[发明专利]具有预图案化表面特征的磁记录盘及其平坦化方法

说明书

技术领域

本发明总地涉及具有高企的槽脊(land)和凹陷的槽或沟的预图案化表面特征的磁记录盘，更特别地，涉及具有平坦化表面的这样的盘。

背景技术

常规磁记录硬盘驱动器使用水平记录或者垂直记录。在水平记录中，定义磁记录数据位的磁化区域取向在硬盘上的记录层的平面中；在垂直记录中，磁化区域取向为垂直于记录层平面。常规盘是“连续介质(CM)”盘，其中记录层是磁材料的连续层，当写头对磁材料进行写入时，磁材料的连续层变得形成为包含磁记录数据位的同心数据道。记录层还包括伺服扇区的预记录图案，伺服扇区用于在读和写期间将读/写头定位到期望的数据道且将头维持在数据道上。常规的CM盘具有保护外涂层，保护外涂层通常由非晶碳比如类金刚石碳(DLC)形成，其覆盖记录层且提供基本光滑的平坦表面。读/写头位于气垫滑块上，盘旋转时，气垫滑块在空气薄膜或“气垫”上被支承于光滑盘表面上方。

CM盘的变型是“离散道介质”(DTM)盘，意味着连续磁材料的同心数据道通过同心非磁防护带而彼此径向分隔开。DTM盘在本领域是已知的，例如描述于美国专利US4912585中。在DTM盘中，数据道通常是高企的包含磁材料的槽脊，非磁防护带是凹陷在高企的槽脊以下的沟或槽。非磁防护带或者由非磁材料形成，或者包含磁材料但是凹陷得在高企的数据道之下足够远从而不负面影响来自数据道的读回信号。

除了CM盘和DTM盘之外，已经提出了具有“位图案化介质”(BPM)的磁记录盘来增大数据密度。在BPM盘中，盘上的可磁化材料被图案化成小的隔离的数据岛，使得在每个岛或“位”中有单个磁畴。单个磁畴可以是单个晶粒或者由数个强耦合的晶粒构成，强耦合的晶粒作为单个磁体一致地翻转磁状态。这与常规CM盘大不相同，常规CM盘中单个位可具有通过畴壁分隔开的多个磁畴。为了产生图案化岛的所需磁隔离，岛之间的空间的磁矩必须被破坏或者基本减小以使这些空间实质上是非磁的。在一类BPM盘中，数据岛是高企的、间隔开的柱，其通过非磁的沟或凹陷部分隔开。

DTM盘和BPM盘也需要伺服扇区，伺服扇区绕盘角间隔开且越过同心数据道基本径向延伸。伺服扇区是预记录的图案，其不能被写头重写且其在读和写期间用于将读/写头定位到所需数据道并将头维持在数据道上。在DTM盘和BPM盘中，伺服扇区可以是非磁沟或凹陷部分隔开的高企的磁材料伺服块(servo block)构成的预图案化表面特征。

有若干种方法用于制造具有由高企的槽脊和凹陷的槽构成的表面特征的盘。在一种可应用于DTM盘和BPM盘两者的技术中，包括磁记录材料的层或多个层的全部所需层都沉积在盘衬底上，通常通过溅射沉积进行。然后盘被光刻构图成数据道和防护带以及伺服扇区的期望图案。然后真空蚀刻工艺诸如离子研磨或反应离子蚀刻(RIE)去除暴露的磁记录材料。这产生磁材料的槽脊和从槽脊的上表面凹进的非磁的槽。

在另一种特别地可应用于BPM盘的技术中，经由纳米压印通过从模具复制来制造盘。纳米压印工艺不仅形成数据道中的隔离数据岛，而且形成伺服扇区中的伺服块。在纳米压印中，模具(mold)或模板(template)将表面特征的形貌图案复制到盘衬底上的聚合物抗蚀剂涂层上。盘衬底可具有电介质涂层，诸如硅氮化物膜。然后纳米压印的抗蚀剂图案用作掩模以用于用氟等离子体将图案蚀刻到硅氮化物膜中。在蚀刻硅氮化物之后，抗蚀剂被去除。然后磁材料溅射沉积于槽脊和槽上。槽可凹陷得离读/写头足够远从而不负面影响读或写，或者它们可用掺杂剂材料被“毒化”以赋予它们非磁性。

对于DTM盘和BPM盘，需要平坦化表面形貌从而滑块通过旋转盘产生的气垫维持在较恒定的“飞行高度”。对于减小或消除从数据区过渡到伺服区或者从伺服区过渡到数据区引起的滑块扰动，平坦化尤其重要。通常通过在凹陷的槽或沟中沉积非磁填充材料，接着进行化学机械抛光(CMP)，完成平坦化。然而，非磁填充材料在CMP期间可能发生剥离。

需要一种具有由高企的槽脊和凹陷的槽或沟的预图案化表面特征的盘，该盘具有平坦化的表面，且其中填充材料牢固地附着在槽或沟中。

发明内容