用於製造圖案化介質加印母體的裝置、方法和系統的製作方法
2023-12-06 16:33:26 1
專利名稱：用於製造圖案化介質加印母體的裝置、方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於在襯底上定義圖案的裝置、方法和系統，更特別地，涉及用於製造具有增加的數據道(track)密度的圖案化介質(patterned media)加印母體(imprint master)的裝置、方法和系統。
背景技術：
現在使用的幾乎每臺計算機使用一個或更多硬碟驅動器來以較持久的形式存儲變化的數字信息。硬碟驅動器還在媒體播放器、數字記錄器、以及其它個人設備中變得日益普遍。
硬碟通常包括兩面被塗覆以特殊薄膜介質的高精度的鋁或玻璃盤，所述特殊薄膜介質被構造來以磁圖案的形式存儲信息。盤以高速旋轉，電磁讀/寫頭被用來記錄信息到該薄膜介質上或者從其讀取信息。
硬碟驅動器中採用的薄膜介質通常包括薄的、連續的磁性晶粒層，其可以通過強磁場以特定取向被磁化。例如讀/寫頭能通過產生局域磁場來記錄信息，該局域磁場以一個方向或另一方向定向晶粒的團簇，也稱為位(bit)。為了增大硬碟的容量，製造業者一直在努力減小位和構成位的晶粒的尺寸。
然而，晶粒非常小的情況下各磁性晶粒在一個方向或另一方向上被磁化的能力出現問題。當晶粒的體積(V)與其各向異性能(Ku)的乘積低於特定值時產生超順磁效應，使得該晶粒的磁化由於熱振動而會自發翻轉。這發生時，存儲在盤上的數據被破壞。因此，儘管期望製造更小的晶粒以支持更高密度更少噪音的記錄，但是晶粒小型化受到超順磁效應的固有限制。
針對該問題，工程師已經開發了圖案化介質，其中磁薄膜層產生為高度均勻的島的有序陣列，每個島能存儲單獨的位。每個位可以是一個晶粒，或者數個交換耦合的晶粒，而不是隨機去耦的晶粒的集合。以此方式，通過在良好定義的預圖案化的位置產生急劇的磁轉變，圖案化介質有效地減小噪聲。
事實上，因為圖案化介質允許數據存儲在含有單個晶粒或者小數目的晶粒預圖案化的島中而不是傳統介質中需要的大量隨機晶粒，所以圖案化介質有效地避開超順磁效應強加的密度限制，將實現熱穩定的密度範圍擴展至少一個數量級。然而，儘管這樣的介質有優點，但是還沒有批量生產圖案化介質的划算的方法。
用於製造圖案化介質的一種方法包括步驟(1)在襯底上產生特徵(feature)的物理母圖案(master pattern)；(2)採用納米加印光刻(nanoimprintlithography)在盤襯底上抗蝕劑圖案中複製母圖案的特徵；(3)通過蝕刻將圖案轉移到盤襯底中；以及(4)在圖案化的盤襯底上毯式沉積磁層和覆蓋層。密度在1萬億位(Tb)/平方英寸及以上的母圖案的產生難以通過傳統光刻技術例如光學或電子束光刻實現，因為特徵(feature)太小而不能與這些技術中的任一種兼容。因此，為了硬碟實現圖案化介質可提供的可能的密度，母圖案生成工藝需要在所需密度範圍產生特徵。
儘管已經提出了通常用於克服傳統光刻製造方法的某些密度限制的方法，但是這樣的方法不易適用於盤驅動器技術。例如，道跟隨伺服要求以及讀和寫通道時鐘要求導致的精密定位公差限制了所提出的自組裝工藝的用處，所述自組裝工藝中分子自發地組織為良好定義的集合體。另外，用於製造盤的已知光刻工藝耗時且勞動強度大，使得這樣的工藝昂貴且對大量介質製造通常不實用。
因此，需要用於增大圖案化介質中的存儲密度的實用的、可實現的裝置、系統和方法。有益地，這樣地裝置、系統和方法將增大介質數據存儲容量，維持精確的數據定位控制，且增大介質數據解析度同時限制與圖案化介質製造傳統上相關的費用。在這裡公開這樣的裝置、系統和方法並要求保護。
發明內容
