專利名稱：在制造磁性薄膜盤片期間過程定時的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于磁存儲器件(magnetic storage device)的薄膜盤片(thinfilm disk)的制造方法，更具體地涉及薄膜盤片的潤滑及磨損表面的拋光。
背景技術(shù)：
在典型的現(xiàn)有技術(shù)的磁盤記錄系統(tǒng)中，用于讀寫磁轉(zhuǎn)換、含磁傳動機構(gòu)(transducer)的滑動件(slider)由懸置(suspension)向轉(zhuǎn)動盤片托起?？諝?軸承(air-bearing)設(shè)在滑動件下面并使其飛行。術(shù)語“飛行高度”和空氣-軸承高度在這里可互換使用。隨著對增加面密度的要求提高，飛行高度在不斷減小。大于60Gb/in2的面密度要求小于10nm的滑動件飛行高度。要獲得1Tb/in2的斑點(mark)，需要2至3nm的飛行高度。如此低的飛行高度對盤片表面的允許粗糙度提出嚴(yán)格要求。
通常，真空沉積在盤片上的最后的薄膜層是保護外層(overcoat)。目前使用各種碳基材料用于外層，如類金剛石碳(diammond-like carbon)、CHx和CNx，但也開發(fā)了許多其它的材料。在薄膜沉積在盤片上之后，將潤滑劑涂布(apply)到外層。
盤片的制造方法包括在不同階段中降低粗糙度的步驟。一種常用的方法稱為“帶拋光(tape polishing)”。在盤片上涂布潤滑劑后，在其中結(jié)合有極細磨料的帶子用于拋光盤片的表面。盡管傳統(tǒng)上使用帶，但也可以使用不同的拋光方法。盤片作為用于滑動件的飛行表面的適用性，通常在磨料拋光(abrasive polishing)之后進行測試，稱為“滑動測試”(glide test)。
對盤片表面的要求非常嚴(yán)格，以致于在薄膜和潤滑劑之間的細微相互作用以及磨料拋光對制備方法的成品率(yield)有很大影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種用于控制a)薄膜沉積和潤滑劑涂布及b)涂布潤滑劑和磨料拋光之間的過程延遲時間(process delay time)的方法。申請人發(fā)現(xiàn)對于某些潤滑劑，在外層沉積之后和涂布潤滑劑之前，最小的延遲時間增加了磨料拋光后通過滑動測試的盤片數(shù)。另外，申請人還發(fā)現(xiàn)對于某些潤滑劑，磨料拋光應(yīng)該在涂布潤滑劑后的最大時間限(timewindow)內(nèi)進行。優(yōu)選使用計算機程序化的半成品(work-in-progress)追蹤(tracking)系統(tǒng)以實施本發(fā)明的方法。


圖1是隨著薄膜沉積結(jié)束至涂布潤滑劑之間的等待時間從0至21小時分布，測量所選數(shù)目盤片的水接觸角的圖。
圖2是測量用于圖1示出的所選盤片的潤滑劑粘結(jié)系數(shù)(bondedfraction)圖。
圖3是隨著薄膜沉積(濺射)結(jié)束至涂布潤滑劑之間的等待時間的延續(xù)，從薄膜盤片獲得的數(shù)據(jù)圖。
圖4是隨著涂布潤滑劑和帶拋光之間的等待時間的延續(xù)，從薄膜盤片獲得的數(shù)據(jù)圖。
圖5是本發(fā)明制造薄膜盤片的方法的流程圖。
優(yōu)選實施方式用于本發(fā)明系統(tǒng)中的優(yōu)選潤滑劑是購自Solvay Solexis，Inc.的Fomblin Z-TETRAOL。其以線性全氟聚醚主鏈(backbone)為基礎(chǔ)?！癦”族功能類型的潤滑劑用兩個特殊設(shè)計以與盤片表面具有強相互作用的官能團來封端。Solvay Solexis所提供的具有封端(end cap)的結(jié)構(gòu)如下X-CF2-O-(CF2-CF2-O)p-(CF2O)q-CF2-XZ-TETRAOL的“X”端基團是-CH2OCH2CH(OH)CH2OH圖1是隨著薄膜沉積(在此用濺射)結(jié)束至涂布潤滑劑之間的等待時間延續(xù)0至21小時時，測量所選數(shù)目的盤片水接觸角。這些盤片的外層是CNx和下面描述的材料。潤滑劑的厚度大約是11埃。隨著相應(yīng)的等待時間從0延至大約3小時，水接觸角從約62至53線性下降。3小時后水接觸角保持穩(wěn)定，且對于等待時間為21小時的盤片仍有54度的水接觸角。
