专利名称：用于图案化介质的电沉积的钝化涂层的制作方法
技术领域：
在此所描述的实施例涉及图案化介质领域，具体地说，涉及图案介质的电沉积钝 化。
背景技术：
图案化介质对硬盘的摩擦学性能构成了独特挑战，因为典型的制造工艺可能包含 在磁介质层中产生地形(例如槽)。非平坦的介质表面可能在磁头运转和腐蚀两方面对盘 驱动器的性能产生负面的影响。在常规的硬盘介质中，磁头在非常平滑的表面和磁层上方 运转，所述磁层是合成金属膜，其被薄的类金刚石(DLC)膜覆盖以防止腐蚀。在图案化介质 中，典型地也需要DLC膜来覆盖磁层，但是磁层中地形的存在可能导致较差的等角覆盖(例 如槽的侧壁和拐角)，这导致抗腐蚀性能不足。在图案化介质的传统制造工艺中，将DLC膜应用到分离磁道记录(DTR)盘(也称 为分离磁道介质(DTM))的图案特征部件。一种类型的DTM结构使用同心分离环带的图案用 于记录介质。当向记录介质写数据时，分离磁区域对应于数据磁道。不包含磁材料的衬底 表面区域将数据磁道互相隔离。分离磁环带(也称为斜坡、凸起、高地等)用于存储数据， 非磁环带(也称为沟、谷、槽等)提供磁道间隔离以减小噪声。凸起具有小于记录磁头的宽 度，使得在工作期间磁头的部分在沟上方延伸。凸起与磁头足够的近，以使数据能够写在磁 层中。因此，使用DTM时，数据磁道在物理和磁性方面都被限制。在DTM的传统制造中，使用相同的类金刚石(DLC)沉积工艺同时涂覆图案化区域 的凹进区(例如槽)和非凹进区(例如凸起)。结果，由于凹进区中的阴影效应和较大的表 面积，导致凹进区的涂层将比非凹进区的薄并且更不均勻。因此，图案化介质的凹进区中腐 蚀的可能性比非凹进区大并且也比标准非图案化介质大。一种传统DTM制造方法使用物理气相沉积(PVD)技术来涂覆图案化磁层的整个表 面。这种方法可以包括多个步骤的沉积和回刻蚀膜来完全以填充图案化介质的凹进区，实 现宜于运转的表面。在美国专利申请2008/0187779中描述的另一传统DTM制造方法在磁记录层的表 面上安装树脂模掩膜之后，使用原子层沉积(ALD)在图案化磁记录层的整个表面上方沉积 DLC膜。ALD不仅填充槽，而且也覆盖在磁记录层的凸起上的树脂模掩膜。接着，在磁记录 层的凸起上方的树脂模掩膜与ALD保护层一起被除去。
出于示例而非限制的目的，在附图中说明了实施例，在附图中图1是根据本发明的各实施例的图案化的磁记录盘的制造方法和产生的盘结构 的概念说明，所述磁记录盘具有电沉积的保护层。图2示出了根据本发明的一个实施例的电镀器的一个实施例。图3示出了根据本发明的各替换实施例制造图案化磁记录盘的方法，所述磁记录盘具有电沉积的保护层。
具体实施例方式在此参照附图描述了装置和方法的实施例。然而，可以抛开这些具体的细节中的 一个或多个来实施特定的实施例，或与其他已知的方法、材料和装置组合来实施特定的实 施例。在下述描述中，陈述了许多具体的细节，例如具体的材料、尺寸和工艺参数等，以提供 彻底的理解。在其他实例中，没有特别详细地描述熟知的制造工艺和设备，以避免不必要地 造成所要求保护的主题不清楚。整个说明书中对“一个实施例”的引用意味着所描述的与 该实施例有关的特定特征、结构、材料或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在 整个说明书各个位置出现的短语“在一个实施例中”未必指代相同的实施例。此外，可以在 一个或多个实施例中以任何合适的方式组合特定特征、结构、材料或特性。描述了电沉积涂层以使其处于图案化磁膜的凹进区域(槽)中的方法的实施例。 为了钝化这些图案化槽的表面并且防止腐蚀，可以执行将涂层电沉积在这些地形槽内。在 一个特定的实施例中，仅将这种涂层电沉积在图案化槽中，使得不会对顶部磁表面增加额 外的间距损失。