TWI234191B - CMP assisted liftoff micropatterning - Google Patents
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Description
1234191 五、發明說明（1) 、【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種微電子裝置之圖案化製程，特別 |係關於一種用於微電子裝置和奈米結構之化學機械研磨輔 丨助剝離式微圖案化真空沉積薄膜之方法。 、【先前技術】 利用光阻和姓刻法來圖案化材料在係一已知的技術， I其已經進一步至微電子方面，在此處係使用100奈米（nm) 等級的結構，特別是用於超大型積體電路（V l SI )石夕晶片和 電腦硬碟上的磁性讀取頭。有些真空沉積薄膜的材料並不 容易被姓刻。於美國專利第3, 873, 36 1號中，由Franc〇等 I人揭示了這類的材料可藉由沉積此材料且經由一具有突懸 〇 v e r h a n g i n g )剖面的光阻樣板（s t e n c i 1)來進行圖案化。 I於樣板中的材料，在光阻於溶劑中被剝除後保留下來，且 |移除此光阻和其上的薄膜。此剝離製程（丨i f t 〇 f f process)已經應用於矽微電路，特別是在薄膜記錄頭方 |面’且特別係用於定義磁阻性^^⑽七❹^以^^^讀取感 |測器和其傳導導線（conduct ive lead)。創造具有小於幾 百奈米間隙（gap)的圖案已經變成非常的困難，因為突懸 |結構的深度有其限制，且當光阻被剝離時，沉積在光阻上 的材料產生許多非常不想要的尖銳栅欄ences)。於美國 |專利第5，2 4 6，8 8 4號中，由J a s 〇等人教導如類鑽碳 (diamond-like carbon，DLC)之類的薄抗研磨層可被使用 |做為一判斷層（gauge layer)，以停止化學機械研磨製程
第6頁 1234191 五、發明說明（2) (CMP) 〇 於連接電導線於磁敏電阻（magnetically sensitive res is tor)(巨磁阻或GMR感測器）之剝離製程時，始於利用 離子研磨（1 on m 1 1 1)(氬錢鏡蝕刻）製程定義導線間之尺寸 於一感測薄膜，其於感測器將沉積處之突懸光阻開口内之 GMR感測器去除。然後，當沉積感測器時，利用相同的光 阻圖案，沉積的薄膜將與沉積於相同光阻結構内之墓 線對準（自行對準）。 守才 在自行對準製程中，離子研磨製程使用一雙芦 在此處有效的光阻遮罩凸出於晶圓，以完成所二麻’ 其中感測器的邊緣具有一相當小的角度。同、=刀， 導線時’導線會隨著其覆蓋在沉積時所產生的角二= 減緩（taper)。這使得GMR感測器的二1度逐漸 和控制。 j π ^^難以決定 认食Μ工文戌脚问題如後所述。第—
製程不適合”、到約25 0奈米的：欠微米結構，因為广’ 付太小了。弟二點’以非常小的碌性讀取感‘、、& 般是希望能讓離子研磨製程產生陡靖的側壁（近 L )，以使知讀取感測電阻和其自行對準的 J 好的定義出。這樣的幾合圖案尚未曾以傳統的j = [。最後，於傳統製程中，肖抗研磨層無法明確以
1234191 五、發明說明^ ^ — 1 護’儿=的薄膜與之前的表面特徵圖案（feature)。實際 上’其重點是在於達成一定程度的平坦度。因此，對於不 易#刻的材料，需要研發一種能適合用於次微米尺寸元件 的新微圖案化技術。 三、【發明内容】 本發明圖案化不易蝕刻的薄膜係使用相似於剝離製程 所用=光阻圖案。然而，本發明係使用單一薄層之光阻圖 案化薄膜。本發明係提供一種產生具有次微米間隔 (spacing)之特徵圖案的製程，其建立一新的製程於先前 的剝離製程上’並且使用抗研磨層來清楚地限制被研磨製 程所涵蓋的區域。本發明利用兩個抗研磨表面或薄膜，如 非常薄的抗研磨材料（如類鑽碳）的薄層。這些薄層或表面 的其中之一係用來保護圖案化區域外的晶圓表面（例如， 在光阻層底下），而其他層係用來在研磨製程中保護沉積 的薄膜。在用來完成圖案的研磨製程期間，只有介於原表 面和沉積的圖案之間非常小的接合處會曝露於研磨製程， 容許使用地形（topography )來幫助塑形（shape)和平滑化 (smooth)圖案的邊緣。 上述的製程可使用在覆蓋的方式（〇verUy fash ion)，即此處沉積的薄膜係直接放置在既有表面的頂 部，如同用於磁性讀取頭的導線覆蓋式結構，或是可用 1234191 五、發明說明（4) 的薄膜和移除位於孔洞内的沉積薄膜，係與蝕刻薄膜的邊 緣自行對準。這是在定義磁性讀取頭上最常見的實務作 法，在此處的導線係與GMR讀取感測器位於同一平面，當 其接觸時。 本發明之一實施係以巨磁阻性（GMR )讀取感測器裝置 的結構為例說明如下，此巨磁阻性讀取感測器裝置包含一 GMR讀取感測器，係以圖案化製程產生對感測器而言具有 大體上為垂直的側壁，和兩個導電導線（e 1 e c t r i c a 1 conductive lead)係連接到GMR感測器的相對兩邊緣 (edge )，以作為電導線且提供感測器所需要的磁性環 境。GMR感測器的寬度係為與可達到之平行記錄軌的密度 有關的關鍵參數之一，且因此藉由電腦磁碟機使得大量資 訊可得以儲存。本發明可允許製造出非常小的GMR感測 器。 一種製造GMR讀取感測器之方法，係利用沉積GMR感測 器材料的一薄膜在一薄介電層上，此薄介電層沉積在一磁 屏（m a g n e t i c s h i e 1 d )上，此磁屏磁性地定義出磁性的讀 取間隙的一邊緣。一抗研磨材料的第一薄膜，例如類鑽碳 (D L C )，係沉積在晶圓的表面上以保護感測器，當其之後 被曝露於一研磨產品。單一薄層光阻（具有或不具有抗反 射次層）係提供在抗研磨薄膜上，且圖案化以具有開口， 在此處將形成兩導線和介於導線間的一非常窄小的光阻
