專利名稱：磁記錄介質(zhì)和磁記錄再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以規(guī)定的凹凸圖形形成記錄層且記錄要素的作為凹凸圖形的凸部形成的磁記錄介質(zhì)以及包括該磁記錄介質(zhì)的磁記錄再生裝置。
背景技術(shù)：
以前，硬盤等磁記錄介質(zhì)隨著構(gòu)成記錄層的磁性粒子的微細(xì)化、材料的變更，磁頭加工的微細(xì)化等改進(jìn)而面記錄密度已顯著提高，今后仍期待面記錄密度進(jìn)一步提高，但因磁頭的加工極限、磁頭的記錄磁場(chǎng)的展寬引起的記錄對(duì)象的相鄰的磁道其它磁道上的錯(cuò)誤的記錄、再生時(shí)的交調(diào)干擾等問題變得嚴(yán)重，使利用以前的改良技術(shù)提高面記錄密度已經(jīng)達(dá)到極限。
與此相應(yīng)，作為能實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步提高面記錄密度的磁記錄介質(zhì)的候補(bǔ)方法，有人建議以規(guī)定的凹凸圖形形成記錄層，且以凹凸圖形的凸部形成的分立式的磁道介質(zhì)和形成圖形的介質(zhì)(參照例如專利文獻(xiàn)1)。另外，顯示出在面記錄密度越高、磁頭與磁記錄介質(zhì)的磁隙越小、分立式磁道介質(zhì)和形成圖形的介質(zhì)那樣的200Gbpsi以上的面記錄密度的磁記錄介質(zhì)的場(chǎng)合，把磁隙設(shè)定為15nm以下的方針。
另外，在硬盤等磁記錄介質(zhì)中，為了阻止磁頭的碰撞而重視表面的平坦性，在面記錄密度越高、磁頭與磁記錄介質(zhì)的磁隙越小的分立式磁道的介質(zhì)和形成圖形的介質(zhì)的場(chǎng)合，表面的平坦性是特別重要的。為此，優(yōu)選的是用非磁性的充填要素充填記錄要素間的凹部，并使記錄要素和充填要素的上面平坦化。作為用充填要素充填凹部的方法，可以利用濺射法、CVD(ChemicalVapor Deposition)法、IBD(Ion Beam Deposition)法等。另外作為平坦化的方法，可以用CMP(Chemical Mechanical Polishing)法和干蝕刻等加工方法。(參照例如專利文獻(xiàn)2和3)。
另外，如果表面過度地平坦，則磁頭容易吸附在磁記錄介質(zhì)的表面上，反倒容易發(fā)生與磁頭的碰撞。與此相反，以前是通過在基板的表面上進(jìn)行織構(gòu)處理，并在其上面順次成膜記錄層等來在表面上形成仿照基板的織構(gòu)處理的圖形的微細(xì)的凹凸，防止因吸附引起的磁頭的碰撞。另外，在分立式的磁道介質(zhì)和形成圖形介質(zhì)的場(chǎng)合設(shè)置記錄要素的上面與充填要素的上面的階梯差的結(jié)構(gòu)也是公知的(參照例如專利文獻(xiàn)4)也可以考慮由該階梯差附予織構(gòu)效果這樣的方法。
專利文獻(xiàn)1特開平9-97419號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開平12-195042號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特表平14-515647號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平1-279421號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容然而，用在基板上進(jìn)行織構(gòu)處理的方法在表面上形成凹凸時(shí)，表面變成100nm～2μm程度的周期的波紋狀的畸變的形狀。磁頭跟蹤100nm～2μm程度的周期的波紋狀的畸變的運(yùn)行是困難的，該波紋狀的畸變按其原樣變?yōu)榇畔兜淖儎?dòng)。雖然在磁隙為25nm以下的世代中，這樣的磁隙的變動(dòng)在實(shí)用上不會(huì)有問題，但一旦磁隙變成15nm以下，這樣的磁隙的變動(dòng)在實(shí)用上有不能允許的影響。
另外，即使在基板的表面上進(jìn)行織構(gòu)處理，用充填要素充填記錄要素之間，使記錄要素和充填要素的上面平坦化的場(chǎng)合，因?yàn)槌シ抡栈宓目棙?gòu)處理的微細(xì)的凹凸，存在用該方法在表面上形成所希望的凹凸這件事本身是困難的問題。
另外，因?yàn)樵谠O(shè)置記錄要素的上面與充填要素的上面的階梯差的方法的場(chǎng)合，磁頭與磁記錄介質(zhì)的表面之間的空氣膜剛性過小，磁頭的浮起變得不穩(wěn)定，所以因外部干擾而容易使磁頭浮起的高度變動(dòng)大。存在不能獲得充分的可靠性的問題。
