本发明专利技术的名称是制造用于热辅助磁记录光输送的干涉测量锥形波导管的方法。以高临界尺寸均匀性和小线边缘粗糙度制造用于热辅助磁记录(HAMR)头的干涉测量锥形波导管(I-TWG)的方法，其中该方法包括形成I-TWG薄膜堆栈，其中在I-TWG芯层上的两个硬掩模层被夹在两个包层之间，使用深紫外光刻在I-TWG薄膜堆栈上限定光敏抗蚀剂图案，使用反应离子蚀刻(RIE)转移所述图案至第一硬掩模层，使用RIE在第二硬掩模层上形成临时的I-TWG图案，使用RIE转移临时的图案至I-TWG芯，再填充包层和使用化学机械平面化(CMP)进行平面化。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2014年2月24日提交的美国临时申请61/943，95 (律师案号F6936.P)的权益和优先权，其内容通过引用并入本文。
本公开内容涉及磁记录技术，并且具体而言，涉及制造用于热辅助磁记录介质中的光输送部件的方法。
技术介绍
对于所有类型的衬底，以增加面密度为目标，垂直磁记录(PMR)技术在磁记录介质中已经变得更加普遍。在足够小的比特大小，面密度通常被介质的以下能力限制:写入数据位、读回相同的数据位和随着时间维持数据位的磁特性。对于磁介质，这些参数由材料矫顽磁力控制。然而，存在阈值，其中矫顽磁力如此高并且比特大小如此小以致书写元件必须使用不切实际高的磁场来影响数据位的改变。热辅助磁记录(HAMR)介质的出现通过在写入操作期间将热施加至数据位来降低矫顽磁力至可写水平，并且然后去除热以允许矫顽磁力返回到高水平从而保持数据位稳定而解决了这个问题。通过使用HAMR技术，硬盘驱动器中的面密度可以被扩展大于lTb/in2。图1图解了 HAMR头光输送系统设计。来自外部激光二极管(LD) 100的激光通过模式转换器(MC) 210结合入干涉测量锥形波导管(1-TWG) 200，并且然后在空气携带表面(ABS) 270处通过1-TWG200输送到近场传感器(NFT) 250，其在PMR介质表面上将激光产生的光能集中在小于50nm斑点。如图2中所显示的1-TWG 200的结构包括几个关键的部件，包括锥形模式转换器210、分光器220和定向耦合器230。在单一晶片上用同源沉积和蚀刻技术将这些部件构造在统一的结构中受到挑战，因为这些部件具有迥然不同的尺寸大小，但是尺寸精度对于HAMR的操作性能是极其重要的。例如，1-TWG锥角和长度、波导临界尺寸均匀性(CDU)、线边缘粗糙度(LER)、分光器不对称性和MC-到-锥体(MC-to-taper)覆盖对于HAMR的信噪比(SNR)、头耐久性和功率消耗是关键的。定向耦合器230用于将一些激光返回至滑块150 (如图1所示)的背面，用于激光对齐调整。然而，对于控制锥角和长度、CDU、LER、分光器不对称性和MC-到-锥体覆盖必要的尺寸精度是难以控制的，尤其是当在单一衬底上构造1-TWG时。因此，当前可得的1-TWG方法倾向于使用更昂贵的、多衬底构造并且倾向于产生这些关键参数变化的结构。得到的1-TWG在其效能、功率消耗和头寿命方面是不理想的。
技术实现思路
本公开涉及磁记录介质，并且具体而言，涉及在单一衬底上以增加的尺寸精度制造HAMR头的1-TWG的方法。本公开的实施方式描述了制造HAMR头的1-TWG的方法，所述HAMR头有效地将来自滑块背面的激光输送至ABS区域，这导致HAMR具有延长的头寿命和降低的功率消耗。在一个实例中，制造波导管的方法包括将具有两个不同硬掩模层的薄膜堆栈沉积在包层-芯-包层(cladding-core-cladding)夹层结构上并且在薄膜堆栈上的光敏抗蚀剂层中限定第一图案。制造波导管的方法也可以包括将图案转移至第一硬掩模层，去除光敏抗蚀剂层并且形成从第一硬掩模层中的第一图案图案化的在第二硬掩模层中的第二图案。制造波导管的方法也可以包括转移第二图案至芯层并且使波导管的顶表面平面化。在一些实例中，第一硬掩模层是Ta2O5，第二硬掩模层是Cr，并且包层是Si02。硬掩模和包层的不同材料组成是可能的，如本领域普通技术人员会知道的。在一些实例中，在光敏抗蚀剂中限定1-TWG图案是利用深紫外光刻完成的，将图案转移至硬掩模层和芯层是利用反应离子蚀刻工艺完成的。在进一步实例中，平面化是化学机械平面化。【附图说明】通过实例的方式而并非限制在附图的图中图解各种实施方式，其中:图1图解了用于热辅助磁记录介质(HAMR)中的实例干涉测量锥形波导管(1-TffG)；图2是1-TWG的示意图；图3是图解制造1-TWG的工艺的图。