[发明专利]用于制造磁记录头中窄线结构的方法和系统

说明书

技术领域

背景技术

图1示出在磁记录技术应用中制造结构的传统方法10。图2-3示出利用方法10在制造期间的传统换能器50。图2-3不是按比例的。方法10通常在用于结构的材料已经布置好后开始。例如，方法10可用于制造读取换能器中的传统磁阻读取传感器。可选地，传统方法10可用于制造在能源辅助磁记录写换能器中的（EAMR）传统近场换能器（NFT）的引线部分。

传统方法10通过提供传统硬掩模层，传统底层抗反射涂层（BARC），以及通过步骤12的光致抗蚀剂掩模来开始。传统底层抗反射涂层（BARC）辅助制造传统光致抗蚀剂掩模的布线图案。传统光致抗蚀剂掩模具有渴望的图案。对于像传统磁阻传感器或近场换能器（NFT）引线部分这样的结构，光致抗蚀剂掩模包括线路。

在传统光致抗蚀剂掩膜中的光致抗蚀剂线路通过步骤14修剪。氧等离子体反应离子蚀刻（RIE）或其他类似的方法通常用于减少光致抗蚀剂线路的宽度。接着光致抗蚀剂掩膜的图案通过步骤16转移到底层抗反射涂层（BARC）。步骤16通常利用和底层抗反射涂层（BARC）相适应的蚀刻化学来转移。图2示出在执行步骤16后的传统换能器50。示出用于装置52，硬掩膜54，底层抗反射涂层（BARC）56以及光致抗蚀剂掩膜58的层52。若要形成传统的磁阻结构，层52的层叠通常包括抗铁磁性（AFM）层，引线层，非磁性间隔层，以及自由层。另外，可使用种子（seed）和/或封盖层（capping layer）。传统层52驻留在底基层（underlayer）之上（未显示），底基层可是衬底。传统硬掩膜层54通常是碳化硅或类金刚石碳（DLC）这样的材料。底层抗反射涂层（BARC）56通常是有机的底层抗反射涂层，例如AR3。还示出光致抗蚀剂掩膜58。示出光致抗蚀剂掩膜58的线路部分。因为已执行步骤16，底层抗反射涂层（BARC）56具有和光致抗蚀剂掩膜58线路相同的宽度。

传统硬掩膜由硬掩膜层54通过步骤18来定义。换句话说，传统光致抗蚀剂掩膜58的线路/图案和底层抗反射涂层（BARC）56转移到硬掩膜层54。步骤18通常包括执行与用于硬掩膜层54的材料相称的RIE。图3示出在步骤18执行后的换能器50。因此，传统硬掩膜54’具有光致抗蚀剂掩膜58’和底层抗反射涂层（BARC）56’的图案。传统硬掩膜54’因此具有和底层抗反射涂层（BARC）56’和光致抗蚀剂掩膜线路58’相同的宽度，w。正如图3所见，在执行步骤18后，保留部分光致抗蚀剂58’。

结构通过步骤20来定义。步骤20通常包括离子铣换能器50或执行反应离子蚀刻（RIE）。因此，消除了布置的磁阻层叠部分或近场换能器层（NFT）52。光致抗蚀剂58’在步骤18辅助执行步骤20后保留。特别地，光致抗蚀剂58’辅助确保下卧层设备层的期望部分保留覆盖。会在步骤20消耗某些或全部光致抗蚀剂58’。接着可完成传统换能器50的制造。

虽然传统方法10允许传统换能器50以线路宽度低于一百纳米来制造，但是存在几个缺点。当前的趋势是更高记录密度以及更小轨迹宽度。因此有望减少待制成的结构宽度。这样做，也有望减少掩膜54’,56’和58’的宽度，w。例如，在某些应用中，期望由硬掩膜54’来制造的结构宽度可低于五十纳米。传统方法10不能制造如此小宽度的线路。例如，光致抗蚀剂58’通常是很厚的-大约是0.2微米或更多。当如此厚的防蚀涂层线具有如此窄的宽度，制造时会弯曲或倒下。可选地，光致抗蚀剂58’可具有大的落脚点。因此，由层52制成的结构宽度会有大的变异以及大的晶片-晶片变异。这样的变异不是所期望的。产量也会受到不好的影响。

因此，所需要的是在磁记录换能器中改善结构制造的系统和方法。

发明内容

本发明描述了与磁记录头结构对应的结构制造方法。该方法包括提供在层上的第一硬掩膜层和在第一硬掩膜层上的第二硬掩膜层。在第二硬掩膜层上提供底层抗反射涂层（BARC）。在第二硬掩膜层上提供具有图案的光致抗蚀剂掩膜。该图案包括与结构相对应的线路。利用第一蚀刻化学在单一蚀刻中将图案转移到底层抗反射涂层（BARC）和第二硬掩膜层。利用和第一蚀刻化学大致相同的第一蚀刻化学修剪至少第二硬掩膜层以提供包括与线路相对应的硬掩膜线路以及宽度小于三十纳米的掩膜。第二硬掩膜的图案还转移到第一硬掩膜层。第一硬掩膜层的图案转移到层中使得结构具有大致相同的宽度。

附图说明

图1示出制造磁记录换能器传统方法的流程图。

图2示出在制造期间的磁记录换能器。