长形条的加工方法及加工装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种长形条的加工方法，包括：（1）提供一夹具，所述夹具具有与长形条相配合的上表面；（2）在所述上表面上形成一热传导层；（3）在所述热传导层上形成一干膜层；（4）粘接所述长形条至所述夹具上，且所述长形条的一面与所述干膜层相贴合；（5）蚀刻所述长形条。所述方法的热传导效率高且可防止长形条在蚀刻过程中被烧坏。本发明还公开了一种长形条的加工装置。
【专利说明】长形条的加工方法及加工装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及信息记录磁盘驱动器领域，尤其涉及一种在磁头制造过程中的长形条加工方法及加工装置。
【背景技术】
[0002]磁盘驱动器是常用的信息存储装置，通常包含多个安装于主轴马达上的用于存储数据的旋转磁盘以及从磁盘读取或向磁盘写入数据的磁头。人们对磁盘驱动器的容量要求越来越高，虽然增加磁盘的磁轨记录密度可增加磁盘驱动器的容量，但相应地需要提高磁头的性能以使其更精确地定位于磁轨上。磁头作为磁盘驱动器的核心部件，其飞行特征很大程度上决定了磁头的读写性能，进而影响了磁盘驱动器的容量。
[0003]磁头大体呈长方体状，其前后两个侧面分别称为前面及尾随面，磁头上连接该前面及尾随面且面向磁盘表面的面形成空气承载面(air bearing surface, ABSXABS是凹部不平的，具有多个凸出的空气垫、若干浅蚀刻区域以及深蚀刻区域。这些高低相间的ABS结构使得磁盘高速转动时，空气可以进入磁盘与ABS之间，从而让磁头可以悬浮在磁盘上方。因此，ABS上的凹凸形貌直接决定了磁头的飞行特征，进而影响了磁头的读写性能。ABS的凹凸形貌可通过光刻工艺获得。
[0004]下面将介绍磁头上ABS的形成过程。通常，在一晶圆上排列有多个磁头元件，首先该晶圆将被切成单独的长形条，每一长形条上包括多个独立的磁头，这些长形条最终会被锯成单一的磁头元件，这些磁头元件则被安装于磁盘驱动器内。为了提高磁头的加工效率，形成ABS的光刻工艺是在长形条形态时形成而不是在单独的磁头形态时形成。长形条在被蚀刻之前通常被固定至一夹具上，长形条未与夹具接触的表面为用于形成磁头ABS的表面。然后再对安装至夹具上的长形条进行光刻。
[0005]光刻工艺一般包括上光阻、曝光、显影、蚀刻及去光阻等步骤。上光阻就是将感光物质即光阻借助光阻喷射设备喷射到长形条的待加工表面(即用于形成空气承载面的表面)上。然后，将适当曝光光源(比如深紫外线、激光、电子束或X射线)穿过光罩上的空心图案而照射到光阻上，使得光阻被选择性地曝光，从而在光阻上形成被曝光的区域。接下来，用显影液清洗光阻，使得被曝光的区域通过与显影液的化学反应而被去掉，从而使长形条的部分表面暴露出来，形成光阻图案。然后，在蚀刻之前将安装了长形条的夹具放置于蚀刻机的蚀刻机台上，在蚀刻机台下方设有一液氮冷却系统。下一步，蚀刻暴露于被曝光区域的长形条表面，从而在该表面形成与光阻图案相适应的几何结构。最后，将长形条表面剩余的光阻去掉,从而完成光刻过程,形成ABS。
[0006]然而，在蚀刻过程中长形条上会产生大量的热，热通过夹具及蚀刻机台传导至设于蚀刻机台下的液氮冷却系统。热传导效率好可使长形条的温度控制在较低水平，否则在长形条上聚集过多的热会烧坏长形条，或降低长形条的各种性能。而热传导效率主要受热从长形条传导至夹具这个环节控制，为了提高热传导效率，在夹具与长形条相接触的面上形成一干膜层，干膜层的设置很大程度上提高了热传导效率，但不能完全避免长形条过热而烧坏的情况发生。