图4A是在衬底上形成的1-TWG的扫描电子显微镜(SEM)俯视图；图4B图解了 1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图4C图解了具有光敏抗蚀剂图案沉积在其上的1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图4D图解了光刻术图案形成工艺和反应离子蚀刻(RIE)图案形成工艺之后的1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图4E图解了光敏抗蚀剂去除工艺之后的1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图4F图解了第二 RIE图案形成工艺之后的1-TWG薄膜堆栈的横截面图；图4G图解了第三RIE图案形成工艺之后的1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图4H图解了包层再填充工艺之后的1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图41图解了光刻术图案形成工艺步骤和第四RIE图案形成工艺之后的1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图4J图解了平面化工艺之后的1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图4K图解了硬掩模去除工艺之后的1-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；图5A是作为制造1-TWG的工艺的一部分的1-TWG光敏抗蚀剂图案的SEM俯视图图像；图5B是作为制造1-TWG的工艺的一部分的1-TWG硬掩模I (HMl)层图案的SEM俯视图图像；图5C是作为制造1-TWG的工艺的一部分的1-TWG硬掩模2 (HM2)层图案的SEM俯视图图像；图是1-TWG最终图案的SEM俯视图图像；图6A是反应离子蚀刻(RIE)工艺之后的1-TWG定向耦合器位点的透射电子显微镜(TEM)图像；图6B是S12再填充工艺之后的1-TWG定向耦合器位点的SEM图像；图6C是波导蚀刻(WGE)工艺之后的1-TWG锥形位点的SEM图像；图6D是化学机械平面化(CMP)工艺之后的1-TWG定向耦合器位点的SEM图像。【具体实施方式】在以下描述中，阐述许多具体细节以提供本公开的各种实施方式的全面的理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是这些具体细节不需要被采用来实践本公开的各种实施方式。在其它情况中，没有详细描述众所周知的部件或方法以避免使本公开的各种实施方式不必要地模糊。如本文所公开的，制造波导管的工艺包括沉积薄膜堆栈，其中所述薄膜堆栈包括第一硬掩模层、第二硬掩模层、第一包层、芯层和第二包层。一些实施方式包括在光敏抗蚀剂层中限定第一图案，转移所述第一图案至第一硬掩模层，以及去除光敏抗蚀剂层。一些实施方式也可包括形成从第一硬掩模层中的第一图案图案化的在第二硬掩模层中的第二图案，并且转移所述第二图案至芯层。一些实施方式也可包括使波导管的顶表面平面化。在一些实例中，芯层沉积在第二包层上，第一包层沉积在芯层上，第二硬掩模层沉积在第一包层上，并且第一硬掩模层沉积在第二硬掩模层上。进一步，在本公开的一些实例中，第一硬掩模层包含Ta2O5,第二硬掩模层包含Cr，第一包层包含S12,芯层包含Ta2O5,并且第二包层包含Si02。公开的沉积和去除工艺可包括反应离子蚀刻、深紫外光刻、化学机械平面化以及其它本领域中已知的光刻和制造工艺。图1图解了热辅助磁记录介质(HAMR)中使用的实例干涉测量锥形波导管(1-TffG)。HAMR设备包括机械地结合至滑块150和1-TWG的激光器100。图1图解了结合至模式转换器210的1-TWG 200的放大图。1-TWG和模式转换器结构可在单一衬本文档来自技高网...
【技术保护点】
制造波导管的方法，所述方法包括：沉积薄膜堆栈，所述薄膜堆栈包括第一硬掩模层、第二硬掩模层、第一包层、芯层和第二包层；在光敏抗蚀剂层中限定第一图案；转移所述第一图案至所述第一硬掩模层；去除所述光敏抗蚀剂层；形成从所述第一硬掩模层中的所述第一图案图案化的在所述第二硬掩模层中的第二图案；转移所述第二图案至所述芯层；和使所述波导管的顶表面平面化。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·万，G·伊，L·赵，H·孙，Y·李，
申请(专利权)人：西部数据弗里蒙特公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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