本發(fā)明是鑒于上述問題提出的，目的是提供以規(guī)定的凹凸圖形形成記錄層，記錄要素作為凹凸圖形的凸部形成而使面記錄密度高，且磁頭不容易被撞壞且可靠性高的磁記錄介質(zhì)和具有這樣的磁記錄介質(zhì)的磁記錄再生裝置。
本發(fā)明是通過在記錄要素的表面上形成與其下方的記錄要素的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨鍌?cè)凹下得最深且寬度在離開基板的方向上單調(diào)增加的剖面形狀的表面凹部來達(dá)到上述目的。
由于在記錄要素的上表面形成在基板側(cè)凹下的表面凹部，所以可以防止因附著而引起磁頭的碰撞。
另外，磁記錄介質(zhì)與磁頭間的空氣膜剛性由表面凹部的剛性決定的。與此相應(yīng)，由于表面凹部是與其下方的記錄要素的寬方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨鍌?cè)凹下得最深且寬度在離開基板的方向上單調(diào)增加的剖面形狀，所以可以阻止容積變小，從而也就能提高與磁頭之間的空氣膜的剛性，阻止磁頭的浮起高度的變動(dòng)。
另外，在磁記錄要素中，擔(dān)負(fù)信息記錄的部分主要是在寬度方向的中央部。與此相應(yīng)，由于表面凹部是與其下方的記錄要素的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨鍌?cè)凹下得最深且寬度在離開基板的方向上單調(diào)地增加的剖面形狀，所以萬一磁頭接觸在磁記錄介質(zhì)的表面上，也能獲得保護(hù)主要擔(dān)負(fù)信息記錄的記錄要素中央部不與磁頭接觸的效果。
即通過以下這樣的本發(fā)明，可以達(dá)到上述目的。
(1)一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于包含作為在基板的上面以規(guī)定的凹凸圖形形成的記錄層的凸部形成的記錄要素、和充填在該記錄要素之間的凹部的充填要素；在上述記錄要素的上表面上形成有與其下方的記錄要素的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷谏鲜龌鍌?cè)凹下得最深且寬度在離開該基板的方向上單調(diào)增加的剖面形狀的表面凹部。
(2)如(1)所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述記錄要素在上述數(shù)據(jù)區(qū)域以上述記錄層的磁道的形狀形成，上述表面凹部沿上述磁道的圓周方向形成。
(3)如(1)或(2)所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于在上述記錄要素的上面形成保護(hù)膜，且該保護(hù)膜的上面在上述基板側(cè)形成為凹下的形狀，在該保護(hù)膜的上表面上形成有上述表面凹部。
(4)如(1)至(3)任何一項(xiàng)所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述表面凹部的深度是0.1～4nm。
(5)如(1)至(4)任何一項(xiàng)所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述記錄要素的上表面與上述充填要素的上表面的階梯差是0～2.5nm。
(6)一種磁記錄再生裝置，其特征在于具有(1)至(5)任何一項(xiàng)所記載的磁記錄介質(zhì)、和為了對(duì)該磁記錄介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄/再生而以接近該磁記錄介質(zhì)表面能浮起的方式設(shè)置的磁頭。
另外，在本申請(qǐng)中，所謂“在基板上以規(guī)定的凹凸圖形形成的記錄層”的含義是指除包含將連續(xù)記錄層以規(guī)定的圖形分割成多個(gè)記錄要素的記錄層外，還包含將連續(xù)記錄層以規(guī)定的圖形部分地分割并以一部分連續(xù)的記錄層構(gòu)成記錄層，或例如像螺旋狀的渦卷形狀的記錄層那樣在基板上的一部分上連續(xù)形成的記錄層、和形成有凸部和凹部兩者的連續(xù)的記錄層。
另外，在本申請(qǐng)中所謂“記錄要素的上表面”的含義是指如圖18所示那樣在與記錄要素106A的基板102相反側(cè)的上面完全被其它的層被覆的場(chǎng)合，記錄要素106A上的最表面的層114的上面、記錄要素的上面的一部分露出，在其它的部分被其它的層被覆的場(chǎng)合，露出的記錄要素的上面和最表面層的上面，記錄要素的上面完全露出的場(chǎng)合記錄要素的上面。就“保護(hù)膜的表面”，充填要素的上表面也是同樣，另外，如圖18所示那樣，在記錄要素106A上也形成保護(hù)膜112的場(chǎng)合記錄要素106的上面與充填要素104的上面之間的保護(hù)膜122的部的上表面在本申請(qǐng)中認(rèn)為包含在“記錄要素上的表面”中。