[0007]干膜层与夹具的粘附性能越好，热传导效率越高，而粘附性能取决于干膜层的类型和夹具的表面性质。干膜层不能重复利用，光刻过程完成后，长形条从夹具上卸载下来，粘附在夹具上的干膜层一般需使用化学溶剂来清洗，然后在夹具的表面再次形成一干膜层以夹持下一组长形条。然而蚀刻过程及使用化学溶剂清洁夹具均会损害夹具表面的粘附性能，从而降低干膜层在夹具表面的粘附强度，进而降低了其热传导效率。因此，干膜层与夹具之间的低粘附性能及低热传导效率都会导致长形条在蚀刻的过程中被烧坏，从而损坏长形条，降低其良品率。
[0008]因此，亟待一种长形条的加工方法及加工装置，以克服上述缺陷。
【发明内容】
[0009]本发明的一个目的在于提供一种热传导效率高且可防止长形条在蚀刻过程中被烧坏的长形条的加工方法。
[0010]本发明的另一目的在于提供一种长形条的加工装置，所述加工装置的热传导效率高且可防止长形条在蚀刻过程中被烧坏。
[0011]为达到以上目的，本发明提供一种长形条的加工方法，包括:(I)提供一夹具，所述夹具具有与长形条相配合的上表面；(2)在所述上表面上形成一热传导层；(3)在所述热传导层上形成一干膜层；(4)粘接所述长形条至所述夹具上，且所述长形条的一面与所述干膜层相贴合；(5)蚀刻所述长形条。
[0012]具体的，所述热传导层由类金刚石碳制得。所述类金刚石碳层能加强干膜层与夹具上表面之间的粘附性能。
[0013]较佳地，所述加工方法还包括在形成所述干膜层后于10(TC?140°C的温度下烘焙所述夹具，使所述热传导层及干膜层更牢固的粘附在夹具上表面而不会剥落。
[0014]较佳地，所述步骤(5)还包括在所述长形条上形成光阻图案。
[0015]具体地，形成所述光阻图案的步骤包括上光阻、曝光及显影。
[0016]本发明的长形条的加工装置，包括一夹具、成膜设备及蚀刻机，所述夹具用于夹持所述长形条且具有与所述长形条相配合的上表面，所述成膜设备用于在所述夹具的上表面形成一热传导层及在所述热传导层上形成一干膜层，所述蚀刻机用于蚀刻所述长形条。
[0017]具体的，所述热传导层由类金刚石碳制得。所述类金刚石碳层能加强干膜层与夹具上表面之间的粘附性能。
[0018]较佳地，所述加工装置还包括烘焙设备，用于在形成所述干膜层后于10(TC?140°C的温度下烘焙所述夹具，使所述热传导层及干膜层更牢固的粘附在夹具上表面而不会剥落。
[0019]较佳地，所述加工装置还包括光阻形成设备，用于在蚀刻所述长形条之前在所述长形条上形成光阻图案。
[0020]较佳地，所述光阻形成设备包括光阻喷涂工具、曝光工具以及显影工具。
[0021]与现有技术相比，夹具上表面形成有热传导层及干膜层，热传导层层夹于夹具上表面及干膜层之间。热传导层可加强干膜层与夹具间的粘附性能，从而提高其热传导效率，进而可防止长形条在蚀刻过程中被烧坏，提高了长形条的良品率。而且，热传导层改善了夹具上表面的表面性质，且较高的热传导效率可降低蚀刻对夹具的损害，从而夹具的生命周期得以延长，降低了生产成本。另外，由于高的热传导效率使长形条的温度在蚀刻过程中始终保持较低水平，一般可低于60°C，因此ABS上的光阻图案不会变形，图案分辨率更高，力口上高的热传导效率也改善了光阻图案的粘附性能，延长了蚀刻时间，使得ABS上形成的凹凸形貌更精密，从而提高了磁头的飞行特征，进而提高了读写性能。
[0022]通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明长形条加工装置的示意图。
[0024]图2为本发明长形条加工装置的蚀刻机与其夹具相配合时的剖视图。