1234191 五、發明說明（5) 線，其定義讀取感測器的寬度。第一 DLC薄膜係藉由一反 應性離子蝕刻製程（R I E )從導線圖案被移除，且利用一離 子研磨製程在同樣區域中蝕刻GMR薄膜。在具有薄單層光 阻的情形下，藉由離子研磨可以完成具有大體上為垂直壁 的GMR薄膜結構，其係藉由本發明所完成之結構特徵。 薄膜導線現在係真空沉積於整個晶圓上。這些導線係 由一磁性偏壓層所構成，以提供適當的磁性環境給GMR薄 膜和高傳導性層。導線係填塞光阻内有需要之圖案，但亦 覆蓋住光阻。第二抗研磨薄膜（如DLC)係沉積於導線薄膜 上，以保護在導線圖案區域中的導線薄膜。此光阻和其上 部份覆蓋的薄膜導線係藉由一傳統熱/化學剝除製程來移 除。在某些情況下，此製程係選擇性的，因為許多光阻是 脆弱到可以藉由研磨來機械地移除。接下來對此結構進行 一化學機械研磨製程，其中環繞導線圖案的狹窄邊界 (m a r g i η )會受此製程影響。在導線和G M R感測器上的抗阻 薄膜會保護這兩個區域。導線和感測器之間的厚度差異會 決定這兩個區域間的接合形狀。導線係一般較厚，當抗阻 層自邊緣被侵蝕時，將會逐漸地圓形化，但感測器仍保持 完全受保護。 在選替的結構中，讀取感測器剝除和偏壓層的定義係 與導線沉積分別地完成。因為在此結構中的感測器尺寸較 大，傳統剝離製程可用來圖案化讀取感測器和偏壓層。導
第10頁 1234191
線 導 接著沉積在GMR感測器的上古 ^ ., h 線覆蓋製程（LOL)除不使用Μ σ上所述的鄰接。 ^ Ji f ^ is π 使用離子研磨步驟外，係實質上 興上1L表相同。導線覆蓋制 導 需 的 嬙μ μ I私係非常有挑戰性的，因為 认„值叮丄 貝取項的功能碩取寬度還要小。所 的間隔可大約是讀取宽产& „听、去α、Λ 度的一 +，導線間需要〇· 07微米 間隔以達成〇 · 1 5微米的讀軌。 细处ΐ;種結構係用來定義讀取感測器的背側。其與第-m ^相似，但在離子研磨製程後，係、使用—絕緣體鄰接 1測器’而非金屬導線。此離子研磨製程在gmr感測器薄 ，上定義一大體上垂直的壁。氧化鋁或均等的絕緣材料接 者沉積在光阻上，封住感測器的背側並精確地將其定義。 此填充物大致上接近GMR薄膜的相同厚度，使得研磨後之 結果為一近似平面接合。 本發明係提供一種真空沉積薄膜之圖案化製程，係利 用兩抗研磨層或材料表面和一 CMP研磨製程來移除產生自 >儿積製程中不要的材料_稱之為柵欄，並使用Cmp來裁剪沉 積薄膜和環繞區域間的接合輪廓。當使用離子研磨製程來 形成鄰接的結構時，此很靠近的遮蓋在原本圖案化過的表 面和鄰接的沉積薄膜間，形成大體上為垂直的介面。 提供與薄膜記錄頭之讀取感測器製程相關的三個實施 例’报清楚的說明本發明可用於許多其他領域，如矽微電
1234191 五、發明說明（7) 1子（在此可採用新的薄膜材料、，士 r 奈米結構 (nanostructure)如將導線連梃妖y 電宇、、统。 於散小的元件上，和微機 本發：提供-種微電子裝置，包含一第一薄膜在一基 抗研磨層在第—薄膜上、-第二薄膜在第-抗研磨層上、-第二抗研磨層在第二薄膜上，#中第一與 弟二抗研磨層包含"類鑽碳、此第一薄膜包含一電阻性材 料（electrically resistive material)’ 此第二薄膜包 含低阻抗傳導材料。第一薄膜是一電阻，具體化為一磁性 讀取感測器。此電阻性材料對磁場是敏感的。此裝置更包 含介於第一和第二薄膜間之_大體上垂直接合處，以及一 介電薄膜鄰接電阻性材枓。 本發明更提供一種磁性讀取感測器裝置，包含一讀取 感測器；一電導線，具有一大體上為垂直的側壁，連接至 讀取感測器，其中讀取感測器包含一巨磁阻絕緣薄膜。此 電導線包含一磁導薄膜，且此磁導薄膜包含一磁性偏壓薄 膜和一傳導導線薄膜。 本發明之一個優點係藉由適當的抗研磨層和地形選 擇，，積在光學微影影像上的薄膜可讓在光阻上的材料與 光阻藉$ —研磨製程移除。如此可更精確地圖案化難以被 蝕刻的薄膜材料，且藉由先前製程如需要突懸微影結構之