另外，在本申請(qǐng)中，所謂“表面凹部的深度”的含義如圖18中用符號(hào)Dr所示那樣，是指從與表面凹部100對(duì)應(yīng)的記錄要素106A的表面110的最高部位(從基板102離開最大的部位)到表面凹部100的最低的部位的厚度方向的長度。
另外，在本申請(qǐng)中所謂“記錄要素的上表面與充填要素的上表面的階梯差”如圖18中用符號(hào)S所示那樣，是指磁記錄介質(zhì)108的表面110上的記錄要素106A上的最高的部位與鄰接的充填要素104上的最高的部位的場(chǎng)合的厚度方向的長度。另外，在圖18中，為了說明“記錄要素的上表面與充填要素的上表面的階梯差”的含義而將記錄要素106A上的最高的部位比充填要素104上的最高部位高的場(chǎng)合、低的場(chǎng)合從方便上考慮，示在1個(gè)圖中。
另外，在本申請(qǐng)中所謂“記錄要素的寬度方向”的含義是指記錄要素的上面的最小寬度方向。例如在記錄要素是以圓弧狀的磁道形狀形成的分立式磁道介質(zhì)的場(chǎng)合，圓弧的徑向是寬度方向。
在本申請(qǐng)中所謂“與其下方的記錄要素寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨鍌?cè)凹下得最深且寬度在離開基板方向上單調(diào)增加的剖面形狀的表面凹部”的含義是指寬度方向的剖面形狀例如象V字形狀、U字形狀、圓弧形狀的凹部那樣，底面從寬度方向的中央部在寬度方向的兩側(cè)在離開基板的方向上傾斜的剖面形狀的凹部。
在本申請(qǐng)中，所謂“磁記錄介質(zhì)”的用語的含意是不限定于在信息的記錄，讀出中只用磁的硬盤、軟盤(注冊(cè)商標(biāo))、磁盤等，也包含磁與光并用的MO(Magneto Optical)等光磁記錄介質(zhì)、磁和熱并用的熱輔助型的記錄介質(zhì)。
按照本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)以凹凸圖形成層記錄層，且記錄要素作為凹凸圖形的凸部形成使面密度高而磁頭不容易被撞壞的可靠性高的磁記錄介質(zhì)和包括這樣的磁記錄介質(zhì)的磁記錄再生裝置。


圖1是模式地表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的磁記錄再生裝置的主要部分的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖2是模式的表示該磁記錄再生裝置的磁記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)的側(cè)剖面圖。
圖3是將該磁記錄介質(zhì)的記錄要素周邊結(jié)構(gòu)放大后模式地表示的側(cè)剖面圖。
圖4是將本發(fā)明的第2實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的記錄要素周邊結(jié)構(gòu)放大后模式地表示的側(cè)剖面圖。
圖5是將本發(fā)明的第3實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的記錄要素周邊結(jié)構(gòu)放大后模式地表示的側(cè)剖面圖。
圖6是將本發(fā)明的第4實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的記錄要素周邊結(jié)構(gòu)放大后模式地表示的側(cè)剖面圖。
圖7是將本發(fā)明的第5實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的記錄要素周邊結(jié)構(gòu)放大后模式地表示的側(cè)剖面圖。
圖8是將本發(fā)明的第6實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的記錄要素周邊結(jié)構(gòu)放大后模式地表示的側(cè)剖面圖。
圖9是將本發(fā)明的第7實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的記錄要素周邊結(jié)構(gòu)放大后模式地表示的側(cè)剖面圖。
圖10是將本發(fā)明的第8實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的表面凹部形狀放大后模式地表示的平面圖。
