移动载体，尽管可以使用其它原动力和/或结构。一旦使腔室去真空，前体气体例如经由喷头364提供到腔室中。喷头可以接地。通过向可移动阴极344施加RF偏置能量，点燃并且维持等离子体。尽管可以利用用于点燃和维持等离子体的其它装置，但是可移动阴极提供吸引等离子体粒子并且使其朝向磁盘加速以从磁盘溅射材料必需的偏置能量。即，当可移动阴极344移动到非常接近磁盘的一个表面时，其将RF偏置能量电容性耦合到磁盘，以使得朝向磁盘加速等离子体粒子以蚀刻相对表面。应该意识到，尽管参照可移动阴极344解释了图8，但是使用移动阳极也能够实现相同的效果，这将参照图16进行描述。

图11A是表示在远离磁盘的位置中的可移动电极的局部立体图，而图11B是表示在接近磁盘的位置中的可移动电极的局部立体图。图11A说明了磁盘正好插入到腔室中或者即将离开该腔室并且没有执行处理的情况。图11B说明了处理期间腔室的情况，即，在蚀刻磁盘期间。由载体420的夹子423通过磁盘450的外周来固定磁盘450(在该示例中是四个夹子)。可移动电极组件444包括电极壳体441、电极盖443以及电极447。在该示例中，电极盖443具有与夹子423相匹配的凹槽449，以使得在图11B所示的其近端位置中该盖不会接触夹子。而且，尽管有一些模糊，但是电极本身是与磁盘的形状相匹配的环形形状，即，具有与磁盘的中心孔相匹配的中心孔。

图12说明了根据本发明实施例的蚀刻腔室。在图12中，剪裁和移除了一些元件以暴露出与理解本实施例相关的元件。将整个组件安装在主腔室体500上，该主腔室体500具有用作用于载体传输的传输腔室的下部522以及专用于磁盘制造，即，蚀刻，的上部532。在该图中，移除了通常位于传输腔室522中的轨道和线性电机以提供更清楚的视图。从主腔室体500的一侧进行前体气体传送而从另一侧提供RF能量耦合。在该实施例中，使用喷头组件562将前体气体传送到腔室中。使用与磁盘非常接近但是不接触磁盘的可移动电极组件实现RF能量耦合。使用移动组件585移动电极组件以使该电极组件在磁盘移动期间处于收缩模式并且在蚀刻期间处于伸展模式(参见图11A和11B)。

从传导电极到磁盘并且因此到等离子体进行电容性RF能量耦合。电极组件包括由传导材料制成并且其形状与磁盘表面互补的电极544。电极盖543设置在电极周围并且延伸超出电极544以在电极处于其近端加电位置时，电极盖543覆盖磁盘的边缘。在该位置中，电极盖543防止等离子体粒子袭击磁盘的侧面并且防止等离子体到达磁盘的背侧表面，即，防止等离子体接近位于面对电极的表面和电极之间的空间。

对于非反应蚀刻，前体气体可以例如是氩气。由于通常用于磁盘的磁金属可以被物理蚀刻，即，通过溅射，氩气是适合的前体气体。在处理期间，可以使腔室保持在降低的压力下，例如10-80毫托(mT)，尽管可以在1mT到10托的压力下执行某些处理。可以将RF能量设置为在例如频率为13.56MHz的例如100-3000瓦。在图5的示例中，通过将RF匹配器580耦合到蚀刻腔室，该结构被制成紧凑。来自匹配器580的RF功率耦合到传导电极544。在一个实施例中，流体管547提供流体作为热交换媒介以冷却或者加热电极544。类似地，流体管569可以向喷头提供热交换流体。

为了将RF能量有效耦合到磁盘，必须将电极544放置得距离磁盘很近。在所说明的实施例中，可以将磁盘与电极之间的距离设置在0.02”到0.75”之间。在这些示例中，可以按照±0.005”的精度进行该放置。在一个示例中，通过使用诸如一个或者多个光学传感器的接近传感器实现该放置精度。如图12所示，光纤582提供从电极544到光学传感器584的光学路径。可以使用多个光纤和相应的传感器并且可以利用各种光学技术来增强放置精度并且防止与磁盘碰撞。