在一个实施例中，依赖于涂层的厚度，也可以通过部分或完全填充槽以使介 质平坦化来减轻对磁头运转能力(flyability)的影响。可以通过这里所讨论的本发明的 多个实施例获得图案化介质的改进的腐蚀性能和运转能力。在一个实施例中，在已经通过某些方法将特征刻蚀到介质层内之后但在剥离掩模 层之前执行电沉积工艺，使得只有暴露的导电表面是凹进特征。结果，在电沉积工艺期间， 材料仅沉积在图案化的磁层的凹进区域(即槽)中。在将第一涂层沉积在刻蚀的特征部 件中之后，接着剥离掩模层并且可以在图案化磁层的整个表面上方沉积第二保护层(例如 DLC膜)。结果，图案的凹进区域将具有两个保护层(即电沉积的膜和真空沉积的DLC)，而 图案的非凹进区域(即凸起)将仅具有第二保护层(例如DLC膜)。本领域普通技术人员可以理解，不同的沉积方法可以提供所沉积的层的独特的材 料特性。例如，本领域普通技术人员将理解，CVD碳具有与PVD碳截然不同的材料特性。因 此，不能认为CVD碳层在结构上与PVD碳层等效。作为另一示例，通过CVD方法形成的DLC 膜比通过溅射方法形成的DLC膜更密集并且更硬。ALD在化学上类似于CVD，除了 ALD反应 将CVD反应分成两个半反应(half-reactions)，在反应期间保持母体材料分离。通过电沉 积产生的层具有与通过ALD产生的层不同的材料特性。就其本身而论，在此有时可参考通 过特定的沉积方法产生的层的物理特性和沉积工艺的描述来讨论沉积方法的实施例。在一 个实施例中，电沉积的层可以具有晶体结构。替换地，电沉积的层可以具有非晶体结构。图1是根据本发明的实施例的图案化磁记录盘的制造方法100和产生的盘205结 构的原理图。本发明的方法的实施例在将DTM盘的磁层图案化之后开始。可以通过本领域 中熟知的若干方法(例如压印光刻、电子束光刻、离子束刻蚀、反应离子刻蚀、溅射刻蚀等) 中的任何一种来完成图案化；因此，不提供详细的讨论。在将(多个)磁层112图案化之 后，掩模(例如抗蚀剂)层111可以保留在图案的凸起上方。在将层图案化之后不保留掩 模层的实施例中，方法100包括沉积并且刻蚀掩模层，以在磁层的槽113上方形成开口，如 图1中所示。掩模层的沉积和刻蚀是在本领域中已知的；因此，在此不提供详细的讨论。在已经提供了图案化的(多个)磁层112和掩模层111 (操作110)之后，方法100继续进行，其将保护层123电沉积在图案化的磁层112的槽113内(操作120)。接下来，除 去掩模层111 (操作130)，之后在图案化的磁层112的槽113和凸起114两者上方沉积第二 保护层145 (操作140)。下面提供了图1的每一个操作的进一步细节。图2示出了根据本发明的一个实施例的电镀器200的一个实施例，所述电镀器可 以用在电沉积操作120中。电镀器200包括耦合到盘承载器220和电镀箱230的电源210， 以提供电流流动211从而将第一保护层电镀在图案化的磁记录层上，所述电镀箱230包含 电镀槽235。接触管脚225用来提供到盘205的电气接触。在该特定实施例中，盘205由盘 承载器220上侧朝下固定在箱中。在电沉积工艺中，依赖于要沉积的材料，将盘205作为工件制成阳极或阴极。可 以将各种各样的材料包括金属和绝缘体两者电沉积到磁记录图案的凹进区域中。可以以 这种方式电沉积的材料包括例如金属(例如金)或硅酸盐(例如硅酸钠(Na2SiO3)、硅酸钾 (K2SiO3))。在一个实施例中，沉积的膜可以是没有钠或钾的交叉结合(cross-linked)的硅 酸盐(硅石)膜。在硅酸钠的情况中，接着可以通过如图1中的操作120所示的沉积之后 烘烤涂层来将电沉积的膜转变为硅石。在替换实施例中，可以使用其他金属材料，例如铝(Al)、金(Au)、铬(Cr)、钌(Ru)、 钼(Pt)、铑(Rh)和铜(Cu)。通常，也可以使用对磁不敏感的并且提供良好的附着力、抗腐 蚀力和机械强度的金属。