專(zhuān)利名稱(chēng)：制造介質(zhì)的方法和制造工件的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，更特別地，涉及制造介質(zhì)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中對(duì)更高面密度的需求要求頭和盤(pán)介質(zhì)之間的界面的磁間距持續(xù)減小。從磁記錄介質(zhì)的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，減小磁間距的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)在于減小盤(pán)介質(zhì)上的碳外涂層厚度的固有極限。常規(guī)制造技術(shù)的一個(gè)限制是它們產(chǎn)生的表面粗糙度。粗糙表面減小了常規(guī)涂層執(zhí)行其提供本征覆蓋功能的能力，這導(dǎo)致對(duì)盤(pán)介質(zhì)的腐蝕。此外，粗糙介質(zhì)提供對(duì)于頭的更小的間隙。機(jī)械拋光工藝諸如末級(jí)帶拋光(final tape polish)或擦磨拋光能使表面光滑。 然而，那些工藝也去除了居于介質(zhì)盤(pán)的形貌峰上的外涂層材料，這又能導(dǎo)致腐蝕問(wèn)題。因此，表面光滑度設(shè)計(jì)和增強(qiáng)對(duì)盤(pán)介質(zhì)的覆蓋的外涂層工藝這兩方面的改善一直受到關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容
公開(kāi)了制造介質(zhì)的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，制造盤(pán)介質(zhì)的方法包括在襯底上形成記錄介質(zhì)。外涂層背對(duì)襯底地沉積于記錄介質(zhì)上。外涂層具有第一表面構(gòu)造(surface finish)。外涂層被蝕刻以去除一些外涂層材料且提供更光滑的表面。第二外涂層表面構(gòu)造比第一表面構(gòu)造更光滑。蝕刻可包括離子束蝕刻。外涂層的第二表面構(gòu)造可以在蝕刻之后不需要機(jī)械拋光來(lái)進(jìn)一步平坦化外涂層。沉積和蝕刻可以在原位干法真空工藝中順序發(fā)生。在另一些實(shí)施例中，沉積發(fā)生于包括不活潑氣體和反應(yīng)氣體的真空中。在蝕刻步驟之后，該方法還可包括沉積第二外涂層于第二表面構(gòu)造上。第二外涂層基本可具有該第二表面構(gòu)造，且可以不需要通過(guò)機(jī)械、蝕刻和任何其他工藝的進(jìn)一步平坦化。這些實(shí)施例的前述和其他目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將在參考下面結(jié)合所附權(quán)利要求和附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述后對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得顯然。


參照附圖所示的本發(fā)明的實(shí)施例閱讀下面更具體的描述，可以更詳細(xì)地理解獲得實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)的方式。然而，附圖僅示出一些實(shí)施例且因此不應(yīng)視為范圍上的限制， 因?yàn)榭梢杂衅渌刃?shí)施例。圖IA和IB是用于制造介質(zhì)的工藝的實(shí)施例的示意性等距視圖；圖2和3是對(duì)于盤(pán)介質(zhì)的各種實(shí)施例的兩類(lèi)表面構(gòu)造參數(shù)RvOiiax)和Rq的曲線(xiàn)圖，描繪了由于蝕刻工藝引起的表面粗糙度變化；以及圖4是曲線(xiàn)圖，比較了常規(guī)盤(pán)介質(zhì)和盤(pán)介質(zhì)實(shí)施例的飛行高度控制性能。相同附圖標(biāo)記在不同圖中的使用表明類(lèi)似或相同的項(xiàng)目。
具體實(shí)施例方式公開(kāi)制造介質(zhì)的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。如圖IA和IB所示，制造介質(zhì)11諸如磁記錄盤(pán)介質(zhì)的方法的一實(shí)施例包括在襯底15上形成記錄介質(zhì)13。例如，記錄介質(zhì)13可包括垂直磁記錄(PMR)介質(zhì)，其具有軟磁襯層17、交換中斷層19和記錄層21。取決于應(yīng)用，這些層可包括多個(gè)子層。這里公開(kāi)的實(shí)施例也適用于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的其他類(lèi)型的介質(zhì)。外涂層23背對(duì)襯底15地沉積于記錄介質(zhì)13上。沉積可發(fā)生于包括不活潑氣體諸如氬等的真空中。外涂層可包括碳外涂層(COC)諸如非晶碳或類(lèi)金剛石碳(DLC)、Si氮化物、Si碳化物等。如圖所示，外涂層具有第一表面構(gòu)造25(圖1A)，第一表面構(gòu)造25具有峰和谷。