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等离子体加工作为一种纳米级超精密加工技术已被广泛应用于集成电路和半导体加工领域。目前等离子体加工仍然面临着等离子体蚀刻速率对加工材料的选择性,等离子束本身的均匀性及等离子体对加工表面的损伤等技术难题。 本文以不同堆叠材料构成的垂直记录磁极尖为加工对象,以等离子体加工装置为平台,建立等离子体溅射的基本模型,研究等离子体对不同磁性材料及非磁性材料去除速率的选择性和表面粗糙度的影响。分析不同工艺参数,包括电离气体、入射角度、射频功率与去除速率和表面粗糙度之间的关系以及入射能量对基材表面的损伤程度影响,得到可以形成磁极尖沉降差异的多步加工工艺。 使用Ar和O2混合等离子体,当入射角度为35°时对AlTiC非磁性材料表面形貌加工效果显著。低能纯Ar等离子体对磁性材料和非磁性材料的去除速率选择性可以形成极尖沉降差异,当入射角度为35°时AlTiC、Al2O3、NiCoFe、NiFe的去除速率比为1:1.6:2.5:2.9。当入射角度为70°时,高能纯Ar等离子体可以在保持磁极尖沉降轮廓基本不变的同时增加整体去除量。高能等离子体溅射可导致基材表面的损伤,当电栅偏压超过400V时离子损伤程度明显加剧。 根据实验研究设计一套加工垂直记录磁极尖沉降的工艺步骤。实验结果基本满足磁极尖沉降轮廓差异的的要求。根据离子束的分布特征研究一种补偿离子密度分布的装置以改善蚀刻均匀性,速率波动可从0.99±0.04被优化到0.99±0.02。