[发明专利]用于磁性介质图案化的抗蚀剂强化

说明书

本申请是申请日为2011年7月25日申请的申请号为201180041059.X，并且发明名称为“用于磁性介质图案化的抗蚀剂强化”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本文描述的各实施例涉及制造磁性介质的方法。更具体地说，本文所述的各实施例涉及利用等离子体暴露来图案化磁性介质。

相关技术的描述

磁性介质可用于各种电子装置，例如硬盘驱动装置和磁阻随机存取存储(MRAM)装置。硬盘驱动装置为计算机和相关装置特选的存储介质。桌上型与笔记型计算机大多有硬盘驱动装置，许多消费性电子装置(如介质记录器与播放器)和收集及记录数据的仪器也有硬盘驱动装置。硬盘驱动装置还可配置在网络存储阵列中。MRAM装置可用于各种非易失性存储装置，例如快闪驱动装置和动态随机存取存储(DRAM)装置。

磁性介质装置利用磁场存储及检索信息。硬盘驱动装置中的磁盘配有由磁头个别寻址的磁畴。磁头移近磁畴并改变所述畴的磁性而记录信息。为恢复记录信息，磁头移近磁畴并检测所述区磁性。所述畴的磁性一般直译成两种可能对应状态(“0”状态与“1”状态)之一。如此，磁性介质可记录数字信息，然后再回复。

磁性存储介质通常包含非磁性玻璃、复合玻璃/陶瓷，或具有磁化材料的金属衬底，所述磁化材料以沉积工艺沉积于金属衬底上且厚度为约100纳米(nm)至约1微米(μm)之间，沉积工艺通常为物理气相沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)工艺。在一个工艺中，溅射沉积含钴与铂层至结构衬底上而形成磁性活化层。磁化层通常是通过沉积形成图案或在沉积后图案化，使装置表面具有磁化区，磁化区散置有以量子自旋取向命名的非磁性活化区。不同自旋取向的畴相会处有称为布洛赫壁(Bloch wall)的区域，在所述区域中自旋取向经过渡区从第一取向变成第二取向。过渡区的宽度将限制信息存储的表面密度，因为布洛赫壁会占用总磁畴的递增部分。

为克服连续磁性薄膜中布洛赫壁宽度造成的限制，各畴可由非磁性区(在连续磁性薄膜中，非磁性区宽度比布洛赫壁宽度小)物理性分隔。在介质上形成分离磁性区与非磁性区的传统方式专注在通过沉积磁畴作为分隔岛或通过从连续磁性膜移除材料而物理性分隔磁畴，以形成彼此完全分离的单一位磁畴。将图案化掩模放置到非磁性衬底上，磁性材料沉积在非磁性衬底的露出部分上，或者可在进行掩模及图案化前沉积磁性材料、然后蚀刻移除露出部分中的磁性材料。在一个方法中，利用蚀刻或刻划，形貌图案化非磁性衬底，及利用旋涂或电镀，沉积磁化材料。接着研磨或平坦化磁盘而露出磁畴周围的非磁界。在一些情况下，以图案化方式沉积磁性材料而形成由非磁性区分隔的磁粒或点。

这类方法预期产生能支持数据密度至多达约1百万兆字节/平方英寸(TB/in²)的存储结构，且各畴尺寸小至20nm。所有这类方法通常会导致介质有明显的表面粗糙度。改变衬底形貌会因典型硬盘驱动装置的读写头疾驰至距磁盘表面2nm处而受到限制。因此，需要一种具有高分辨率又不会改变介质形貌来图案化磁性介质的工艺或方法，和进行有效量产工艺或方法的设备。

发明内容

本文描述的各实施例提供一种形成图案化磁性衬底的方法，所述方法包括以下步骤：在衬底的磁性活化表面上形成具有厚部与薄部的图案化抗蚀剂、在图案化抗蚀剂上形成稳定层、使部分磁性活化表面暴露于通过稳定层和图案化抗蚀剂的薄部的定向能量，以及改变磁性活化表面经暴露部分的磁性而形成图案化磁性衬底。

其它实施例提供一种形成图案化磁性衬底的方法，所述方法包括以下步骤：在结构衬底上形成磁性活化层、在磁性活化层上形成图案转移层、利用物理图案化工艺图案化图案转移层、在图案转移层上形成共形保护层，以及使衬底暴露于经选择而穿透部分图案转移层的能量，以根据形成于图案转移层中的图案，改变磁性活化层的磁性。

其它实施例包括具有磁化层的衬底，磁化层具有多个具第一磁性值的第一畴、多个具第二磁性值的第二畴，和介于多个第一畴与多个第二畴之间的过渡区，过渡区的尺寸小于约2纳米(nm)，其中多个第一畴和多个第二畴各自的尺寸小于约25nm。

其它实施例包括磁性介质衬底，磁性介质衬底的制造方法包括以下步骤：在结构衬底上形成磁性活化层、形成具有厚部与薄部的图案化抗蚀剂来接触磁性活化层、在图案化抗蚀剂上形成共形稳定层、使部分磁性活化表面暴露于通过稳定层和图案化抗蚀剂的薄部的定向能量、改变磁性活化表面经暴露部分的磁性而形成图案化磁性衬底，以及移除图案化抗蚀剂和稳定层。