針對技術上的當前狀態開發本發明，特別地，針對用於製造圖案化介質的現有裝置、方法和系統還沒有充分解決的技術上的問題和需要而開發本發明。因此，開發本發明已提供一種用於製造圖案化介質的裝置、系統和方法，其克服本領域上述缺點中的許多或者全部。
根據本發明某些實施例的製造圖案化介質的裝置設置有與沉積掩模耦合的襯底。在一些實施例中，該裝置還可包括可去除地耦合到該襯底和該沉積掩模的間隔元件。該間隔元件可維持該襯底與該沉積掩模之間基本固定的關係從而促進它們作為結合單元(cohesive unit)的功能。
在一個實施例中，該裝置在所述沉積掩模中提供多個孔從而導向材料到所述襯底上。可提供至少一個沉積源來通過所述多個孔以各種沉積角度沉積材料從而產生比所述多個孔具有更大的密度的基本同心的記錄區域。在某些實施例中，超過一個的沉積源可以相對於襯底以不同的沉積角度取向使得至少兩個沉積位置對應於沉積掩模中的每個孔。材料可以從至少一個沉積源順序地沉積或者同時地從各沉積源沉積，從而產生各沉積位置。供選地，單個沉積源可以以各種沉積角度順序取向從而形成與沉積掩模中的每個孔對應的至少兩個沉積位置。在某些實施例中，沉積掩模中的孔可以包括至少一個成角度的側壁從而避免幹擾來自沉積源的材料束流(stream)，從而在襯底上促成均勻的沉積圖案。
在一個實施例中，該裝置還包括接近沉積掩模的罩(shield)從而約束來自沉積源的材料束流的沉積角度的變化。該罩可包括與襯底和沉積掩模的基本窄的表面區域對應的基本徑向的開口。在一些實施例中，材料通過罩沉積到該襯底上時該旋轉元件可旋轉該襯底。以此方式，基本同心的記錄區域可形成在襯底上，其中每個記錄區域基本對應於不同的徑向位置。在一些實施例中，根據本發明形成的基本同心的記錄區域可佔據整個襯底表面區域。
還介紹了本發明的用於製造圖案化介質的系統。該系統可通過包括基本平坦的耦合到沉積掩模的襯底的沉積組件來實現。該沉積掩模可具有集成在其中的多個孔從而將沉積材料導向到襯底上。該系統還可包括適於通過所述多個孔以各種沉積角度沉積所述沉積材料從而產生基本同心的記錄區域的至少一個沉積源，所述記錄區域比所述多個孔具有更大的密度。可提供旋轉元件和罩元件從而在沉積期間旋轉該沉積組件，以及約束所述各種沉積角度的變化。
還介紹了本發明的用於製造圖案化介質的方法。在公開的實施例中該方法基本包括關於所描述的裝置和系統的操作實現上面介紹的功能的步驟。在一個實施例中，該方法包括提供基本平坦的襯底；提供具有多個孔的沉積掩模，所述多個孔適於將沉積材料導向到所述襯底上；以及將所述襯底固定地耦合到所述沉積掩模。在一個實施例中該襯底可以是可蝕刻的。該方法還可包括通過所述多個孔以各種沉積角度定向沉積所述沉積材料從而在所述襯底上形成基本同心的記錄區域，所述記錄區域比所述多個孔具有更大的密度。最後，該方法可包括將該襯底與所述沉積掩模分開。
在另一實施例中，該方法可包括去除所述襯底與所述沉積掩模之間的中間層的主要部分，留下支承結構的稀疏陣列從而將所述襯底固定地偶合到所述沉積掩模。此外，在一些實施例中，根據本發明的方法可包括蝕刻該襯底從而產生與基本同心的記錄區域基本對應的數據道以及從所述襯底基本除去所述沉積材料。
在某些實施例中，定向沉積所述沉積材料可包括從至少一個基本傾斜的入射角沉積所述材料。另外，定向沉積所述沉積材料可包括旋轉所述襯底和/或約束所述沉積材料的所述各種沉積角度的變化。為此，所述方法的一些實施例可包括提供與沉積掩模基本相鄰的罩以及在罩內設置與所述襯底的一部分對應的基本狹窄的開口使得旋轉所述襯底時，所述襯底的相鄰部分可順序暴露於所述材料從而產生基本同心的記錄區域。