在其他实施例中，也可以类似硅酸盐那样使用铝酸盐而以电化学 方式沉积到凹进区域113。应注意，也可以使用合金来形成第一保护层123。此外，也可以 按顺序电沉积多种材料来获得所期望的附着力、抗腐蚀力和机械特性。当要将金属材料沉积到槽113中时，盘205用作阴极并且箱电极240用作阳极。当 要使用硅酸盐或铝酸盐时，盘205用作阳极并且箱电极240用作阴极。在一个实施例中，以 DC模式实施电沉积。在替换实施例中，可以使用其他电镀模式，例如正向脉冲模式或反向脉 冲模式(正的和负的)。应注意，可以在本发明的替换实施例中使用其他类型和配置的电镀 器。电镀设备在本领域中是已知的；因此，在此不提供进一步的讨论。在一个实施例中，可 以使用无电电镀技术来执行电沉积操作。可以控制第一保护层123的厚度，使得可以控制槽113深度以使盘具有良好的运 转能力和良好的抗腐蚀力。在金属涂层的情况中，可以实现相对厚的涂层以使图案化特征 更为平坦。在硅酸盐或铝酸盐的情况下，涂层厚度是自限制的，因为在沉积几纳米之后涂层 变为非导电性的，因此沉积过程停止。应该控制所有参数以获得最佳的膜特性，参数例如电镀槽组成成分、温度、pH、电 压、脉冲时间和频率(如果使用脉冲)、沉积时间等。根据一个实施例，为了将沉积的膜限制 在槽中，在凸起区域上的抗蚀剂是非导电性的。这可以通过控制抗蚀剂的厚度或选择高电 阻的抗蚀剂来完成。图3示出了根据本发明的替换实施例制造图案化磁记录盘的方法300，所述磁记 录盘具有电沉积的保护层。在一个实施例中，一个或更多个清洗操作(操作125)(例如用 水)可以在电沉积操作120之后执行，以将电解液中可能的松散沉积物从盘205上清除。在 一个实施例中，可以在最后剥离掩模层(操作130)之前执行退火操作126，以改善电沉积膜 的附着力和机械特性。退火不应该太过，否则阻碍最后的抗蚀剂剥离操作。清洗和退火操 作在本领域中是已知的；因此，不提供此类操作的详细讨论。
对照图1和图3两者，在操作140中，可以在电沉积层123上方沉积另一第二保护 膜145。在一个实施例中，这种额外的保护层145是真空沉积的DLC膜。在这种真空沉积 的实施例中，可以用以下工艺沉积DLC膜，例如但不限于离子束沉积(IBD)、物理气相沉积 (PVD)或化学气相沉积(CVD)，CVD例如低压(LP) CVD或等离子体增强(PE) CVD。在特定的 实施例中，可以以双分子层形成DLC膜。在替换实施例中，可以将其他材料用于第二保护层 145，例如氮化物膜、氧化物膜(例如SiO2)等。上述方法的实施例可以用来制造DTR垂直磁记录(PMR)盘，所述DTR垂直磁记录 盘具有在衬底上方布置的软磁膜。软磁膜可以由单个软磁底层(SUL)或多个软磁底层组 成，所述多个软磁底层具有布置在它们之间的介入层材料，例如钌(Ru)。在特定的实施例 中，可以以或同时或连续的方式处理衬底的两面，以形成具有双面DTR图案的盘。如在此使用的术语“在...上方”、“在...下方”、“在...之间”和“在...上”指 代一层关于其他层的相对位置。就其本身而论，例如沉积或置于另一层上方或下方的一层 可能与另一层直接接触或可能具有一个或多个介入层。此外，沉积或置于多层之间的一层 可能直接与该多个层接触或可能具有一个或多个介入层。相反，在第二层“上”的第一层与 该第二层接触。此外，一个层关于其他层的相对位置是在以下假设下而言的初始工件是开 始的衬底并且随后的处理沉积膜、修改膜和从衬底上除去膜，而不考虑衬底的绝对朝向。因 此，沉积在衬底的两面上的膜是在该衬底的两面的“上方”。虽然用针对结构特征和方法行为的语言已经描述了这些实施例，但是应当理解， 所附权利要求中限定的本发明不必被限制于特定实施例中所描述的具体的特征或行为。所 公开的具体的特征和行为应被理解为要求保护的发明的特别优选的实现，其意在说明被发 明而非限制本发明。