1234191 五、發明說明（8) 圖案剝離，町生產出較小的特徵尺寸。A I , 一種新的類剝離（liftoff —Hke)製種，其佶發明提供 和研磨技術圖案化難以被钱刻的材料，日^你抗研磨層 具有明顯較小的間隙:。此外，在傳統製程係著J::!程 種程度的令坦’本發明提供的結構可很清楚的為非某 四 【實施方式】 如前所I，對於難以被蝕刻的材#，需要一 小次-微米尺寸元件的新微圖案化技術。此需求之一佳，細 為用於高容量電腦磁碟機之記錄頭的磁性讀""取感測器"的^1 義。此讀取感測器為利用巨磁阻性效應之一小磁感電阻^ (small magnetically sensitive electrical " resistor)。為了 要達成 50gigabits/in%Mi錄密度，碟盤 上每英忖需要有接近lxl0的環形記錄執，且每磁性寫^軌 之間隔為2 5 0奈米。此讀取感測器應明顯地較窄於磁軌間 隔，、因此當記錄科技更進步時，寬度為1 0 0〜1 5 0奈米的讀 取感測為的使用需求隨之增加。讀取敏感度（read s e n s i t i v i t v # , 來於制。 y )係糟由與感測器相連接之兩電導線間的間隔 參考圖式 ^ ㈤-々丄、’特別是圖1到圖2 2以及圖2 4到圖2 5，這此 圖揭不了本取~ 中，本發明ΐ明的較佳具體實施例。在微電子和奈米科技 記錄頭：微有許多潛在性的應用’此用來定義用於 J巨磁阻性（GMR)讀取感測器的實施例，係將
1234191 五、發明說明（9) 用以說明本發明的製程與其能力。 本發明將於薄膜記錄頭之磁性讀取感測器之導電導線 的製程方面説明。這是一個彳艮合宜；的例子’因為其可用於 嵌入鄰接的導線，自行對準至讀取感測器，或是可用於復 蓋導線至讀取感測器的表面上。上述這兩個具體實施例都 是使用本發明所提供之新圖案化製程的例子。 這些例子中，抗研磨表面係藉由應用一類鑽碳薄層於 •矽黏著層上來完成。因此，在採用如膠質氧化矽 colloidal sillca)的軟性研磨料來研磨時，於近 • 5〜2奈来的石夕上之近乎5〜2〇奈米的DLc，提供 …非π用的表面塗層。很清楚地，根據在研iU 研磨料的組合是可以置2則，冑多其他的抗研磨表面和 本發明之車父佳且㈣者 程，以微影化的定義係使用-選擇性的⑽製 無法利用-蚀刻製料的㈣，此材料係難以或 薄的單層的光阻圖案的^ ^化；;本發明教導了一種使用— 面，利用一研磨製程逵=，藉由使用選擇性的抗研磨表 達到移除光阻和上面的薄層的目的。 圖1係顯示出一讀跑成 取感測器係用於-鄰m器的晶圓表面示意圖’此讀 州接兩個傳導導線55的磁性記錄頭65。 1234191 五、發明說明 |讀取敏感 發明之一 膜，且難 程係傳統 需要一突 然而，對 此傳統製 I施例，其 單層光阻 I技術的深 (10) 度的寬 具體實 以被# 地藉由 懸的光 於在幾 程漸漸 可適用 以及增 紫外光 度係|| 施例為 刻。在 一樣板 阻輪廓 百奈米 變得困 於非常 強型的 曝光或 由兩 圖案 形成 剝離 ，通 下的 難。 小的 微影 是電 導線55之間的間隔來定義。本 化這些導線5 5 ’其為一複合 記錄頭的製程中’此圖案化製 製程來完成，此樣板剝離製程 常是藉由一雙層光阻來達成。 圖案來說，例如一 GMR裝置， 根據本發明所描述的兩具體實 尺寸，因其可藉由使用一薄的 方法來定義，如具有相位光罩 子束曝光。 在讀取感測器65和導線55定位後，一電磁寫入頭將於 |讀取頭頂部上的多層中製造。當晶圓製程完成後，晶圓中 個別的頭將會被切割（如圖丨中的虛線所示），且重疊於一 1表面上，此表面係垂直於一氣承表面（air bearing 、 surf ace)。亦即為面對於旋轉碟盤的表面。較佳具體實施 I例最好的說明係為觀看如下所述的氣承表面」丨的結構二β 面。 圖2係顯示讀取頭感測器6 5在氣承表面丨丨處的剖面圖 _ 一較佳具體例。如圖所示，讀取感測器65係鄰接傳導α 線55。感測器65和導線55係設置在兩軟性磁屏（magnetic shield)5、10之間。兩磁屏5、10間的間隔定義了感測 6 5沿著記錄軌（未示於圖）的空間解松疮 ή沒。由於磁屏5 10 1234191 五、發明說明（11) ^ 係可傳導的感測器6 5和導線5 5藉由一薄介電層3盘保護 層5、10絕緣。 ” ^為了要達成每英吋5 Χ 1 0¾元的線性記錄，讀取感測 65於相隔50奈米等級對磁轉變（magnetic transition) 是敏感的。磁屏5、1 0的間隔決定了敏感性區域，且磁屏 5、1 0之間的間隔較佳為在鄰近感測器6 5約5 〇奈米等級。 因此，感測器65和位於感測器65上面及下面的絕緣膜3的 綜合厚度較佳為非常的小。如圖所示，導線5 5係大體上較 感測器65稍厚’以維持其電阻相較於GMR感測器65的阻抗 圖3係顯示出另一具體實施例，其中導線1 5 5係覆蓋於 感測器薄膜1 6 5的頂部。在這樣的結構中，感測器丨6 5使用 分離的偏壓磁鐵1 7 5鄰接感測器1 6 5末端。如較佳具體實施 例，覆蓋的結構包含磁性層1 1 0和1 1 5，與一設置於磁性展 1 1 0和1 1 5之間的介電層1 3。因為感測器1 6 5大於導線1 5 間的臨界間隔，偏壓磁鐵1 7 5和感測器1 6 5的圖案係較不關 鍵，並且可藉由本發明之化學機械研磨輔助製程或用傳殊 剝離製程來達成。導線1 5 5中所選替的結構（如圖3所示）係、 大體上比用於鄰接的結構（如圖1和圖2中所示）要簡單，此 製程非常有挑戰性，因為GMR感測器6 5的敏感區域係略為 寬於導線間隔，且導線5 5之間的間隔需小於1 0 0奈米。