整個說明文件中對特徵、優點、或類似語言的提及不意味著用本發明可實現的特徵和優點的全部應該存在於或存在於本發明的任何單個實施例中。更確切地，涉及特徵和優點的語言應被理解為意味著結合實施例描述的特定特徵、優點、或特性被包括在本發明的至少一個實施例中。因此，整個說明文件中對特徵和優點的論述以及類似語言可以但不是必須地涉及相同的實施例。
此外，所描述的本發明的特徵、優點、以及特性可以以任何合適的方式結合在一個或更多實施例中。本領域技術人員將意識到，可以實踐本發明而沒有特定實施例的一個或更多所述具體特徵或優點。在其它情形下，可在某些實施例中意識到額外的特徵和優點，其可以並不出現在本發明的全部實施例中本發明的這些特徵和優點從下面的描述和所附的權利要求將變得更加明顯，或者可以通過下面闡述的本發明的實踐而得知。
為了易於理解本發明的優點，將參照附圖中示出的特定實施例給出上面簡要描述了的本發明的更特別的描述。應理解，這些附圖僅描繪了本發明的普通實施例，因此不應被理解為對本發明的範圍的限制。通過使用附圖，將額外具體和詳細地描述和說明本發明，附圖中圖1是根據本發明的用於製造圖案化介質加印母體的裝置的一個實施例的橫截面圖；圖2是根據本發明的用於製造圖案化介質加印母體的裝置的一個供選實施例的橫截面圖；圖3是根據本發明的用於製造圖案化介質加印母體的系統的一個實施例的底視圖；圖4是圖3的用於製造圖案化介質加印母體的系統的橫截面圖；圖5是根據本發明的用於沉積材料到襯底上的方法的一個實施例的橫截面圖；圖6是根據本發明的用於沉積材料到襯底上的方法的一個供選實施例的橫截面圖；圖7是根據本發明某些實施例的其上有沉積的材料的襯底的頂視圖；圖8是根據本發明的形成在襯底上的沉積圖案的一個示例性實施例的頂視圖；圖9是用來形成圖8的沉積圖案的系統的橫截面圖；圖10是圖9的沉積掩模和襯底的橫截面圖；圖11是圖9的系統的橫截面圖，示出所得半影；圖12是根據本發明的包括罩的圖9的系統的橫截面圖；圖13是表，其列出用於圖8-12所示的系統的操作參數的值；以及圖14是根據本發明某些實施例的用於製造圖案化介質加印母體的方法的示意性流程圖。
具體實施例方式
整個說明文件中對「一個實施例」、「實施例」或類似語言的提及意味著結合實施例描述的特別的特徵、結構或者特性被包括在本發明的至少一個實施例中。因此，在整個說明文件中用語「在一個實施例中」、「在實施例中」和類似語言的出現可以但並非必須全部指的是相同的實施例。
此外，所描述的本發明的特徵、結構或者特性可以在一個或更多實施例中以合適的方式結合。在下面的描述中，許多特定細節被公開以提供對本發明的實施例的徹底理解。但是，本領域技術人員將意識到，可以實施本發明而沒有所述特定細節中的一個或更多，或者有其它方法、部件、材料等。在其它示例中，公知的結構、材料或者操作未示出或者未詳細描述從而避免使本發明不清楚。
如本說明文件中使用的，術語「圖案化介質加印母體」或者「加印母體」指的是具有可複製的形貌特徵的襯底(substrate)。在一些實施例中，根據兩階段納米加印複製工藝(two generation nanoimprint replication process)可以實現這樣的形貌特徵的正複製(positive replication)，其中從加印母體複製多個子壓模(daughter stamper)，從每個子壓模複製多個圖案化介質襯底。術語「記錄區域」指的是基本環形的沉積圖案，其通過本發明的沉積工藝形成且用來形成圖案化介質上的相應的數據道，該數據道能存儲磁數據。
現在參照圖1和2，根據本發明的用於製造圖案化介質加印母體的裝置可包括沉積組件100，其具有襯底層102、中間層106、以及沉積掩模層110。在某些實施例中，如通過圖1最佳描述的，每個層集成到統一整體。供選地，每個層可相對於每個另外的層獨立。