[0025]图3为本发明长形条加工装置的光阻形成设备的示意图。
[0026]图4为本发明长形条加工方法的流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。本发明提供一种长形条的加工方法及加工装置，该加工方法及装置的热传导效率高且可防止长形条在蚀刻过程中被烧坏，不仅提高了长形条的良品率，延长了夹具的使用寿命，还使得ABS上形成的凹凸形貌更精密，从而提高了磁头的飞行特征，进而提高了读写性能。
[0028]如图1所示，本发明的加工装置I包括一夹具10、成膜设备20、光阻形成设备30及蚀刻机40，夹具10用于夹持长形条且具有与长形条相配合的上表面，成膜设备20用于在夹具10的上表面形成一热传导层及在热传导层上形成一干膜层，光阻形成设备30用于在长形条上形成光阻图案，蚀刻机40用于蚀刻具有光阻图案的长形条。具体地，如图2所示，该蚀刻机40具有一蚀刻机台44、设于蚀刻机台44上的托盘42以及设于蚀刻机台44下方的冷却系统46。用以夹持长形条的夹具10置于托盘42之上。较佳地，冷却系统46为液氮冷却系统，其冷却速率快且便于控制。更具体地，干膜层由快干胶制得，热传导层由类金刚石碳制得。类金刚石碳能加强干膜层与夹具10上表面之间的粘附性能，提高其热传导效率。
[0029]当需使用加工装置I在长形条上蚀刻以形成ABS时，首先使用成膜设备20在夹具10的上表面形成一热传导层及在热传导层上形成一干膜层，接着使用烘焙设备于100°C?140°C的温度下烘焙夹具10，最佳温度为120°C，使热传导层及干膜层更牢固的粘附在夹具10上表面而不会剥落。然后，将一组长形条粘接至蚀刻机40的上述夹具10上，长形条未与夹具10接触的表面为用于形成磁头ABS的表面。下一步，再使用光阻形成设备30在长形条将形成ABS的表面上形成光阻图案。具体的，如图3所示，光阻形成设备30包括光阻喷涂工具32、曝光工具34以及显影工具36。使用光阻喷涂工具32将光阻喷涂至长形条将形成ABS的表面上，再使用曝光工具34，如紫外光选择性的曝光上述光阻，最后使用显影工具36，如显影液去除被曝光的光阻而形成光阻图案。下一步，形成有光阻图案的长形条被置于上述蚀刻机40上，蚀刻未被光阻图案覆盖的长形条表面，从而在该表面形成与光阻图案相适应的几何结构。最后，将长形条表面剩余的光阻去掉，从而完成光刻过程，形成ABS。光刻过程完成后，长形条从夹具10上卸载下来，粘附在夹具10上的热传导层及干膜层可使用化学溶剂来清洗，然后在夹具10的上表面再次使用成膜设备20形成一热传导层及位于该热传导层上的干膜层以夹持下一组长形条。
[0030]长形条在蚀刻过程中会产生大量的热，长形条上的热通过干膜层、热传导层、夹具10、托盘42及蚀刻机台44传导至设于蚀刻机台44下的冷却系统46。热传导层的设置能加强干膜层与夹具10上表面之间的粘附性能，提高其热传导效率，进而可防止长形条在蚀刻过程中被烧坏，提高了长形条的良品率。而且，热传导层改善了夹具10上表面的表面性质，且较高的热传导效率可降低蚀刻对夹具10的损害，从而夹具10的生命周期得以延长，降低了生产成本。另外，由于高的热传导效率使长形条的温度在蚀刻过程中始终保持较低水平，因此长形条的ABS上的光阻图案不会变形，图案分辨率更高，加上高的热传导效率也改善了光阻图案的粘附性能，延长了蚀刻时间，使得ABS上形成的凹凸形貌更精密，从而提高了长形条的磁头的飞行特征，进而提高了其读写性能。
[0031]如图4所示，本发明的长形条的加工方法包括如下步骤:
[0032]S401:提供一夹具，该夹具具有与长形条相配合的上表面；