第16頁 1234191 五 、發明說明（12) ^------ 圖4到圖1 4係進一步說明此 處 係 磨 :或 返 （全都以在氣承表面11 H 雖然可施行其他選替的製程順序，圖4 顯π GMR感測器薄膜65的一小塊區域，其係藉由離子研 製程被圖案化，Λ製程㈣掉除了將被定義為導線的區 4以外的感測薄膜65。介電材料3如氧化銘，#著沉積在 經蚀刻的感測器區域4,其係填滿感測器65被移除的區、 域，並使得表面回復到實質平面的狀態。圖案化製程可利 用一傳統剝離製程或本發明之化學機械研磨輔助技術來完 成。如圖4所示，薄介電層3係位於低的磁屏1〇之上。 % 接下來，、如圖5所示，為了要在後續製程進行的研磨 步驟中保4感測器6 5和環繞的區域，一抗研磨薄膜3 〇應用 在感測器65和介電層3的頂部。在此可使用許多不同型的 薄膜3 0 ’包含一類鑽碳（D L C)薄膜，其係實質均等於使用 在頭氣承表面和記錄媒體上的薄膜，以耐磨損（trib〇1〇gy and wear resistance)。為了說明的目的，餘下製程將以 利用一 DLC薄膜作為抗研磨薄膜30來描述。較佳地，抗研 磨薄膜3 0的參數包含在1奈米的矽黏著層頂部上之丨〇奈米 的DLC (單獨各層未示於圖式中，但全體性地作為抗研磨 薄膜層30)。 抗研磨薄膜3 0的其他參數包含一抗研磨表面，其中相 較於研磨製程藉由地形來增強之曝露於邊緣的其他材科的 研磨侵蝕速率，研磨平坦表面（無地形）的移除速率係為小
Ι·ϋΙΙ_ 第17頁 1234191 五、發明說明（13) 的 和 係 矽 。：匕特性可經由表面的物理/化學性質、研磨 =環境中的化學作用來控制。創造好 更度 包ί具有比：磨料物理堅硬度還要硬的表面，其= :化、石反化硼、和類鑽碳是比研磨料 ，要硬的材料。其他特性包含一堅動 ：^ (duct i le)的表面，使得复τ 、、版 的表面可能是柔軟的，而不是谷堅易^^磨且料勺給八移好除°這樣 鍺知#，人/ ,、 个疋堅硬的’且包含材料如銅、 表面，、、\ Μ二11 •。又其他特性包含一具有低摩擦係數的 敕的i t類鑽碳；和利用—較柔軟的研磨料（相較於不羊 人的乳化紹'碳化石夕及鑽石，氧化鈽（ceria)、鐵丹 很：T)和一乳化矽是柔軟的）。最後，化學作用亦扮演-作的角色，，銅在某些化學作用下是抗研磨的， 壤境中為惰性的（⑴磨而類鑽石厌在大部份的化學 ^步說明圖5’ -光阻薄膜侧應用在似層3〇上， 感ϊ Ξ 口區ί32以將用來置放導線。用來定義讀取 65的特徵圖案是介於開口區域32之間的狹窄的光阻 * 41。此狹窄的光阻圖案41較佳寬度為1〇〇奈米或更 统二微影製程可用或可不用抗反射層，且圖案的定義係傳 白知的’但具有很高的解析度。 接下來，一反應性離子蝕刻（RIE)製程係用來蝕刻穿 在開口區域32中的DLC層30，如圖6所示。因為dlC層30
1234191 五、發明說明（14) |係相當薄，被反應性離子蝕刻製程侵蝕的光阻薄膜4〇也很 小。反應性離子姓刻製程曝露出GMR感測器材料65和除了 光阻圖案4 1下方的區域以外環繞的氧化鋁絕緣體3。GMR感 |測器6 5和氧化鋁絕緣體3兩者皆包含非常難以蝕刻的材 I料。 ^ 圖7係顯示在離子研磨製程後的結構，其中晶圓1的表 面係受到高能的（energetic)氬離子轟擊以濺離開讀取感 |測器65和環繞的氧化鋁3。光阻40和DLC薄膜30保護住除了 將用來置放導線的開口區域32以外的晶圓1的表面。此製 |程在感測器6 5被適當地移除而終止，且在導線將被置放的 |區域3 2中氧化鋁絕緣體3損失很少的厚度。 接下來，圖8係顯示在沉積一傳導導線層5 5後的較佳 |具體實施例。此導線層5 5包含一多層的薄膜，其具有一底 層（未示於圖）係含有一永久磁性薄膜以保持讀取感測器6 5 正確地磁性地定向，和一傳導性頂層（未示於圖）用以連 j接GMR讀取感測器6 5。此導線層5 5係完全地覆蓋住晶圓3和 光阻4 0，以及D L C薄膜3 0之任何曝露的表面，但是導線層 1特別接觸到GMR感測器6 5的兩側形成重要的電連接並創造 了適當的磁環境。 為了要在隨後的研磨製程中保護導線，一第二抗研磨 |層3 1係置放在導線層5 5的頂部，如圖9中所示。若導線金
ϋ1
第19頁 1234191 五、發明說明（15) J丨5 5的頂部係足以抗研磨，則不需要此步驟。此第二抗研 磨層3 1例如，可與第一抗研磨層3 〇相同。再者，第二抗研 磨層3 1可包含DLC，且特別是包含近似1 0奈米厚度的DLC沉 積在1奈米厚度的矽黏著層上（全體當作層3 1來顯示）。 在本發明之較佳具體例中，光卩且4 〇可在一選擇性的化 學剝除製程被移除。此製程一般包括一烘烤步驟以”敵 折wrinkle”）光阻薄膜.，接著一化學剝除步驟來移除光 阻薄膜40和其上的材料，例如部份的導線層55和第二dlc 層3卜圖1 0係用以說明在先阻4 〇被移除後的結構。如圖所 示，第二DLC層31和塗佈於光阻4〇側邊上的導線金屬”係 被切剪f留下主要的突出部或柵欄99。但是，導線55仍是 被第二抗研磨、層31覆蓋。再者，感測器65和環繞著導線55 的絕緣體3係被第一抗研磨層3 〇所覆蓋。