圖11是將本發(fā)明的第9實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的表面凹部形狀放大后模式地表示的平面圖。
圖12是將本發(fā)明的第10實(shí)施方式的磁記錄介質(zhì)的表面凹部形狀放大后模式地表示的平面圖。
圖13是模式地表示在本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造工序中在被加工體的表面上成膜充填物和被覆件后的狀態(tài)的側(cè)剖面圖。
圖14是模式地表示通過平坦化在凸部除去該被覆件后的狀態(tài)的側(cè)剖面圖。
圖15是模式地表示在從其它部分在凸部上進(jìn)行相對(duì)該充填物的蝕刻狀態(tài)的側(cè)剖面圖。
圖16是模式地表示對(duì)成膜時(shí)該充填物的凹凸顛倒的狀態(tài)的側(cè)剖面圖。
圖17是模式地表示將記錄要素上的保護(hù)膜的上面加工成與其下方的記錄要素的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨鍌?cè)凹下最深且寬度在離開基板方向上單調(diào)增加的剖面形狀的狀態(tài)的側(cè)剖面圖。
圖18是模式地表示本申請(qǐng)的表面凹部的深度、記錄要素的上表面、和充填要素的上表面的階梯差的側(cè)剖面圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
如圖1所示那樣，本發(fā)明的第1實(shí)施方式的磁記錄再生裝置10包括磁記錄介質(zhì)12、為了對(duì)磁記錄介質(zhì)12進(jìn)行記錄數(shù)據(jù)的記錄/再生而能以接近磁記錄介質(zhì)12的表面浮起的方式設(shè)置的磁頭14，在磁記錄介質(zhì)12的結(jié)構(gòu)上具有特征，就其它的結(jié)構(gòu)，因?yàn)檎J(rèn)為對(duì)本實(shí)施方式的理解沒有特別必要，所以決定適當(dāng)省略說明。
另外，磁記錄介質(zhì)12固定在卡盤16上，并能與該卡盤16一起自由地旋轉(zhuǎn)。另外，磁頭14安裝在臂18的前端附近，臂18可自由旋轉(zhuǎn)地安裝在座20上。因此磁頭14可沿著磁記錄介質(zhì)12的徑向在圓弧形軌道上浮起在磁記錄介質(zhì)12的表面上進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
磁記錄介質(zhì)12的特征在于是圓盤狀的垂直記錄型的分立式磁的磁道介質(zhì)，如圖2所示那樣，包括作為在基板22上以規(guī)定的圖形形成的記錄層24的凸部形成的記錄要素24A和充填在記錄要素24A之間的凹部26中的非磁性的充填要素28；如圖3中所放大顯示的那樣，記錄要素24A的上表面32上形成與其下方的記錄要素24A寬度方向的中央相當(dāng)?shù)牟糠衷诨?2側(cè)凹下最深且寬度在基板22離開的方向上單調(diào)增加的剖面形狀的表面凹部30。另外，在圖2和圖3中，為了理解容易，而將記錄層與其它的層相比畫得比實(shí)際的厚，在前述的圖18中、后述的圖4～圖10中，圖13～圖17中也同樣。
基板22的記錄層24側(cè)的面經(jīng)鏡面研磨。作為基板22的材料，可以用玻璃由Nip被覆的Al合金、Si、Al2O3等非磁性材料。
記錄層24的厚度為5～30nm。作為記錄層24的材料可以用CoCrPt合金等CoCr系合金、FePt系合金，它們的層疊體、和在SiO2等的氧化物系材料中使CoPt等的強(qiáng)磁性粒子包含成矩陣狀的材料等。
記錄要素24A在數(shù)據(jù)區(qū)域以在徑向具有微小間隙的同心圓狀的磁道形狀形成，圖2和圖3示出了這種情況。所謂“記錄要素24A的寬方向”是指記錄要素24A上面的最小寬度的方向，在該第1實(shí)施方式的場(chǎng)合，在數(shù)據(jù)區(qū)域是圓弧狀的磁道的徑向?qū)挾确较?。另外，記錄要?4A在伺服區(qū)域以規(guī)定的伺服信息的圖形形成(圖中未示出)。
在記錄要素24A的上面形成保護(hù)膜34，且在數(shù)據(jù)區(qū)域?qū)⒃摫Ｗo(hù)膜34的上面在基板22側(cè)形成為凹下的形狀，在(記錄要素24A上)的保護(hù)膜34的上表面形成上述表面凹部30。另外，保護(hù)膜34也在記錄要素24A的側(cè)面和凹部26的底面上形成。作為保護(hù)膜34的材料，可以用MO、W、Ta、TaSi、Zr、Nb、Ti和它們的氧化物、氮化物等。
表面凹部30具有橫向長的大致V字形的剖面形狀。另外，表面30沿著磁道圓周方向形成。優(yōu)選的是，表面凹部30的深度是0.1～4nm。