襯底層102或者襯底通常可包括基本剛性的體(body)，其具有足夠大的平坦表面從而容納用於整個盤表面的母圖案(master pattern)。襯底102可包括例如矽晶片，或者由鋁鎂合金、玻璃、陶瓷或者本領域技術人員公知的任何其它材料製成的盤襯底。因為可對襯底102的表面進行電子束光刻(e-beam lithography)，所以襯底102可包括導電材料例如摻雜的矽或金屬，或者可以被塗覆以合適的導電層。
在某些實施例中，襯底102包括基本光滑的可蝕刻基礎層(ground layer)104，其具有能利用沉積的材料作為蝕刻掩模的化學性質。基礎層104還可包括能耐受上面的中間層106經歷的蝕刻工藝的材料。基礎層104可包括例如矽氮化物或者本領域技術人員公知的其它材料。供選地，襯底102本身可包括基本光滑、可蝕刻、能耐受中間層106經歷的蝕刻工藝的材料，例如矽。
中間層106通常可包括光滑且可蝕刻的基本剛性材料，例如矽或本領域技術人員公知的其它類似材料。中間層106可以易受利用蝕刻劑例如XeF2的氣相蝕刻工藝和/或溼蝕刻工藝影響。
在某些實施例中，中間層106可經歷氣相蝕刻工藝從而產生間隔元件108，其能夠將襯底102固定地附到沉積掩模層110同時維持它們之間基本一致的距離。間隔元件108可例如將沉積掩模層110保持在襯底102的表面之上約1μm的高度。
沉積掩模層110或者沉積掩模可包括基本剛性的材料，其能維持相對於襯底102基本平行的關係同時被間隔元件108支承。在某些實施例中，沉積掩模110可包括能充當中間層106的蝕刻掩模的材料使得中間層106能經歷蝕刻工藝從而形成間隔元件108。沉積掩模110可包括例如矽氮化物、二氧化矽、碳、或者本領域技術人員公知的任何其它這樣的材料。
孔112可形成在沉積掩模110中從而允許材料、離子、電子、光和/或氣體通過沉積掩模110到達中間層106和/或襯底102。孔112可通過光學或電子束光刻、蝕刻工藝、其結合，或者通過本領域技術人員公知的任何其它方法形成在沉積掩模110中。在某些實施例中，孔112可形成為包括至少一個成角度的側壁。如下面參照圖6更詳細地描述的，成角度的側壁使沉積掩模110能表現出更大的厚度且因此增大的結構完整性同時避免幹擾穿過它沉積的材料。
現在參照圖3，通過諸如蒸鍍、離子束沉積、或者定向濺鍍的物理氣相沉積技術，沉積材料例如鉻、鉻鉬合金、鋁、鋁合金或其它金屬或者本領域技術人員公知的其它材料可穿過沉積掩模110中的孔112沉積到襯底102上。這樣的物理氣相沉積工藝從沉積源300輸運氣化狀態(vaporized material)的材料到目標襯底102。氣化的材料顆粒可根據基本無碰撞的視線輸運(line-of-sight transport)凝結到襯底上。
根據本發明的沉積源300可包括陰極、加熱坩堝、或者本領域技術人員公知的能保持且射出朝向襯底102的定向材料束的任何其它器件。在某些實施例中，多個沉積源300位於遠離襯底102且到襯底102成傾斜的入射角的位置。在某些實施例中，沉積源300與襯底102分開至少40cm的距離。與每個沉積源300對應的特定入射角可被校準從而將材料束流(stream)導向到襯底102上特定的位置，每個位置部分地由所附的沉積掩模110中的孔112定義。以此方式，沉積源300和沉積掩模110中的孔112配合從而將材料導向到特定的襯底102位置，使得所得位置的數目為孔112的數目的倍數。