另外，只有 55中之非常粗略的邊緣99未受到抗研磨表面的保護。” 現在對晶圓1進行一化學機械研磨步驟。在此步驟 中，晶圓1係在一研磨液中以一柔軟的研磨料去研磨（或 嵌進一研磨墊），根據微電子工業中所使用的習知的化學 機械研磨製程。一相對為柔軟的研磨料如膠質氧化矽 用以研磨導線55的柔軟的金屬材料，而無明顯影響抗研磨 層3 0和3 1。 圖11係用以說明此研磨製程的結果，其中栅攔99被研 1234191 五、發明說明（16) 磨掉。藉由使用導線55的地形，其係略厚於GMR感測器 6 5 ’此研磨係集中於導線5 5的邊緣9 5，在此處抗研磨薄膜 3 1係慢慢地從邊緣95被侵姓’產生一平滑無柵欄的輪廓。 圖1 2係顯示以R I E製程移除抗研磨層3 〇和3 1之後的較 佳具體實施例。一第二介電層1 5，較佳為氧化鋁，缺後沉 積在晶圓1的表面上。接下來，一第二磁屏被沉積和圖案 化於晶圓1上，且完成的裝置1 〇 〇產生如圖丨3中所示的結 構，其具有自行對準且鄰接GMR感測器65的導線55。 ^
圖1 4係描述出製造鄰接導線的較佳具體實施例的流程 圖。如圖中所述，製程始於4 0 5係具有一全薄膜（f u 1 1 一 f i 1 m) GMR感測器6 5在一薄介電層3上於一磁屏1 〇上方，或 者一圖案化的GMR感測器65嵌在一絕緣薄膜3上。接下來， 一薄抗研磨層30，如DLC，係沉積4 1 0在晶圓1上，且一光 阻薄膜40係旋塗並被圖案化以定義後續具有GMR感測器65 定義於其間的兩個傳導導線。然後，抗研磨層3 〇利用一 R I E製程被圖案化4 1 5。接下來，GMR薄膜6 5和環繞的絕緣 薄膜3藉由一離子研磨製程被蝕刻4 2 0，因而定義出介於導 線凹處32間之狹窄的GMR感測器65。 下一步驟包括沉積425—雙層導線材料55，其包含一 磁性偏壓層及於其頂部的傳導層。此製程填滿了凹處3 2以 產生導線5 5並覆盍晶圓1。接下來，一第二抗研磨層31，
第21頁 1234191 五、發明說明（17) 如D L C ’係沉積4 3 0在晶圓1上。之後，光阻薄膜4 0和第二 抗研磨層3 1和在光阻薄膜4 0上的導線層5 5被移除4 3 5，其 係藉由化學剝除製程或使用一 CMP製程。此剝除製程留下 了導線材料5 5的嚴峻柵欄9 9沉積於光阻薄膜側壁4 0上。在 此製程的下一步驟中，一 CMP製程用來移除440栅欄99。在 此，導線55、GMR感測器65和晶圓1的表面係被抗研磨層30 和31保護住。研磨製程亦平滑了導線55的邊緣95。再者， 導線5 5的地形沿著第一 D L C層3 0保護住感測器6 5。接著， 利用R I E製程移除4 4 5抗研磨層3 0及3 1 〇最後，一頂部絕緣
層1 5和一第二磁屏5沉積4 5 0在晶圓1的頂部以完成感測器 裝置100。 圖15到圖22係用以說明具有覆蓋導線155(相比於在圖 4- 14的鄰接導線55)的選替具體實施例。此選替具體實施 例提供對於項取感測器1 6 5中之改進過的敏感度的某種程 度的潛力，但對介於導線155之間的間隔需明顯小於讀取 軌=寬度。為了要達到一鄰接具有導線間間隔為15〇奈米 取感測器的軌道寬度，一覆盍的結構係利用接近於7 〇 不米的間隔。本發明藉由如下所述的製程來達到此目的。
如圖15中所示，一保護性的DLC薄膜13〇和光阻薄膜 ^係用以定義出將形成導線之開口區域132。此結構係相 較佳具體例中的鄰接結構，其中—介電層13，較佳包 3乳化鋁，係被提供於一磁屏11〇上。再者，光阻圖案141
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1234191 五、發明說明（18) |係用以定義產生的導線1 5 5。同樣地，如圖1 5中所述， D L C 1 3 0被圖案化以曝露出感測器1 6 5和偏壓磁鐵工了 5。再 !者，在此所選替的結構中，磁性偏壓層i 7 5係從導線i 5 5分 離地製造，而不是導線1 5中的次層。讀取感測器^ 6 5係實 |體上較大的’且具有磁性偏壓層17 5鄰接讀取感測器1 6 5， |且再次被填滿到平坦的程度，如圖1 6中所示。因為尺寸可 以更大化，起始的結構可利用一傳統剝離圖案化技術或本 I發明之CMP輔助製程來製造。 在選替的具體實施例中之覆蓋的導線的例子，gmr薄 膜1 6 5不似較佳具體例，其並未被離子研磨。此外，傳導 |導線層1 5 5 (不需要一磁性次層）係沉積在晶圓丨丨上，如圖 1 1 6所示。 再次，一第二抗研磨薄膜131，較佳包含DLC，係提供 |於傳導導線層1 55之上，如圖1 7所示σ光阻丨4〇係藉由前述 |實施例中的化學剝除製程被移除，此產生了如圖丨8中所示 !的結構，並留下位於傳導導線155中之邊緣195處的栅欄 1 9 9，其相似於在較佳具體實施例中鄰接圖案的柵欄。 之後，使用大體上為柔軟的研磨料的CMP製程來移除 柵欄1 9 9，並提供傳導導線1 5 5—平滑的輪廓，如圖丨9中所 示。接下來’抗研磨層130和131藉一 RIEt程移除，並產 生如圖20中所述的結構。
