[發明專利]用于低溫沉積釕的組合物和方法

無效

• 申請號: 201080011538.2
• 申請日: 2010-01-19
• 公開（公告）號: CN102348829A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: A·帕蘭杰佩;V·V·瓦茨;R·布貝爾
• 申請（專利權）人: 威科儀器有限公司
• 主分類號: C23C16/00
• 分類號: C23C16/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王磊;過曉東

相關申請的交叉引用

本申請要求于2009年1月16日提交的美國臨時申請序號61/145,324的權益，將其整個公開內容援引加入本文。

技術領域

本發明涉及用于與制造裝置如用于數據存儲驅動器的薄膜磁頭有關的各個步驟中作為鍍覆種子(plating?seed)的共形釕(conformal?ruthenium)的低溫沉積。

背景技術

最近，已引入垂直磁記錄(PMR)以保持消費者、行業以及企業應用日益增長的數據存儲需求所要求的硬盤驅動器(HDD)區域記錄密度的40％的增長率。PMR的引入已要求對薄膜磁頭的結構的若干變化如梯形寫入極以及包封所述寫入極的前/尾/側屏蔽件。梯形寫入極對于寫入極相對于介質上的磁道的偏度具有更大的抗干擾性，而包封所述寫入極的屏蔽件使寫入鄰近數據位時的道間干擾和道內干擾最小化。

一種制造梯形寫入極的方法是將梯形溝道蝕刻到厚氧化鋁層中，然后通過鍍敷方法用具有高飽和磁化的磁性材料填充所述梯形極。為了實現具有磁性材料的溝道的無空隙填充并同時保持期望的磁性質(如高飽和磁化、低易磁化軸/難磁化軸矯頑力、低各向異性、高頻響應以及低剩余磁化)，順溝道里面排列并覆蓋氧化鋁的頂面的鍍覆種子是必需的。已知釕非常適于鍍敷高力矩磁性材料如CoFe、CoNiFe、FeCo等。除了充當良好的鍍敷種子外，鍍敷在Ru上的高力矩材料還具有對于磁頭的有效作用不可缺少的良好的磁性質。

一種用軟磁性屏蔽件包封寫入極的方法是通過同樣作為鍍敷種子的中間非磁性間隔層將軟磁性屏蔽件鍍敷在寫入極的頂部和側面之上。同樣，Ru非常適于鍍敷軟的高力矩磁性材料如NiFe、NiFeCo等。

對于這些應用，要求在整個基質表面都具有優異的厚度控制和均勻性的均勻地涂覆在3-D寫入極結構的溝道內部或暴露的表面的釕的共形層(conformal?layer)。在已知的沉積技術中，原子層沉積(ALD)和共形化學氣相沉積(共形CVD)是用于提供共形Ru沉積的僅有的行業上可行的方法。這些方法要求升高的溫度和基質加熱。然而，為了防止在沉積期間對薄膜磁頭結構的損壞，必須滿足低于約200℃(也許甚至低至170℃)的沉積溫度的約束條件。

對于共形釕的低溫沉積，需要改善的組合物和方法。

發明內容

在一個實施方案中，化學組合物包括第一和第二溶劑，以及在所述第一和第二溶劑中的濃度為1.0重量％至1.7重量％的四氧化釕(RuO₄)。

在另一個實施方案中，方法包括將第一溶劑和第二溶劑以具有第一溶劑比第二溶劑的第一比例的第一混合物的形式置于容器中。將該容器中的第一溶劑和第二溶劑蒸發以形成蒸氣，并將蒸氣從容器中釋放。隨蒸氣從容器中釋放，測定保留在容器中的第二混合物中的第一溶劑比第二溶劑的第二比例。在測定第二比例后，測定加入保留在容器中的第二混合物并在容器中近似地重建第一比例的一定體積的第三混合物中第一溶劑比第二溶劑的第三比例。

在另一個實施方案中，方法包括獲得包含RuO₄、第一溶劑、以及以30體積％至70體積％的比例與第一溶劑組合的第二溶劑的混合物，將混合物放入與沉積系統成流體連通的容器中。進行沉積方法，其將包含第一溶劑、第二溶劑和RuO₄的蒸氣從容器提供至沉積系統，以及以比第二溶劑高的速度從容器中的混合物消耗第一溶劑。使用包含RuO₄、第一溶劑與以大于30體積％至70體積％的第二比例與第一溶劑組合的第二溶劑補充容器。

附圖說明

圖1是本方法的一個實施方案的工序流程圖。

圖2是顯示圖1的實施方案的附加步驟的流程圖。

圖3是顯示圖1的實施方案的附加步驟的流程圖。

圖4是說明圖1-3的方法沉積的材料的結構的示意圖。

圖4A是使用圖1-3的流程圖的方法形成的梯形寫入極的ABS(氣墊面)視圖。

圖5是用于釕的共形沉積的工藝模塊的通用示意圖。

圖6是說明圖5的工藝模塊的另一方面的示意圖。

圖7是顯示圖5的工藝模塊的室體和多區噴頭(showerhead)的透視圖。

圖8是將處于圖7的加工室內的卡盤的截面示意圖。

圖9是圖5的工藝模塊中使用的補充和鼓泡系統的示意圖。

圖10是顯示如說明書所述的安瓿(ampoule)溶劑的體積百分比變化和安瓿壓力的圖。

圖11是顯示如說明書所述的安瓿溶劑的體積百分比變化的圖。

具體實施方式