供選地，單個沉積源300可以順序地以各種沉積角度取向，其中來自每個沉積角度的沉積構成一個沉積周期。可以實施若干沉積周期從而促進沉積角度中的每個產生的沉積位置的均勻性。實際上，在沉積工藝期間沉積材料可沿著沉積掩模孔112的周邊(perimeter)堆積，因此相對於第一次沉積工藝之前存在的孔112的尺寸而言遮蔽了孔112的尺寸。因此，後來的沉積角度產生的沉積位置相對於第一次沉積位置會顯示出減小或被遮蔽了的尺寸。另一方面，包括若干沉積周期的沉積工藝通過將被遮蔽的孔112尺寸的影響分散到全部所得沉積位置而促進了沉積位置均勻性。
在某些實施例中，根據本發明的用於製造圖案化介質加印母體的系統包括罩(shield)302從而促進材料在特定襯底102位置的有效和精確沉積。對於給定的沉積角度，罩302可相對於沉積源300和襯底102的表面平面保持在固定位置。罩302的目的在於約束穿過沉積掩模110中的孔112的沉積材料的角度範圍。在某些實施例中，襯底102可相對於固定罩302被旋轉和/或平移從而提供在比罩302中的開口304的尺寸更大的襯底面積上沉積材料的方法，如下面更詳細討論的。罩302可包括基本剛性的盤，其具有比與襯底102對應的尺寸至少稍微更大的尺寸使得當與其對齊時罩302可基本覆蓋襯底102的整個表面積。
罩302可包括設置在其中的至少一個開口304。開口304可用來隔離與罩302接近且在某些實施例中與罩302基本對齊的襯底102的一部分。開口304可從罩302的中心306徑向延伸至其周邊308，或者可以佔據其任何部分。開口304的尺寸可足以將多個沉積掩模110的孔112暴露於從沉積源300沉積的沉積材料。在某些實施例中，開口304的長度可容納沿襯底102的半徑的每個沉積掩模110的孔112使得襯底102相對於開口304的單次旋轉有效地塗覆襯底102的整個表面區域。但是，本領域技術人員將意識到，襯底102的超過一次的旋轉可用來將沉積材料沉積在其表面上。
在一些實施例中，開口304的尺寸可沿從中心306向周邊308延伸的方向增大，以均衡沉積在旋轉襯底102上不同半徑處的材料的量。在某些實施例中，開口304可包括與梯形基本對應的形狀。當然，本領域技術人員將意識到，根據本發明的開口304可包括能夠隔離與其相通的襯底102的一部分的任何形狀，例如等腰三角形、直角三角形、矩形、平行四邊形、或者本領域技術人員公知的任何其它形狀。
現在參照圖4，用於製造圖案化介質加印母體的系統還可包括旋轉元件400，其包括能夠相對於罩302旋轉的剛性支承盤。根據本發明，旋轉元件400可包括居於襯底102和沉積掩模110的中心且保持它們的心軸(spindle)(未示出)。在某些實施例中，旋轉元件400可基本位於罩302上方使得設置在其上的襯底102的一部分可通過沉積掩模110和罩302暴露於源自下面的沉積源300的沉積材料的束流。旋轉元件400可包括至少一個間隔物(未示出)從而將旋轉元件400至少稍微從罩302距離開以促進無阻礙的旋轉。在一些實施例中，心軸可用作間隔物；供選地，間隔物可集成或耦接到旋轉元件400的表面。
根據本發明的旋轉元件400和罩302可配合從而在襯底102的表面上產生基本同心的記錄區域。具體地，如下面參照圖5更詳細地論述的，利用以不同的入射角取向的多個沉積源300，穿過沉積掩模110中的孔112所沉積的材料可產生多個沉積位置。在沉積期間相對於罩302的開口304旋轉襯底102可導致沿表面圓周共享相同徑向位置的許多沉積位置。這樣的沉積位置於是可配合從而形成基本環形的記錄區域。根據本發明，由於設置在沉積掩模110中的孔112可對應於多個徑向位置，所以襯底102的表面上基本同中心的記錄區域可通過相對於罩302的開口304旋轉襯底102產生。
現在參照圖5，在某些實施例中，結合本發明真空腔可被使用從而促進材料在特定襯底102表面位置的有效和精確沉積。真空腔可以使變化的沉積條件以及加熱和冷卻能力可行。