外涂層23然后經(jīng)蝕刻27以去除至少一些外涂層材料。蝕刻27可包括離子束蝕刻。蝕刻27為外涂層23提供第二表面構(gòu)造四(圖1B)，第二表面構(gòu)造四比第一表面構(gòu)造 25(圖1A)更光滑。在蝕刻之后，外涂層23的第二表面構(gòu)造四可以不被進(jìn)一步機(jī)械拋光 (例如末級(jí)帶拋光等)來(lái)進(jìn)一步平坦化該外涂層。沉積和蝕刻可在原位干法真空工藝中順序發(fā)生。在另一些實(shí)施例中，蝕刻發(fā)生于包括不活潑氣體和至少一種反應(yīng)氣體諸如摻雜劑的真空中。例如，反應(yīng)氣體和不活潑氣體可包括氮、氫、氧、氙、氪、氖、CO2、或它們的任何組合。在蝕刻步驟之后，該方法還可包括沉積第二外涂層31 (圖1B)于第二表面構(gòu)造四上。 第二外涂層31也可以是碳外涂層。第二外涂層31基本可具有第二表面構(gòu)造四，如圖所示。 在一些實(shí)施例中，第二外涂層31可以不需要通過(guò)機(jī)械、蝕刻和任何其他工藝的進(jìn)一步平坦化。第二表面構(gòu)造的實(shí)施例比第一表面構(gòu)造光滑約15%至35%，在另一些實(shí)施例中比第一表面構(gòu)造光滑20%至30%。如這里將進(jìn)一步描述的那樣，第二表面構(gòu)造也包括約 0. 20至0.35A的平均高度(Ra)，在另一些實(shí)施例中為0. 24至0.30入。蝕刻可包括約0.1至 40秒持續(xù)時(shí)間的表面尖或峰的去除，或者在另一些實(shí)施例中3至30秒。蝕刻可將盤(pán)上觸地功率(TD touchdown power)改善約1至20mW，或者在另一些實(shí)施例中約6至15mW。在一些實(shí)施例中，用于平坦化PMR介質(zhì)的介質(zhì)表面的干法真空原位工藝制造低表面粗糙度。與通過(guò)常規(guī)技術(shù)制造的那些相比，介質(zhì)表面粗糙度顯著減小且觸地間隙 (touchdown clearance)顯著改善。例如，在濺射沉積工藝之后用干法真空離子束蝕刻工藝來(lái)平滑盤(pán)表面。再次參照?qǐng)D1A，示出接近完成的PMR介質(zhì)的示意性表示。第一表面構(gòu)造25由于膜濺射工藝期間的受控原子遷移和晶粒生長(zhǎng)而呈現(xiàn)高的表面粗糙度。然而，通過(guò)在真空工藝的最終步驟之一中應(yīng)用原位離子束蝕刻27，第二表面構(gòu)造四的粗糙度能顯著減小，如圖IB所示。具有低表面粗糙度四的平坦化介質(zhì)可增大頭盤(pán)界面間隙，這改善了記錄性能諸如信噪比(SNR)、覆寫(xiě) (OW)、分辨率(resolution)等。低粗糙度也允許使用更薄的碳外涂層，具有增強(qiáng)的介質(zhì)腐蝕耐受性。離子束蝕刻工藝的實(shí)施例可用于在干法真空條件下拋光濺射完成的盤(pán)介質(zhì)的表面。例如，可采用的一些蝕刻工藝條件總結(jié)于表1和2中。這些表描述了各種表面處理?xiàng)l
5件下的盤(pán)粗糙度屬性。在本公開(kāi)中，提供以下定義用于表面構(gòu)造術(shù)語(yǔ)Ra、Rq、Rp和Rv。Ra 全部正和負(fù)高度的數(shù)學(xué)平均；Rq 均方根(rms)；Rp 峰均比(peak to mean)；Rv 谷均比(valley to mean)；以及Rv-max 最大谷均比。表1:樣品比較
權(quán)利要求
1.一種制造介質(zhì)的方法，包括在襯底上形成記錄介質(zhì)；與該襯底相背地在該記錄介質(zhì)上沉積外涂層，該外涂層具有第一表面構(gòu)造；以及然后蝕刻該外涂層從而去除材料并為該外涂層提供第二表面構(gòu)造，該第二表面構(gòu)造比該第一表面構(gòu)造更光滑。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在蝕刻之后，該外涂層的第二表面構(gòu)造不被機(jī)械拋光來(lái)進(jìn)一步平坦化該外涂層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積發(fā)生在包括不活潑氣體的真空中，蝕刻包括離子束蝕刻，且該第二表面構(gòu)造比該第一表面構(gòu)造光滑15%至35%。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積發(fā)生在包括不活潑氣體和反應(yīng)氣體的真空中，所述不活潑氣體和反應(yīng)氣體包括氮、氫、氧、氙、氪、氖和CO2中的至少一種，該第二表面構(gòu)造比該第一表面構(gòu)造光滑20%至30%。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述沉積和蝕刻順序發(fā)生于原位干法真空工藝中， 該記錄介質(zhì)是垂直磁記錄介質(zhì)，該外涂層是碳外涂層。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在蝕刻之后，還包括在該第二表面構(gòu)造上沉積第二外涂層，該第二外涂層是基本具有該第二表面構(gòu)造的第二碳外涂層。