圖2是用于圖1示出的所選盤片的潤滑劑的測量所得的粘結(jié)系數(shù)圖。盡管比水接觸角的變化更大，隨著相應(yīng)的等待時間從0延至大約6小時，粘結(jié)系數(shù)從約0.63線性下降至0.5度。6小時后粘結(jié)系數(shù)保持穩(wěn)定，且對于等待時間為21小時的盤片仍有0.5度的粘結(jié)系數(shù)。
水接觸角和粘結(jié)系數(shù)數(shù)據(jù)顯示在膜形成并與環(huán)境空氣相互作用后，外層表面要經(jīng)過幾個小時才能穩(wěn)定?；诘却龝r間的不同，潤滑劑與外層表面的相互作用不同。
圖3是隨著薄膜沉積結(jié)束至涂布潤滑劑之間的等待時間的延續(xù)，從薄膜盤片獲得的數(shù)據(jù)圖。選擇的延續(xù)時間從大約1小時至21小時。縱軸表示滑動測試得到的增加的成品率(每單位2個百分點)。該數(shù)據(jù)清楚地顯示當(dāng)?shù)却龝r間小于9小時時，滑動件成品率顯著減少，并且在等待時間小于4小時時，滑動件成品率甚至急劇減少。具體的時間值不如變化趨勢重要，因為精確的時間和成品率受外層組合物的具體成分、滑動測試廢品(failure)的標(biāo)準(zhǔn)等影響。當(dāng)?shù)却龝r間變化時，所有的其它變量都是恒定的，因此數(shù)據(jù)變化的趨勢恰當(dāng)?shù)卮砹说却龝r間的影響。
對從圖1至3得到的數(shù)據(jù)的解釋是在剛剛沉積后的期間，潤滑劑和外層之間的相互作用對滑動成品率不利。潤滑劑的狀態(tài)和滑動成品率之間的相互關(guān)系與潤滑劑對帶拋光的影響有關(guān)。水接觸角和潤滑劑的粘結(jié)系數(shù)的下降說明表面能在下降。用大部分未結(jié)合的潤滑劑進行帶拋光使得對表面破壞較小，從而有更高的成品率。
圖4是隨著涂布潤滑劑和帶拋光之間的等待時間的延續(xù)，從薄膜盤片獲得的數(shù)據(jù)圖。該數(shù)據(jù)顯示隨著在涂布潤滑劑之后到帶拋光之前的時間增加，成品率呈線性下降。在10小時以下線性關(guān)系尤其明顯。因此，涂布潤滑劑和帶拋光之間的時間需要根據(jù)實際保持盡可能短。
由于在涂布潤滑劑之前沉積薄膜，因此本發(fā)明盤片的制造方法優(yōu)選包括保證至少消耗幾個小時。該方法也優(yōu)選包括在施用潤滑劑和帶拋光之間保證實際允許的盡量短的延遲時間。
在工藝中盤片通常放置在能容納幾十張盤片的支架(carrier)中，該支架易于操作者操作，而且也能用于自動操作臺(automated processingstation)。由于用辨識數(shù)據(jù)(identifying data)對盤片進行標(biāo)記是不實際的，支架可用來記載操作、時間等，而且通常配有機器可讀的標(biāo)記(identifier)(如序列號)，其能在每個工作臺被掃描，并和操作者輸入的數(shù)據(jù)等一起傳入對支架進行追蹤的計算機或網(wǎng)絡(luò)。參照圖5對本發(fā)明的方法的具體實施方式
進行說明。本發(fā)明方法的優(yōu)選實施方式對每個支架薄膜沉積結(jié)束的時間點(timestamp)進行記錄(51)。進行中的盤片放在有任意計時裝置(計時器、指示器、鬧鐘等)的指定位置，該計時裝置在支架準(zhǔn)備進入潤滑劑臺時提醒操作者(52)。當(dāng)盤片移至潤滑劑臺(53)時，在涂布潤滑劑之前檢查薄膜沉積的時間點以確保有預(yù)定的等待時間(54)。在涂布潤滑劑之前掃描支架的標(biāo)識(ID)。計算機將計算出等待時間段，在所選的時間段沒有達到時，暫時拒絕(reject)此支架(54)。
當(dāng)涂布潤滑劑時，對支架記入另一個時間點(55)。本發(fā)明的方法包括計劃將盤片盡可能快地進行帶拋光。作為安全控制，計算機應(yīng)進行編程，以在預(yù)定時間超出時拒絕該支架的盤片去進行帶拋光(56)。帶拋光后的滑動測試沒有特別的時間要求(57)。
針對
具體實施例方式
對本發(fā)明的方法進行了描述，但對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，顯然本發(fā)明的制造技術(shù)還可用于其它的用途和應(yīng)用中。
權(quán)利要求
