CN1305034C

CN1305034C - 在制造磁性薄膜盘片期间过程定时的控制

Info

Publication number: CN1305034C
Application number: CNB2004100824671A
Authority: CN
Inventors: 艾伦·P·乔吉; 保罗·M·格林; 加思·W·赫尔夫; 埃里克·C·奥布赖恩; 潘勤; 安东尼·L·史密斯; 罗伯特·J·沃尔特曼
Original assignee: Hitachi Global Storage Technologies Netherlands BV
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2004-09-22
Publication date: 2007-03-14
Anticipated expiration: 2024-09-22
Also published as: US20050069633A1; US7276262B2; CN1604201A

Abstract

本发明提出了一种用于控制a)薄膜沉积和涂布润滑剂及b)涂布润滑剂和磨料抛光之间的过程延迟时间的方法。申请人发现对于某些润滑剂，在外层沉积之后和涂布润滑剂之前，最小的延迟时间增加了磨料抛光后通过滑动测试的盘片数。另外，申请人还发现对于某些润滑剂，磨料抛光应该在涂布润滑剂后的最大时间限内进行。优选应用计算机程序化的半成品追踪系统以实施本发明的方法。

Description

在制造磁性薄膜盘片期间过程定时的控制

技术领域

本发明涉及用于磁存储器件(magnetic storage device)的薄膜盘片(thinfilm disk)的制造方法，更具体地涉及薄膜盘片的润滑及磨损表面的抛光。

背景技术

在典型的现有技术的磁盘记录系统中，用于读写磁转换、含磁传动机构(transducer)的滑动件(slider)由悬置(suspension)向转动盘片托起。空气-轴承(air-bearing)设在滑动件下面并使其飞行。术语“飞行高度”和空气-轴承高度在这里可互换使用。随着对增加面密度的要求提高，飞行高度在不断减小。大于60Gb/in²的面密度要求小于10nm的滑动件飞行高度。要获得1Tb/in²的斑点(mark)，需要2至3nm的飞行高度。如此低的飞行高度对盘片表面的允许粗糙度提出严格要求。

通常，真空沉积在盘片上的最后的薄膜层是保护外层(overcoat)。目前使用各种碳基材料用于外层，如类金刚石碳(diammond-like carbon)、CHx和CNx，但也开发了许多其它的材料。在薄膜沉积在盘片上之后，将润滑剂涂布(apply)到外层。

盘片的制造方法包括在不同阶段中降低粗糙度的步骤。一种常用的方法称为“带抛光(tape polishing)”。在盘片上涂布润滑剂后，在其中结合有极细磨料的带子用于抛光盘片的表面。尽管传统上使用带，但也可以使用不同的抛光方法。盘片作为用于滑动件的飞行表面的适用性，通常在磨料抛光(abrasive polishing)之后进行测试，称为“滑动测试”(glide test)。

对盘片表面的要求非常严格，以致于在薄膜和润滑剂之间的细微相互作用以及磨料抛光对制备方法的成品率(yield)有很大影响。

发明内容

本发明提出了一种用于控制a)薄膜沉积和润滑剂涂布及b)涂布润滑剂和磨料抛光之间的过程延迟时间(process delay time)的方法。申请人发现对于某些润滑剂，在外层沉积之后和涂布润滑剂之前，最小的延迟时间增加了磨料抛光后通过滑动测试的盘片数。另外，申请人还发现对于某些润滑剂，磨料抛光应该在涂布润滑剂后的最大时间限(timewindow)内进行。优选使用计算机程序化的半成品(work-in-progress)追踪(tracking)系统以实施本发明的方法。