第23頁 1234191 五、發明說明（19) 然後，一巾i盍絶緣層1 1 5提供在介電層1 3上，也於感 測器1 6 5和導線1 5 5上。然後，一第二磁屏丨〇 5被沉積和圖 案化，而完成了具有覆蓋導線1 5 5的感測器裝置1 〇 1，如圖 2 1中所示。圖2 2係用以說明選替的具體實施例的流程圖， 其中製程始於一具有偏壓層之GMR感測器薄膜1 6 5。一薄的 抗研磨薄膜1 3 0沉積5 0 5在感測器薄膜1 6 5上，隨後，一光 阻薄膜1 4 0和抗研磨層1 3 0藉由R I E製程圖案化，以定義區 域1 3 2，在此處會形成後來的導線1 5 5。接下來，傳導導線 層5 1 0被沉積，在不蝕刻一凹處的情況下，使得導線} 5 5置 放在G M R感測器1 6 5上’猎此產生一導線覆蓋的結構。然 後，一第二抗研磨層1 3 1，；較佳包含DLC，被沉積5 1 5在晶 圓1上。在製程的下一步驟中，光阻1 4 〇和其上的薄膜（部 份的導線層1 5 5和第二抗研磨層1 3 1 )被移除5 2 0，係藉由化 學剝除製程或使用一 CMΡ製程。此化學剝除製程留下沉積 在光阻侧壁140上之導線材料155的柵攔199。 在下一步驟中，使用一 CMP製程以移除5 2 5柵欄1 9 9。 在此，導線1 5 5、G M R感測器1 6 5和介電表面1 3藉由剩餘的 抗研磨層1 3 0和1 3 1被保護住。同樣的，在研磨製程中，導 線1 5 5的邊緣以導線1 5 5的地形及第一 DLC層1 3 〇保護感測器 1 6 5而平滑化。之後’剩餘的抗研磨層1 3 0和1 3 1以一 R I E製 程移除5 3 0，且最後，一頂部絕緣層1 1 5和第二磁屏丨〇 5被 沉積5 3 5以完成感測器裝置1 〇 1。
1234191 五、發明說明（20) 當CMP輔助研磨製程被用來創造鄰接的導線5 5到一讀 取感測器6 5，如第一具體例中所述’可以出現許多比傳統 裝置和製程好的優點。因為傳統剝離製程中的遮蔽的 (shadowing)光阻結構被剝離開GMR薄膜的表面處’薄膜之 經離子研磨過的邊緣處係傾斜的’如圖2 3中的接合輪廓 (junction profile )所示。此使得磁感測器區域的長度變 的不確定，且對離子研磨製程非常敏感。利用本發明之 CMP辅助製程，感測器邊緣56 (如圖2中所示）係接近垂直， 產生一優越的結構以準確地定義GMR感測器6 5的尺寸。在 GMR感測器65與導線55間之接近垂直的側壁係如圖24中的 接合輪廓所示。 同樣地，利用介於兩導線5 5之間的讀取結構6 5的背邊 緣，當其被傳統剝離製程定義時，離子研磨製程產生一逐 漸傾斜的結構，其中的一部份係電子惰性的 el ectTon i ca 1 ly inactive)當其遭受到一變化的磁場。 然而’當用本發明之CMP輔助製程來定義此邊緣時，其輪 廊大致上為垂直的且不會有惰性材料的細長尾端電性地調 移（shunting)感測器。 斤=輔助剝離製程使用於覆蓋方式中，如本發明之 弟二f f ^施例所述’其挑戰係在導線155之間製造出不 具冊屬"的非常小的間隔。此CMP輔助製程在研磨過程
B J234191__ 五、發明說明（21) 中移除掉所有的柵欄1 9 9，並利用一薄單層光阻1 4 0，可在 感測器1 6 5的頂部製造出具有間隔小於1 0 〇奈米的導線 1 5 5。在這樣的尺寸範圍，使用傳統剝離製程是無法具有 足夠的底切（undercut)來避免形成柵欄。 一般說來，用以圖案化一微電子裝置的方法係如圖2 5 的流程圖所示，其中此方法包含沉積6 0 5—第一薄膜6 5在 一基板上（未示於圖）；定位6 1 0—樣板4 0於此第一薄膜 6 5上；沉積6 1 5—第二薄膜5 5於樣板4 0上；移除6 2 0樣板4 0 及於樣板4 0上之第二薄膜5 5;並研磨6 2 5此第一和第二薄 臈6 5、5 5以移除掉側壁柵欄9 9並平滑地塑形第一和第二薄 膜6 5、5 5。此製程中所使用的樣板4 0係為一光阻樣板4 0。 選替地，樣板4 0包含一藉由光微影影像轉移製程形成的一 材料。 弟一和弟一薄膜6 5、5 5亦可包含抗研磨材料，係包含 類鑽碳。同樣地，抗研磨薄膜3 0、3 1係分別沉積在第一和 第二薄膜6 5、5 5上，其中抗研磨薄膜3 0、3 1包含類鑽碳。 再者，抗研磨薄膜3 0、3 1係藉由一真空沉積製程沉積，其 中，此真空沉積製程包含濺鍍沉積、化學氣相沉積、蒸 鍍、和離子束沉積。另外，抗研磨薄膜3 0和3 1係利用從下 列方法中任選其一的方式去選擇性的圖案化··包括反應性 離子蝕刻技術、電漿製程技術和化學蝕刻技術。在移除步 驟620中，樣板40和在樣板40上的第二薄膜55係利用熱及