如上參照圖3所提及的，沉積源300可實施為根據特定的入射角沉積沉積材料500。沉積沉積材料500的該特定入射角與沉積掩模110的孔112配合從而定義特定的沉積位置502。以此方式，數個沉積源300可被實施來以不同的入射角沉積沉積材料500從而定義每個沉積掩模110的孔112多於一個沉積位置502。在所選擇的實施例中，取向為以不同入射角沉積沉積材料500的三個沉積源300被實施從而為每個沉積掩模110的孔112定義三個特定的沉積位置502。因此沉積位置502的密度是相對孔112的密度的三倍。
現在參照圖6，因為沉積掩模110包括有限的厚度，沉積掩模110內每個孔112包括具有有限高度的側壁600。該有限高度易於歪曲沉積材料500的束流，使得沉積位置502的尺寸會不對應於沉積材料500的束流的尺寸。實際上，在沉積材料500的束流的寬度610精確地對應於孔112寬度的情況下，相對於孔112以一入射角定向沉積材料500的束流會導致來自孔112的近緣602和遠緣604中的任一個或兩者的幹擾，實際上將所得沉積位置502的尺寸從沉積材料500的原始束流的尺寸減小。
為了避免這樣的幹擾和尺寸畸變，本發明的某些實施例包括選擇性地成角度的孔112的側壁600，使得近側孔寬度(proximate aperture width)606顯著大於遠側孔寬度(distal aperture width)608，使得沉積在襯底102上的材料的斑點的尺寸和形狀僅由遠側孔608的尺寸和形狀定義，且近側孔寬度606沒有導致遮蔽。增加近側孔的寬度606允許沉積掩模110的厚度增大而不引起由近側孔導致的遮蔽；這允許沉積掩模110的強度增大且減小所需的間隔元件108的數量。
為了進一步減輕沉積位置502的畸變，本發明的某些實施例構思同時而不是順序從多個入射角度沉積沉積材料500從而限制在先前的沉積期間粘附到孔112的材料500導致的不均勻。然而，同時沉積產生的高度均勻的沉積位置502的益處固有地依賴於沉積源300之間操作中的均勻性。在另一些實施例中，沉積從不同的沉積源300順序發生。在這樣的實施例中，沉積位置502的所需厚度可由接連的沉積周期逐漸產生從而減少沉積位置502之間的不均勻的發生。
現在參照圖7，根據本發明的沉積組件100通過為傳統構圖技術產生的每個沉積掩模孔112提供多個襯底沉積位置502可促進位造比傳統圖案化介質具有更高數據道密度的圖案化介質。具體地，大量沉積掩模開口112可以與間隔元件108的高度和沉積角度結合從而產生與單個孔112對應的多個沉積位置502。
在本發明的一個實施例中，如先前參照圖5所論述的，三個沉積源300被定向來從三個不同的角度將沉積材料沉積到襯底102上。以此方式，三個不同的沉積位置對應於單個沉積掩模孔112。在某些實施例中，沉積源300的取向和間隔元件108的高度(height)配合地將沉積位置502布置為一致的、密集有序的道圖案700。
如先前參照圖1和2所論述的，多個間隔元件108可散置於沉積掩模110和襯底102之間從而將沉積掩模110支承在襯底102的表面之上。在一些實施例中，間隔元件108以規則圖案布置使得利用根據本發明製造的圖案化介質的器件可被構造為忽略間隔元件108導致的小的無用區域702。
現在參照圖8-13，以示例而不是限制的方式，根據本發明的用於製造圖案化介質加印母體的系統的一個實施例可產生具有500Gbit/in2的島密度的六角密堆積沉積圖案。具體地，現在參照圖8，沉積掩模110可包括分隔開距離(「q」)806的孔112從而產生具有六角密堆積幾何構型的沉積位置502，其中相鄰的沉積位置502分隔開距離(「s」)802。在本示例性實施例中，沉積位置502相對於孔112的偏移(「r」)804等於0.58s。沉積位置502的直徑(「d」)808可等於約0.67s，道節距(pitch)(「a」)800可等於約0.87s，從而實現合適的總沉積圖案密度。