在一个示例中，电极和喷头都由硬阳极化的铝制成。值得注意的是，与传统蚀刻腔室不同，这里暴露电极的传导表面并且不使用绝缘体覆盖该传导表面。而在其它示例中，喷头接地并且固定，即，不可移动。绝缘部件可以由氧化铝(这时会发生暴露于等离子体)或者耐高温绝缘材料(Ultem)制成。利用所描述的实施例，可以实现高于每秒10nm的蚀刻速率。

图13说明了具有交替的蚀刻腔室和冷却腔室的系统实施例。如每一侧上的三个点所表明的，该结构可以本身重复或者耦合到执行其它工艺的其它腔室或者耦合到冷却或传送腔室。值得注意的是，设置腔室600的位置以蚀刻磁盘650的一个表面。然后打开隔离阀602并且向冷却腔室600’移动磁盘。在下一个回合中，打开阀602’并且将磁盘移动到蚀刻腔室605中。设置蚀刻腔室605的位置以蚀刻磁盘的相对侧。之后将磁盘移动到另一冷却站605’。

图14说明了根据本发明实施例的工艺流。在步骤700处打开隔离阀并且在步骤705处传输载体以将衬底放置到正确位置进行处理。在步骤710处关闭隔离阀并且在步骤715处电极移动到其近端位置，即，位于衬底附近但是不接触衬底。在步骤720处将气体供应到腔室并且在步骤725处将RF提供到电极以点燃和维持等离子体。注意到，如果使用另一结构点燃等离子体，例如，使用感应线圈、远程微波等，则仍然需要到电极的RF以提供偏置电势使等离子体粒子朝向衬底加速。只要处理在进行，就提供气体和RF，并且当在步骤730处停止工艺时，在步骤735处停止RF，在步骤740处停止气体传送，并且将电极移动到其远端位置，即，远离衬底。然后重复该工艺以处理下一个磁盘并且将当前磁盘移动到另一个腔室。

图15说明了根据本发明系统的可选实施例。在图15中，耦合两个蚀刻腔室800和805，在这两个腔室之间没有任何冷却腔室。而是将冷却腔室800’和805’设置在蚀刻腔室的每一个双联体之间，以使得在衬底进入冷却腔室之前该衬底在两侧上进行蚀刻。

图16说明了根据本发明实施例的某些可选特征。出于说明目的，图16的腔室与图10中的类似，下面强调不同之处。例如，在图16的腔室中，提供一个或者多个气体注射器972，而不是使用喷头。相反地，腔室可以采用喷头和气体注射器二者。例如，喷头可以提供一种类型的气体，例如惰性气体，而注射器提供另一种类型的气体，例如反应气体。图16的腔室的另一特征是使用可移动阳极。即，在图16的腔室中，将RF功率耦合到静止电极964，该静止电极964可以嵌入在喷头中或者不嵌入在喷头中。可移动阳极944耦合到地。

图17是说明根据本发明实施例的工艺流程图。根据本发明构造的任何腔室都可以利用图17的工艺。在步骤1000中，将衬底移动到腔室中。在步骤1005中将可移动电极移动到邻近衬底但是不接触衬底的位置。在步骤1010中将气体引入到腔室中并且在步骤1015中将功率耦合到可移动电极或者静止电极，以便在步骤1020中点燃等离子体。在这种条件下，例如通过物理和/或反应离子蚀刻处理衬底。在完成处理步骤时，或者通过时序或者通过检测端点，在步骤1025中关闭RF功率，在步骤1030中使电极收缩到其远端位置，并且在步骤1035中使腔室去真空。在步骤1040中移除该衬底并且重复该工艺用于另一个衬底。应该注意到，尽管将移除一个衬底并且引入另一个衬底表示为两个单独的步骤，但是可以同时进行这些处理，即，在将一个衬底移出的同时，将第二衬底移入。