附图说明

图1是随着薄膜沉积结束至涂布润滑剂之间的等待时间从0至21小时分布，测量所选数目盘片的水接触角的图。

图2是测量用于图1示出的所选盘片的润滑剂粘结系数(bondedfraction)图。

图3是随着薄膜沉积(溅射)结束至涂布润滑剂之间的等待时间的延续，从薄膜盘片获得的数据图。

图4是随着涂布润滑剂和带抛光之间的等待时间的延续，从薄膜盘片获得的数据图。

图5是本发明制造薄膜盘片的方法的流程图。

优选实施方式

用于本发明系统中的优选润滑剂是购自Solvay Solexis，Inc.的Fomblin Z-TETRAOL。其以线性全氟聚醚主链(backbone)为基础。“Z”族功能类型的润滑剂用两个特殊设计以与盘片表面具有强相互作用的官能团来封端。Solvay Solexis所提供的具有封端(end cap)的结构如下：

X-CF₂-O-(CF₂-CF₂-O)p-(CF₂O)_q-CF₂-X

Z-TETRAOL的“X”端基团是：

-CH₂OCH₂CH(OH)CH₂OH

图1是随着薄膜沉积(在此用溅射)结束至涂布润滑剂之间的等待时间延续0至21小时时，测量所选数目的盘片水接触角。这些盘片的外层是CNx和下面描述的材料。润滑剂的厚度大约是11埃。随着相应的等待时间从0延至大约3小时，水接触角从约62至53线性下降。3小时后水接触角保持稳定，且对于等待时间为21小时的盘片仍有54度的水接触角。

图2是用于图1示出的所选盘片的润滑剂的测量所得的粘结系数图。尽管比水接触角的变化更大，随着相应的等待时间从0延至大约6小时，粘结系数从约0.63线性下降至0.5度。6小时后粘结系数保持稳定，且对于等待时间为21小时的盘片仍有0.5度的粘结系数。

水接触角和粘结系数数据显示在膜形成并与环境空气相互作用后，外层表面要经过几个小时才能稳定。基于等待时间的不同，润滑剂与外层表面的相互作用不同。

图3是随着薄膜沉积结束至涂布润滑剂之间的等待时间的延续，从薄膜盘片获得的数据图。选择的延续时间从大约1小时至21小时。纵轴表示滑动测试得到的增加的成品率(每单位2个百分点)。该数据清楚地显示当等待时间小于9小时时，滑动件成品率显著减少，并且在等待时间小于4小时时，滑动件成品率甚至急剧减少。具体的时间值不如变化趋势重要，因为精确的时间和成品率受外层组合物的具体成分、滑动测试废品(failure)的标准等影响。当等待时间变化时，所有的其它变量都是恒定的，因此数据变化的趋势恰当地代表了等待时间的影响。

对从图1至3得到的数据的解释是：在刚刚沉积后的期间，润滑剂和外层之间的相互作用对滑动成品率不利。润滑剂的状态和滑动成品率之间的相互关系与润滑剂对带抛光的影响有关。水接触角和润滑剂的粘结系数的下降说明表面能在下降。用大部分未结合的润滑剂进行带抛光使得对表面破坏较小，从而有更高的成品率。

图4是随着涂布润滑剂和带抛光之间的等待时间的延续，从薄膜盘片获得的数据图。该数据显示随着在涂布润滑剂之后到带抛光之前的时间增加，成品率呈线性下降。在10小时以下线性关系尤其明显。因此，涂布润滑剂和带抛光之间的时间需要根据实际保持尽可能短。