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該第二外涂層不被機(jī)械處理來(lái)進(jìn)一步平坦化該第二外涂層。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第二表面構(gòu)造具有0.20至0.35A的平均高度，且蝕刻包括0. 1至40秒持續(xù)時(shí)間的尖峰去除。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第二表面構(gòu)造具有0.24至0.30A的平均高度，蝕刻包括3至30秒持續(xù)時(shí)間的尖峰去除。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中與具有未蝕刻碳外涂層的介質(zhì)相比，蝕刻將記錄頭觸地功率改善了 1至20mW，且將未蝕刻介質(zhì)的覆寫(xiě)改善了 0. 5至3dB。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中與具有未蝕刻碳外涂層的介質(zhì)相比，蝕刻將記錄頭觸地功率改善了 6至15mW，且將信噪比改善了 0. 1至2dB。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中與具有未蝕刻碳外涂層的介質(zhì)相比，蝕刻將信噪比改善了 0.5至l.OdB，將低頻振幅改善了至20%，且將位誤碼率改善了 10%至20%。
13.一種制造工件的系統(tǒng)，包括濺射系統(tǒng)，具有用于制造工件的多個(gè)工藝臺(tái)；以及所述工藝臺(tái)中的至少一個(gè)是外涂層工藝臺(tái)，其沉積外涂層在工件上從而為工件提供第一表面構(gòu)造，且隨后蝕刻該外涂層從而為該外涂層提供第二表面構(gòu)造，該第二表面構(gòu)造比該第一表面構(gòu)造更光滑。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述工藝臺(tái)中的所述至少一個(gè)包括用于沉積所述外涂層的第一外涂層工藝臺(tái)，以及用于離子束蝕刻該外涂層的第二外涂層工藝臺(tái)。
15.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該工件包括磁介質(zhì)、固態(tài)存儲(chǔ)器、半導(dǎo)體、磁隨機(jī)存取存儲(chǔ)器或太陽(yáng)能薄膜，且在蝕刻之后該外涂層的第二表面構(gòu)造不被機(jī)械處理來(lái)進(jìn)一步平坦化該外涂層。
16.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述工藝臺(tái)中的所述至少一個(gè)包括原位干法真空工藝，其使用不活潑氣體和反應(yīng)氣體，所述不活潑氣體和反應(yīng)氣體包括氮、氫、氧、氙、氪、 氖、(X)2中的至少一種，該外涂層是碳外涂層。
17.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述工藝臺(tái)中的所述至少一個(gè)沉積第二外涂層在該第二表面構(gòu)造上，該第二外涂層是基本具有該第二表面構(gòu)造的第二碳外涂層。
18.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中該第二表面構(gòu)造比該第一表面構(gòu)造光滑15%至 35%,該第二表面構(gòu)造具有0. 20至0.35A的平均高度，蝕刻包括0. 1至40秒的持續(xù)時(shí)間的尖峰去除。
19.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中與具有未蝕刻碳外涂層的介質(zhì)相比，蝕刻將記錄頭觸地功率改善1至20mW，將未蝕刻介質(zhì)的覆寫(xiě)改善了 0. 5至3dB。
20.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中與具有未蝕刻碳外涂層的介質(zhì)相比，蝕刻將信噪比改善0.5至l.OdB，將低頻振幅改善了至20%，且將位誤碼率改善了 10%至20%。
全文摘要
本發(fā)明提供一種制造介質(zhì)的方法和一種制造工件的系統(tǒng)。制造介質(zhì)的方法包括在襯底上形成記錄介質(zhì)。外涂層與襯底相背地沉積于記錄介質(zhì)上。外涂層具有第一表面構(gòu)造。外涂層被蝕刻以去除材料且向外涂層提供第二表面構(gòu)造，第二表面構(gòu)造比第一表面構(gòu)造更光滑。沉積和蝕刻可在原位干法真空工藝中順序發(fā)生。蝕刻之后第二表面構(gòu)造可以不被機(jī)械處理來(lái)進(jìn)一步平坦化外涂層。
文檔編號(hào)G11B5/851GK102339611SQ201110196689
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月15日
發(fā)明者丹.S.克爾徹, 卞曉平, 戴青, 簡(jiǎn).J.張, 肖奇凡, 馬克.F.默卡多 申請(qǐng)人:日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司