权利要求
一种制造磁记录盘的方法，包括提供磁记录层，其具有在其上形成的凸起区域和凹进区域的图案；在所述磁记录层的所述凸起区域上提供掩模层；将第一保护层电沉积在所述磁记录层上；除去所述掩模层；以及在所述第一保护层上方沉积第二保护层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中电沉积包括电镀。
3.根据权利要求2所述的方法，其中电镀包括仅在所述磁记录层的所述凹进区域中沉 积所述第一保护层的材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一保护层包括金属。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一保护层包括铝。
6.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一保护层包括硅酸盐。
7.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一保护层包括绝缘体。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括在电沉积之后并且在沉积所述第二保护层之前 烘烤所述第一保护层。
9.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一保护层包括铝酸盐。
10.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一保护层包括从由铝、金、铜、铬、钌、钼和 铑组成的组中选择的一种材料。
11.根据权利要求3所述的方法，其中在电镀之后，所述方法还包括 清洗所述第一保护层；以及在除去所述掩模层之前对所述第一保护层进行退火。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述掩模层包括非导电材料。
13.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一保护层具有小于1微米的厚度。
14.根据权利要求3所述的方法，还包括在沉积所述第二保护层之前，在所述第一保护 层上电沉积一个或更多个其他的膜。
15.根据权利要求1所述的方法，其中电沉积包括在所述掩模层和所述磁记录层的所 述凹进区域上化学镀所述第一保护层；以及其中除去所述掩模层包括除去所述掩模层以剥 离覆盖的第一保护层。
16.一种磁记录盘，包括磁记录层，其具有凸起区域和凹进区域的图案； 仅在所述凹进区域上沉积的电沉积第一保护层；以及在所述电沉积第一保护层和所述磁记录层的所述凸起区域上沉积的第二保护层。
17.根据权利要求16所述的磁记录盘，其中所述电沉积层包括金属。
18.根据权利要求16所述的磁记录盘，其中所述电沉积层包括硅酸盐。
19.根据权利要求16所述的磁记录盘，其中所述电沉积层包括铝酸盐。
20.根据权利要求16所述的磁记录盘，其中所述电沉积层包括从由铝、金、铜、铬、钌、 钼和铑组成的组中选择的一种材料。
21.根据权利要求16所述的磁记录盘，其中所述电沉积层包括具有晶体结构的材料。
22.根据权利要求16所述的磁记录盘，其中所述电沉积层包括具有非晶体结构的材料。
全文摘要
描述了一种制造图案化的磁记录盘的方法。所述方法可以包括将保护层电沉积在该盘的磁记录层上。
文档编号G11B5/66GK101901604SQ20101018552
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月20日 优先权日2009年5月26日
发明者A·霍莫拉, C·张, D·特雷夫, P·C·多尔西 申请人:西部数据传媒公司