現在參照圖9，在該示例性實施例中，沉積源300可位於沉積掩模110之上的高度(「z」)902處，沉積掩模110可固定在襯底102之上的高度(「h」)900處從而實現具有偏移(「r」)804的沉積位置502。具體地，為了實現等於22.3nm的偏移(「r」)804，高度(「z」)902可被固定在50cm且高度(「h」)900可被固定在500 nm。
此外，現在參照圖10，在該示例性實施例中沉積掩模110的厚度(「t」)1000可等於約80nm從而實現25.7nm的沉積位置502的直徑(「d」)808。參照圖11，沉積源300中的開口的寬度(「w」)1100可以為約2mm從而實現2.0nm的半影(「p」)1104，或者沉積位置502的減小的厚度，其中p由公式p＝wh/z得來。
現在參照圖12，在該示例性實施例中，罩302可包括具有寬度(「u」)1300的罩開口304，其被校準從而基於沉積源300相對於沉積掩模110的高度(「z」)902僅允許沉積角度的小的變化。在本實施例中，例如「z」902可被設置為等於50cm且「u」1300可被設置為等於4mm從而允許+/-0.23度的誤差，沉積期間當特定的沉積掩模110的孔112經過罩開口304下面時該誤差將沉積斑點502的中心的偏移限制到+/-2.0nm的範圍。
用於前述示例性參數的可適用來實現具有等於500Gbit/in2的六角密堆積島密度的沉積圖案的一組合理的值由圖13列出的表給出。
接著的示意性流程圖作為邏輯流程圖一般地給出。如圖所示，所描述的順序和標示的步驟表示本發明的一個實施例。可以構思功能、邏輯、或者效果上等價於所示方法的一個或更多步驟或者其部分的其它步驟和方法。另外地，所採用的格式和符號被提供來說明該方法的邏輯步驟且應被理解為並不是限制該方法的範圍。特定的方法發生的順序可以或可以不嚴格按照對應的所示步驟的順序。
現在參照圖14，根據本發明的用於製造圖案化介質的方法1400可包括提供1402可蝕刻的襯底，將該襯底固定地附到1404沉積掩模，以及通過沉積掩模沉積1406材料到襯底上使得所沉積材料可用作蝕刻掩模從而將數據道蝕刻到襯底的表面中。方法1400還可包括蝕刻1408襯底，從襯底的表面基本除去1410所沉積的材料，以及將襯底從沉積掩模分開1412從而產生圖案化介質加印母體。
在某些實施例中，蝕刻1408襯底可包括實施等離子體蝕刻從而將圖案從所沉積的材料轉移到襯底中。具體地，所沉積的材料可用作蝕刻掩模，CF4等離子體被用來蝕刻襯底或襯底的包括矽氮化物的基礎層。一旦完成了本發明的方法，則兩階段納米加印複製工藝可被用來將圖案化介質加印母體上的有形貌的數據道圖案正複製到用於圖案化介質的多個盤上。因此本發明使得能夠製造比傳統圖案化介質具有更高的數據道密度且因此增大的存儲容量的圖案化介質。
本發明可以以其它特定形式實現而不偏離其思想或本質特性。所描述的實施例在任何意義上應被理解為僅是示例性的而不是限制性的。因此本發明的範圍由所附權利要求而不是前面的描述表示。在權利要求的等價物的意義和範圍內的全部變化應被包括在權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種用於製造圖案化介質的裝置，該裝置包括基本平坦的襯底；沉積掩模，其耦合到所述襯底，所述沉積掩模具有適於將材料導向到所述襯底上的多個孔；以及至少一個沉積源，其適於以各種沉積角度通過所述多個孔沉積所述材料從而產生比所述多個孔具有更大的密度的基本同心的記錄區域。