第26頁 1234191 五、發明說明（22) 1化學剝除製程移除 |和在樣板40上的第 I除0 ^替地:在移除步驟62 0中，樣板40 薄膜55係於研磨步驟62 5期間被移 本發明可有其他的具體實施例。例如，許多盆他的薄 膜可使用，且用上述技術圖案化。更特別的，當微影化尺 寸縮小時，任何使用傳統樣板剝離製程來進行圖案化的薄 膜皆有可能改採用CMP輔胁製程。此外，在製造記錄頭 時，如上所述之CMP輔助圖案化製程可用來圖案化金屬、 氧化鋁、偏壓層等。再者，當離子研磨製程用以蝕刻鄰接 式的實施例的GMR薄膜時’可視GMR薄膜所選用的材料來採 用RI E製程。例如，較適合在自行對準應用中，用於蝕刻 '凹處的材料可較佳地採用R I E製程。 此外，本發明有潛力應用於鑲嵌製程，用在矽積體電 路技術中的導線。再者，在難以钱刻的材料中創造出非常 小的圖案亦可擴大在微電子領域中使用新材料的機會。再 者，涵蓋在本發明之較佳具體例中的光阻化學剝除製程， 某些光阻的機械性質會使此步騍變得困難。同樣的，，光阻 和上方的薄膜可在相同的研磨少驟中被移除，此使得表面 |變平滑且移除掉柵欄。 本發明之一優點係藉由使用適當的抗研磨層和地形的 選擇’沉積在光學微影影像頂部上的薄膜可使在光阻上的
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材 薄 程 五:,發明說明（23) 料沿著光阻薄膜以研磨製筠#队 |L ^ m 44. u ^ 移除。此使得難以被餘刻的 膜才枓的圖案化可更準確，且可製造出相較於習知製 ^而要有突懸微影結構的樣板剝離製程，i小的尺
Hke)者甘，本發明亦提供一種新的類剝離製程（liftoff - 料被圖V、/用抗研磨1，並研磨以使得難以被蝕刻的材 始。11 乂具有相較於傳統的剝離製程相當小的間 y，因為傳統製程係著重在達到某種程度的平坦 度，本發明在此所揭露的結構係可清楚為非平面的。
雖然本發明已以較佳具體實施例描述，凡熟習此技藝 之人士應了解未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效 改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍内。本發明 係提供二通用的圖案化製程，對於薄膜使用一單層光阻、 抗研磨薄膜或表面、選擇性的研磨和地形效應。如上所 述’在微電子和奈米科技中，本發明之製程仍然有許多潛 在性的應用。例如，本發明可應用於製造用於一 GMR感測 器的自行對準的導線，也可應用於覆蓋導線在一 GMR感測 器上（導線覆蓋）。本發明也可用於定義讀取感測器的背 側，並以氧化銘介電薄膜再次平坦化表面。亦可應用於任 何使用剝離法以避免形成柵欄的製程。本發明還可應用於 製造石夕微晶片’亦可在製造磁性記錄頭、矽微電子及微機 電（mem)和奈米科技的方面找到其他應用。再者，本發明 之圖案化製程並非限制使用有機光阻層遮罩定義感測器。 例如’硬遮罩如二氧化矽和氧化钽（T a 0 x)亦可被剝離若其
第28頁 1234191 五、發明說明（24) 被一薄（幾百埃）有機層支撐。 1234191 圖式簡單說明 五、【圖式簡單說明】 本發明將藉由較佳具體實施例的下列詳細描述，並參 照圖式來說明，其中： 圖1係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖2係為經微圖案化完成的微電子裝置的示意圖； 圖3係經微圖案化完成的微電子裝置之一選替的具體 貫施例的不意圖， 圖4係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖5係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖6係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖7係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖8係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖9係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖1 0係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖1 1係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖1 2係經微圖案化部份完成的微電子裝置的示意圖； 圖1 3係一完成的微電子裝置的示意圖； 圖1 4係本發明之一較佳方法的流程圖； 圖1 5係經微圖案化部份完成的微電子裝置之一選替的 具體實施例的示意圖； 圖1 6係經微圖案化部份完成的微電子裝置之一選替的 具體實施例的示意圖； 圖1 7係經微圖案化部份完成的微電子裝置之一選替的 具體實施例的示意圖；
1234191 圖式簡單說明 圖1 8係經微圖案化部份完成的微電子裝置之一選替的 具體實施例的示意圖； 圖1 9係經微圖案化部份完成的微電子裝置之一選替的 具體實施例的示意圖； 圖2 0係經微圖案化部份完成的微電子裝置之一選替的 具體實施例的示意圖； 圖2 1係一完成的微電子裝置之一選替的具體實施例的 示意圖； 圖2 2係本發明之另一選替方法的流程圖； 圖2 3係顯示由傳統剝離製程製造介於兩導線間的磁阻 性感測器的穿透式電子顯微鏡（TEM)之示意圖； 圖2 4係顯示由本發明製程製造介於兩導線間的磁阻性 感測器的穿透式電子顯微鏡（TEM)之示意圖；以及 圖2 5係本發明之一較佳方法的流程圖。 圖式元件符號說明 1 晶 圓 3 介電材料 4 域 5 磁屏 10 磁 屏 11 氣承表面 13 介 電 層 15 介電層 30 第 一 抗 研磨層 3 1第二抗研磨層 32 開 σ 區 域 40 光阻薄膜 41 光 阻 圖 案 55 導線 65 感 測 器 95 邊緣