[0033]S402:在该上表面上形成一热传导层；
[0034]S403:在该热传导层上形成一干膜层；
[0035]S404:粘接长形条至夹具上，且长形条的一面与干膜层相贴合；
[0036]S405:蚀刻上述长形条。
[0037]具体的，热传导层由类金刚石碳制得。类金刚石碳具有良好的抗蚀性能，常被用于保护磁头上的极尖，且能加强干膜层与夹具上表面之间的粘附性能。
[0038]较佳地，加工方法还包括在形成干膜层后于100°C?140°C的温度下烘焙夹具，使热传导层及干膜层更牢固的粘附在夹具上表面而不会剥落。
[0039]较佳地，步骤(5)包括在在长形条上形成光阻图案。
[0040]具体地，形成光阻图案的步骤包括上光阻、曝光及显影。
[0041]上述长形条的加工方法在夹具的上表面形成一热传导层及干膜层，热传导层层夹于夹具及干膜层之间。热传导层可加强干膜层与夹具间的粘附性能，从而提高其热传导效率，进而可防止长形条在蚀刻过程中被烧坏，提高了长形条的良品率。而且，热传导层改善了夹具上表面的表面性质，且较高的热传导效率可降低蚀刻对夹具的损害，从而夹具的生命周期得以延长，降低了生产成本。另外，由于高的热传导效率使长形条的温度在蚀刻过程中始终保持较低水平，因此ABS上的光阻图案不会变形，图案分辨率更高，加上高的热传导效率也改善了光阻图案的粘附性能，延长了蚀刻时间，使得ABS上形成的凹凸形貌更精密，从而提高了磁头的飞行特征，进而提高了其读写性能。
[0042]以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
【权利要求】
1.一种长形条的加工方法，包括以下步骤: (1)提供一夹具，所述夹具具有与长形条相配合的上表面； (2)在所述上表面上形成一热传导层； (3)在所述热传导层上形成一干膜层； (4)粘接所述长形条至所述夹具上，且所述长形条的一面与所述干膜层相贴合；以及 (5)蚀刻所述长形条。
2.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于:所述热传导层由类金刚石碳制得。
3.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于:还包括在形成所述干膜层后于100°C?140 V的温度下烘焙所述夹具。
4.如权利要求1所述的加工方法，其特征在于:所述步骤(5)还包括在所述长形条上形成光阻图案。
5.如权利要求4所述的加工方法，其特征在于:形成所述光阻图案的步骤包括上光阻、曝光及显影。
6.一种长形条的加工装置，包括: 一夹具，用于夹持长形条，所述夹具具有与所述长形条相配合的上表面； 成膜设备，用于在所述夹具的上表面形成一热传导层及在所述热传导层上形成一干膜层；以及 蚀刻机，用于蚀刻所述长形条。
7.如权利要求6所述的加工装置，其特征在于:所述热传导层由类金刚石碳制得。
8.如权利要求6所述的加工装置，其特征在于:还包括烘焙设备，用于在形成所述干膜层后于100°C?140°C的温度下烘焙所述夹具。
9.如权利要求6所述的加工装置，其特征在于:还包括光阻形成设备，用于在蚀刻所述长形条之前在所述长形条上形成光阻图案。
10.如权利要求9所述的加工装置，其特征在于:所述光阻形成设备包括光阻喷涂工具、曝光工具以及显影工具。
【文档编号】G11B5/127GK104078054SQ201310103626
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月27日 优先权日:2013年3月27日
【发明者】祁延刚 申请人:新科实业有限公司