由于在涂布润滑剂之前沉积薄膜，因此本发明盘片的制造方法优选包括保证至少消耗几个小时。该方法也优选包括在施用润滑剂和带抛光之间保证实际允许的尽量短的延迟时间。

在工艺中盘片通常放置在能容纳几十张盘片的支架(carrier)中，该支架易于操作者操作，而且也能用于自动操作台(automated processingstation)。由于用辨识数据(identifying data)对盘片进行标记是不实际的，支架可用来记载操作、时间等，而且通常配有机器可读的标记(identifier)(如序列号)，其能在每个工作台被扫描，并和操作者输入的数据等一起传入对支架进行追踪的计算机或网络。参照图5对本发明的方法的具体实施方式进行说明。本发明方法的优选实施方式对每个支架薄膜沉积结束的时间点(timestamp)进行记录(51)。进行中的盘片放在有任意计时装置(计时器、指示器、闹钟等)的指定位置，该计时装置在支架准备进入润滑剂台时提醒操作者(52)。当盘片移至润滑剂台(53)时，在涂布润滑剂之前检查薄膜沉积的时间点以确保有预定的等待时间(54)。在涂布润滑剂之前扫描支架的标识(ID)。计算机将计算出等待时间段，在所选的时间段没有达到时，暂时拒绝(reject)此支架(54)。

当涂布润滑剂时，对支架记入另一个时间点(55)。本发明的方法包括计划将盘片尽可能快地进行带抛光。作为安全控制，计算机应进行编程，以在预定时间超出时拒绝该支架的盘片去进行带抛光(56)。带抛光后的滑动测试没有特别的时间要求(57)。

针对具体实施方式对本发明的方法进行了描述，但对本领域的技术人员来说，显然本发明的制造技术还可用于其它的用途和应用中。

Claims

1.一种制造薄膜盘片的方法，包括以下步骤：

记录用于盘片的薄膜沉积结束的第一时间点；

在第一时间点后等待预定的时间使得薄膜表面稳定化；

预定时间过去后对盘片涂布润滑剂；

记录对盘片涂布润滑剂的第二时间点；

检查第二时间点，在自涂布润滑剂后超出所选的时间段时拒绝所述盘片，然后对未拒绝的盘片进行磨料抛光；和

对盘片进行滑动测试。

2.权利要求1所述的方法，其中所述等待步骤还包括将所述盘片放在指定的位置并使用计时装置以在盘片准备好进行润滑时提醒操作者。

3.权利要求1所述的方法，其中所述润滑剂具有全氟聚醚的主链。

4.权利要求1所述的方法，其中所述润滑剂具有X为-CH₂OCH₂CH(OH)CH₂OH的X-CF₂-O-(CF₂-CF₂-O)_p-(CF₂O)_q-CF₂-X结构。

5.权利要求1所述的方法，其中所述润滑剂是FomblinZ-TETRAOL。

6.权利要求1所述的方法，其中所述盘片具有类金刚石碳的薄膜外层。

7.权利要求1所述的方法，其中所述盘片具有CHx的薄膜外层。

8.权利要求1所述的方法，其中所述盘片具有CNx的薄膜外层。

9.一种制造薄膜盘片的方法，包括以下步骤：

在盘片上沉积至少一层薄膜；

从放有盘片的支架读取标记；

记录指示薄膜沉积完成时的时间的第一时间点，第一时间点用标记记录在自动数据库中；

将支架保持预定的时间以使薄膜的表面稳定化；

在预定时间过去后，对盘片涂布润滑剂；

将第二时间点用标记记录在自动数据库中，第二时间点指示涂布润滑剂的时间；和

读取标记，以及在自涂布润滑剂后超出所选的时间段时拒绝盘片；

对未拒绝的盘片进行磨料抛光。

10.权利要求9所述的方法，其中所述保持步骤还包括将所述盘片放在指定的位置并使用计时装置以在盘片准备好进行润滑时提醒操作者。

11.权利要求9所述的方法，其中所述润滑剂具有全氟聚醚的主链。

12.权利要求9所述的方法，其中所述润滑剂具有X为-CH₂OCH₂CH(OH)CH₂OH的X-CF₂-O-(CF₂-CF₂-O)_p-(CF₂O)_q-CF₂-X结构。

13.权利要求9所述的方法，其中所述润滑剂是FomblinZ-TETRAOL。

14.权利要求9所述的方法，其中所述盘片具有类金刚石碳的薄膜外层。

15.权利要求9所述的方法，其中所述盘片具有CHx的薄膜外层。

16.权利要求9所述的方法，其中所述盘片具有CNx的薄膜外层。