1.一種制造薄膜盤片的方法，包括以下步驟記錄用于盤片的薄膜沉積結(jié)束的第一時間點；在第一時間點后等待預(yù)定的時間使得薄膜表面穩(wěn)定化；預(yù)定時間過去后對盤片涂布潤滑劑；記錄對盤片涂布潤滑劑的第二時間點；檢查第二時間點，在自涂布潤滑劑后超出所選的時間段時拒絕所述盤片，然后對盤片進行磨料拋光；和對盤片進行滑動測試。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述等待步驟還包括將所述盤片放在指定的位置并使用計時裝置以在盤片準(zhǔn)備好進行潤滑時提醒操作者。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述潤滑劑具有全氟聚醚的主鏈。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述潤滑劑具有X為-CH2OCH2CH(OH)CH2OH的X-CF2-O-(CF2-CF2-O)p-(CF2O)q-CF2-X結(jié)構(gòu)。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述潤滑劑是FomblinZ-TETRAOL。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述盤片具有類金剛石碳的薄膜外層。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述盤片具有CHx的薄膜外層。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述盤片具有CNx的薄膜外層。
9.一種制造薄膜盤片的方法，包括以下步驟在盤片上沉積至少一層薄膜；從放有盤片的支架讀取標(biāo)記；記錄指示薄膜沉積完成后的時間的第一時間點，第一時間點和標(biāo)記記錄在自動數(shù)據(jù)庫中；將支架保持預(yù)定的時間以使薄膜的表面穩(wěn)定化；在預(yù)定時間過去后，對盤片涂布潤滑劑；將第二時間點和標(biāo)記記錄在自動數(shù)據(jù)庫中，第二時間點指示涂布潤滑劑的時間；和讀取標(biāo)記，以及在自涂布潤滑劑后超出所選的時間段時拒絕盤片，否則對所述盤片進行磨料拋光。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述保持步驟還包括將所述盤片放在指定的位置并使用計時裝置以在盤片準(zhǔn)備好進行潤滑時提醒操作者。
11.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述潤滑劑具有全氟聚醚的主鏈。
12.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述潤滑劑具有X為-CH2OCH2CH(OH)CH2OH的X-CF2-O-(CF2-CF2-O)p-(CF2O)q-CF2-X結(jié)構(gòu)。
13.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述潤滑劑是FomblinZ-TETRAOL。
14.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述盤片具有類金剛石碳的薄膜外層。
15.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述盤片具有CHx的薄膜外層。
16.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述盤片具有CNx的薄膜外層。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種用于控制a)薄膜沉積和涂布潤滑劑及b)涂布潤滑劑和磨料拋光之間的過程延遲時間的方法。申請人發(fā)現(xiàn)對于某些潤滑劑，在外層沉積之后和涂布潤滑劑之前，最小的延遲時間增加了磨料拋光后通過滑動測試的盤片數(shù)。另外，申請人還發(fā)現(xiàn)對于某些潤滑劑，磨料拋光應(yīng)該在涂布潤滑劑后的最大時間限內(nèi)進行。優(yōu)選應(yīng)用計算機程序化的半成品追蹤系統(tǒng)以實施本發(fā)明的方法。
文檔編號G11B5/84GK1604201SQ20041008246
公開日2005年4月6日 申請日期2004年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者艾倫·P·喬吉, 保羅·M·格林, 加思·W·赫爾夫, 埃里克·C·奧布賴恩, 潘勤, 安東尼·L·史密斯, 羅伯特·J·沃爾特曼 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司