[发明专利]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

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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1Tb/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(I-TWG)200，并且然后在空气携带表面(ABS)270处通过I-TWG 200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I-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，I-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I-TWG时。因此，当前可得的I-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I-TWG在其效能、功率消耗和头寿命方面是不理想的。

发明内容

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I-TWG的方法。本公开的实施方式描述了制造HAMR头的I-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SiO₂。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I-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(I-TWG)；

图2是I-TWG的示意图；

图3是图解制造I-TWG的工艺的图。

图4A是在衬底上形成的I-TWG的扫描电子显微镜(SEM)俯视图；

图4B图解了I-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I-TWG薄膜堆栈的横截面图和俯视图；