可选的非蚀刻工艺和系统架构

图18说明了根据本发明实施例用于制造构图介质磁盘的非蚀刻工艺。图19说明了设计用于执行图18的工艺的系统的通用架构。在该示例中，使用离子注入限定磁层的图案。紧接着腔室1中的清除浮渣工艺，在步骤840处执行离子实现。如图19所示，在该示例中，一次在一侧执行离子注入工艺，其间进行冷却。该实现可以是例如将扰乱磁层以在其中限定图案的He、N或者氩离子。在完成注入时，在步骤850处剥离光致抗蚀剂(腔室8)。然后在步骤860处形成保护层(腔室11和12)。

可选的先构图工艺和系统架构

图20说明了根据本发明实施例先构图工艺的示例。图20的工艺开始于在形成在衬底2005上的SUL层2010上方对光致抗蚀剂2030进行构图。然后使用这里公开的任何示例将该结构移动到根据本发明实施例配置的系统中。在步骤2040处，在构图的光致抗蚀剂上方形成硬掩模2032。在步骤2050中移除光致抗蚀剂以仅留下由硬掩模2032形成的图案。在步骤2060中使用用于构图的硬掩模蚀刻SUL层。如上所述，通过顺序蚀刻磁盘的每一侧执行该步骤。然后移除该硬掩模(未示出)并且然后在步骤2070中在蚀刻的图案上方形成种子层2072和磁层2074，然后在步骤2080中利用碳沉积/回蚀和保护层2082覆盖该磁层2074。

图21说明了根据本发明实施例先构图工艺的另一示例。图21的工艺开始于在衬底2005正上方对光致抗蚀剂2030进行构图。然后使用这里公开的任何示例将该结构移动到根据本发明实施例配置的系统中。在步骤2140处在构图的光致抗蚀剂上方形成硬掩模2132。在步骤2150中移除光致抗蚀剂以仅留下由硬掩模2132形成的图案。在步骤2160中使用用于构图的硬掩模2132蚀刻衬底2105。如上所述，通过顺序蚀刻磁盘的每一侧执行该步骤。然后移除该硬掩模(未示出)并且然后在步骤2070中在蚀刻的图案上方形成SUL层2176、种子层2172和磁层2174，然后在步骤2180中利用碳沉积/回蚀和保护层2182覆盖该磁层2174。

应该意识到，这里描述的工艺和系统能够商业制造用于硬驱的构图介质磁盘。通过该系统能够实现快速生产和高产量，其中在形成光致抗蚀剂图案之后，将磁盘移动到系统中的真空环境中并且在不将磁盘从真空环境中移除的情况下执行整个构图制造。

应该理解，这里描述的工艺和技术并非本质上与任何特定的装置相关并且可以通过部件的适当组合实现。此外，根据这里描述的教导，可以使用各种类型的通用设备。构造专用装置来执行这里描述的方法步骤也可以证明是有利的。已经参照具体示例描述了本发明，这些示例是说明性的而非限制性的。本领域的普通技术人员将意识到，硬件、软件和固件的许多不同组合都将适合于实践本发明。而且，根据这里公开的说明书和本发明的实践，本发明的其它实现对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。可以单独使用或者以任何组合形式使用所描述实施例的各个方面和/或部件。所述说明和示例旨在作为示例性的说明，而本发明的真实范围和精神由下面的权利要求表示。

Claims (20)

1.一种用于制造构图介质磁盘的方法，包括：

在磁盘衬底上方形成磁叠置体；

在所述磁叠置体上方沉积光致抗蚀剂；

对所述光致抗蚀剂进行构图；

在制造系统内将所述磁盘传送到真空环境中并且在未从所述真空环境中移除所述磁盘的情况下执行下述步骤：

蚀刻所述磁叠置体；

在所蚀刻的磁叠置体上方形成再填充层；

回蚀所述再填充层；以及

在所述再填充层上方形成保护层。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述磁叠置体包括碳涂覆(COC)层和磁层，并且其中，蚀刻所述磁叠置体包括蚀刻所述碳涂覆层以形成硬掩模并且使用所述碳涂覆层以蚀刻所述磁层。