2.如權利要求1所述的裝置，還包括間隔元件，其可去除地耦合到所述襯底和所述沉積掩模，所述間隔元件被配置來維持所述襯底與所述沉積掩模之間基本固定的關係。
3.如權利要求1所述的裝置，其中至少一個沉積源包括加熱坩堝和陰極中的至少一種。
4.如權利要求1所述的裝置，其中至少一個沉積源以相對於所述襯底的基本傾斜的入射角度定向。
5.如權利要求1所述的裝置，還包括旋轉元件，其耦合到所述襯底，該旋轉元件適用於在沉積期間旋轉所述襯底和沉積掩模。
6.如權利要求5所述的裝置，還包括罩，其接近所述沉積掩模從而約束來自所述多個沉積源的所述材料的沉積角度的變化。
7.如權利要求6所述的裝置，其中所述罩包括基本徑向的開口，其對應於所述襯底的基本上狹窄的部分。
8.如權利要求1所述的裝置，其中所述至少一個沉積源適於以同時方式和順序方式之一從所述各種沉積角度沉積所述材料。
9.如權利要求1所述的裝置，其中所述沉積掩模的至少一個孔包括至少一個基本上成角度的側壁。
10.一種用於製造圖案化介質的方法，包括提供基本平坦的襯底；提供具有多個孔的沉積掩模，所述多個孔適於將沉積材料導向到所述襯底上；將所述襯底固定地耦合到所述沉積掩模；以各種沉積角度通過所述多個孔定向沉積所述沉積材料從而在所述襯底上形成比所述多個孔具有更大密度的基本同心的記錄區域；以及將所述襯底與所述沉積掩模分開。
11.如權利要求10所述的方法，其中將所述襯底固定地耦合到所述沉積掩模包括去除所述襯底與所述沉積掩模之間的中間層的主要部分。
12.如權利要求10所述的方法，還包括蝕刻所述襯底從而產生與所述基本同心的記錄區域基本對應的數據道；以及從所述襯底基本去除所述沉積材料。
13.如權利要求10所述的方法，其中將所述沉積材料定向沉積到所述襯底上包括從至少一個基本傾斜的入射角度沉積所述材料。
14.如權利要求10所述的方法，其中定向沉積所述沉積材料還包括在沉積期間旋轉所述襯底。
15.如權利要求14所述的方法，其中定向沉積所述沉積材料還包括約束所述材料的所述各種沉積角度的變化。
16.如權利要求14所述的方法，其中定向沉積所述沉積材料還包括提供與所述沉積掩模基本相鄰的罩從而約束所述沉積材料的所述各種沉積角度的變化。
17.如權利要求16所述的方法，其中提供與所述沉積掩模基本相鄰的罩還包括在所述罩內徑向設置與部分所述襯底對應的基本上狹窄的開口。
18.如權利要求10所述的方法，其中提供具有至少一個孔的沉積掩模包括形成與所述至少一個孔成整體的至少一個成角度的側壁。
19.一種圖案化介質，其通過權利要求10所述的工藝形成。
20.一種用於製造圖案化介質的系統，包括沉積組件，其包括耦合到沉積掩模的基本平坦的襯底，該沉積掩模具有多個孔，所述孔適於將沉積材料導向到所述襯底上；至少一個沉積源，其適於以各種沉積角度通過所述多個孔沉積所述沉積材料從而產生比所述多個孔具有更大密度的基本同心的記錄區域；旋轉元件，其耦合到所述沉積組件從而在沉積期間旋轉所述襯底和所述沉積掩模；以及罩，其接近於所述沉積掩模從而在所述沉積材料被沉積時約束所述各種沉積角度的變化。
全文摘要
本發明公開了一種用於製造圖案化介質加印母體的裝置、系統和方法。襯底和沉積掩模可通過中間間隔元件被固定地附著，使得所述襯底和沉積掩模在沉積工藝期間充當統一元件。沉積掩模可包括通過傳統光刻工藝產生的多個孔。材料可從以不同沉積角度取向的多於一個的沉積源通過所述沉積掩模沉積到所述襯底上。因此所得襯底沉積圖案具有比沉積掩模孔密度更大的密度，同時避免了沉積圖案畸變。
文檔編號G11B5/84GK1848250SQ20061007194
公開日2006年10月18日 申請日期2006年4月3日 優先權日2005年4月4日
發明者託馬斯·R·阿爾布雷克特, 楊宏淵 申請人:日立環球儲存科技荷蘭有限公司