1234191 圖式簡單說明 9 9 桃爛 1 0 5第二磁屏 1 1 5磁性層 1 3 1抗研磨層 1 4 0光阻薄膜 1 5 5導線 1 75偏壓磁鐵 1 9 9柵欄 1 0 1感測器裝置 1 1 0磁性層 1 3 0抗研磨層 1 3 2開口區域 1 4 1光阻圖案 1 6 5感測器 1 9 5邊緣
Claims (1)
1234191 六、申請專利範圍 1. 一種微電子裝置，包含： 一第一薄膜於一基材上； 一第一抗研磨層於該第一薄膜上； 一第二薄膜於該第一抗研磨層上； 一第二抗研磨層於該第二薄膜上；以及 一大體上垂直的接合處，於該第一與第二薄膜間， 其中該第一與第二抗研磨層包含類鑽碳。 2. 如申請專利範圍第1項所述之微電子裝置，其中該第一 薄膜包含一電阻性材料（electrically resistive)。 3. 如申請專利範圍第1項所述之微電子裝置，其中該第二 薄膜包含低阻抗傳導材料。 4. 如申請專利範圍第2項所述之微電子裝置，其中該電阻 性材料對於磁場係敏感的。 5. 如申請專利範圍第2項所述之微電子裝置，進一步包含 一介電薄膜係鄰接該電阻性材料。 6. 如申請專利範圍第1項所述之微電子裝置，其中該第一 薄膜為一電阻。 7. 如申請專利範圍第6項所述之微電子裝置，其中該電阻
第33頁 1234191 六、申請專利範圍 係為一磁性讀取感測器。 8. —種磁性感測器裝置，包含： 一讀取感測器；以及 一電導線，具有一大體上為垂直的側壁，連接至該讀 取感測器， 其中該讀取感測器包含一巨磁阻性絕緣薄膜。
9 ·如申請專利範圍第8項所述之磁性感測器裝置，其中該 電導線包括一磁導薄膜。 1 0.如申請專利範圍第8項所述之磁性感測器裝置，其中 該磁導薄膜包含一磁性偏壓薄膜和一傳導導線薄膜 (conductive lead film) 〇 1 1. 一種圖案化一微電子裝置之方法，該方法包含： 沉積一第一薄膜於一基材上； 放置一樣板（s t e n c i 1 )於該第一薄膜上； 沉積一第二薄膜於該樣板上；
移除該樣板和在該樣板上之該第二薄膜；以及 研磨該第一和第二薄膜，以移除側壁栅攔及平滑地塑 形該第一和第二薄膜。 1 2.如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中該樣板為一
第34頁 1234191 六、申請專利範圍 光阻樣板。 1 3 .如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中該樣板包含 一材料，係藉由光學微影影像轉移製程所產生。 1 4.如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中該第一和第 二薄膜包含抗研磨材料。 1 5.如申請專利範圍第1 1項所述之方法，更包含一抗研磨 薄膜於每一該第一和第二薄膜上。 1 6 .如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其中該抗研磨薄 膜係藉由一真空沉積製程沉積。 1 7.如申請專利範圍第1 6項所述之方法，其中該真空沉積 製程包含濺鍍沉積、化學氣相沉積、蒸鍍和離子束沉積。 1 8 .如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其中該抗研磨薄 膜係藉由使用反應性離子蝕刻、電漿製程和化學蝕刻之任 一種，選擇性地被圖案化。 1 9 .如申請專利範圍第1 4項所述之方法，其中該抗研磨材 料包括類鑽碳。
第35頁 1234191 六、申請專利範圍 2 0 .如申請專利範圍第1 5項所述之方法，其中該抗研磨薄 膜包括類鑽碳。 2 1 .如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中於該移除步 驟中，該樣板和在該樣板上之該第二薄膜係藉由執行一熱 和化學剝除製程移除。 2 2 .如申請專利範圍第1 1項所述之方法，其中在該移除步 驟中，該樣板和在該樣板上之該第二薄膜係在該研磨步驟 中被移除。
第36頁
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| US20060292705A1 (en) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | Veeco Instruments Inc. | Method and process for fabricating read sensors for read-write heads in mass storage devices |
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