3.如权利要求2所述的方法，其中，回蚀还包括移除任何残留的光致抗蚀剂或者硬掩模。

4.如权利要求1所述的方法，还包括在蚀刻所述磁叠置体之前在所述光致抗蚀剂上方形成硬掩模。

5.如权利要求4所述的方法，其中，回蚀还包括移除任何残留的硬掩模。

6.如权利要求1所述的方法，其中，一次在所述磁盘的一侧上执行所述磁叠置体的蚀刻，并且其中，在所述真空环境中的所述步骤还包括冷却所述磁盘。

7.如权利要求6所述的方法，其中，在蚀刻所述磁盘的每一侧之后执行冷却所述磁盘。

8.一种用于制造构图介质磁盘的方法，包括：

在所述磁盘上方沉积光致抗蚀剂；

对所述光致抗蚀剂进行构图以形成掩模；

在制造系统内将所述磁盘传送到真空环境中并且在未从所述真空环境中移除所述磁盘的情况下执行下列步骤：

通过所述掩模蚀刻所述磁盘；

在所蚀刻的磁盘上方形成再填充层；

回蚀所述再填充层；以及

在所述再填充层上方形成保护层。

9.如权利要求8所述的方法，其中，在所述磁盘上方沉积光致抗蚀剂包括在软下层(SUL)正上方沉积所述光致抗蚀剂，并且在蚀刻所述磁盘的步骤之后还包括移除所述掩模以及形成种子层和磁层的步骤。

10.如权利要求8所述的方法，其中，在所述磁盘上方沉积光致抗蚀剂包括在所述磁盘衬底正上方沉积所述光致抗蚀剂，并且在蚀刻所述磁盘的步骤之后还包括移除所述掩模以及形成软下层、种子层和磁层的步骤。

11.如权利要求9所述的方法，还包括在蚀刻所述磁盘之前在所述光致抗蚀剂上方形成硬掩模。

12.如权利要求10所述的方法，还包括在蚀刻所述磁盘之前在所述光致抗蚀剂上方形成硬掩模。

13.如权利要求9所述的方法，其中，一次在所述磁盘的一侧上执行所述磁盘的蚀刻，并且其中，在所述真空环境中的所述步骤还包括冷却所述磁盘。

14.如权利要求10所述的方法，其中，一次在所述磁盘的一侧上执行所述磁盘的蚀刻，并且其中，在所述真空环境中的所述步骤还包括冷却所述磁盘。

15.一种用于制造构图介质磁盘的系统，包括：

多个处理腔室，每一个处理腔室具有独立的真空环境；

用于将磁盘载体从一个腔室传输到下一个腔室的传输系统；

其中，所述多个处理腔室包括：

至少一个蚀刻腔室；

至少一个再填充溅射腔室；以及

至少一个回蚀腔室。

16.如权利要求15所述的系统，还包括紧跟所述蚀刻腔室设置的冷却腔室。

17.如权利要求15所述的系统，其中，所述蚀刻腔室包括：

具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧的主腔室体；

耦合到所述第一侧的前体气体传送组件；

耦合到所述第二侧的可移动阴极组件。

18.如权利要求15所述的系统，其中，所述多个处理腔室至少包括第一蚀刻腔室和第二蚀刻腔室，其中

所述第一蚀刻腔室包括：

具有第一侧和与所述第一侧相对的第二侧的第一主腔室体；

耦合到所述第一侧的第一前体气体传送组件；

耦合到所述第二侧的第一可移动阴极组件；并且

所述第二蚀刻腔室紧跟所述第一蚀刻腔室并且包括：

具有第三侧和第四侧的第二主腔室体，所述第三侧与所述第二侧

相对并且所述第四侧与所述第一侧相对；

耦合到所述第四侧的第二前体气体传送组件；

耦合在所述第三侧上的第二可移动阴极组件。

19.如权利要求15所述的系统，还包括硬掩模溅射腔室。

20.如权利要求15所述的系统，还包括硬掩模蚀刻腔室。

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