作為充填要素28的材料，可以用SiO2、Al2O3、TiO2鐵素體等的氧化物、AlN等的氮化物、SiC等的碳化物。
在(記錄要素24A上的)保護(hù)膜34和充填要素28上順次形成保護(hù)層36、潤滑層38。該保護(hù)層36、潤滑層38仿照保護(hù)膜34和充填要素28上面的形狀形成。上述表面32是潤滑層38的上面，上述表面凹部30形成在潤滑層38的上面。
保護(hù)層36的厚度是1～5nm。作為保護(hù)層36的材料，可以用例如稱為金剛石類碳的硬質(zhì)碳膜。另外，在本申請(qǐng)中“金剛石類碳”(以下稱為“DLC”)的用語的含意是指以碳為主成分，是無定形結(jié)構(gòu)，顯示維氏硬度為2×109～8×1010Pa左右硬度的材料。另外，潤滑層38的厚度是1～2nm，作為潤滑層38的材料可以用PFPE(全氟聚醚)和フオンブリン系潤滑劑等。
在基板22與記錄層24之間形成底層40、反強(qiáng)磁層42、軟磁層44、用于賦予記錄層24厚度方向(垂直于表面的方向)的磁各向異性的取向?qū)?6。底層40的厚度是2～40nm。作為底層40的材料，可以用Ta等。反強(qiáng)磁層42的厚度是5～50nm。作為反強(qiáng)磁層42的材料，可以用PtMn合金，RuMn合金等。軟磁層44的厚度是50～300nm。作為軟磁層44的材料，可以用Fe(鐵)合金、Co(鈷)無定形合金、鐵素體等。另外，軟磁層44也可以是具有軟磁層與非磁性層的層疊結(jié)構(gòu)，取向?qū)?6的厚度是2～40nm。作為取向?qū)?6的具體的材料可以用非磁性的CoCr合金、Ti、Ru、Ru與Ta的層疊體和MgO等。
下面說明磁記錄介質(zhì)12的作用。
磁記錄介質(zhì)12因?yàn)樵诒砻?2上形成凹部30，所以可以防止因吸附引起的磁頭14的撞壞。
另外，在上述記錄要素24A中，擔(dān)負(fù)信息記錄的部分主要是記錄要素24A的寬度方向的中央部，與此相應(yīng)，由于表面凹部30具有與記錄要素24A寬度的方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨鍌?cè)22凹入最深，且寬度在離開基板22的方向上增加的剖面形狀，所以即使萬一磁頭14接觸在磁記錄介質(zhì)12的表面上，也能獲得保護(hù)記錄要素24A的中央部不與磁頭14接觸的效果，可以獲得良好的磁特性。另外，就表面凹部30的形成方法將在后面描述。
由于在記錄要素24A上形成保護(hù)膜34、保護(hù)層36，因這點(diǎn)也能保護(hù)記錄要素24A不與磁頭14接觸。
另外，在記錄要素24A上的保護(hù)膜34上形成凹部34，仿照該凹部形成表面凹部30，由于記錄要素24A的上面是平坦的，所以可以限制與磁頭14的磁隙的變動(dòng)，因這點(diǎn)也能獲得良好的磁特性。
另外，由于表面凹部30具有與其下方的記錄要素24A的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨?2側(cè)凹下得最深且寬度在離開基板22的方向上單調(diào)增加的剖面形狀，所以為了防止磁頭14的附著而即使將表面凹部30上的磁頭14側(cè)的寬度變大也能限制表面凹部30的容積。由于磁記錄介質(zhì)12與磁頭14間的空氣膜剛性由表面凹部30的容積決定，所以通過該剖面形狀可以提高與磁頭14間的空氣膜的剛性。
由于表面凹部30沿著磁道的圓周方向即磁頭14的(相對(duì)的)運(yùn)行方向形成，所以可以限制磁頭14的浮起高度的變動(dòng)，因這點(diǎn)也能獲得良好磁特性。
另外，因?yàn)榇庞涗浗橘|(zhì)12的記錄要素24A在數(shù)據(jù)區(qū)域以磁道形狀形成，所以即使面記錄密度提高也不容易發(fā)生與記錄對(duì)象的磁道相鄰的其它磁道上的錯(cuò)誤記錄和再生時(shí)的交調(diào)失真等問題。
另外，由于磁記錄介質(zhì)12因記錄要素24A彼此被分割而在上述記錄要素24A之間的凹部26上不存在記錄層24，所以不會(huì)從凹部發(fā)生干擾，根據(jù)這點(diǎn)也能獲得良好的記錄/再生特性。
雖然在上述第1實(shí)施方式中，磁記錄介質(zhì)12不僅將記錄要素24A上的保護(hù)膜34形成在記錄要素24A上，而且也形成在記錄要素24A的側(cè)面和凹部26的底面上，但也可以如圖4中所示的本發(fā)明的第2實(shí)施方式那樣，只在記錄要素24上形成保護(hù)膜34。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中，磁記錄介質(zhì)12將凹部形成在上述記錄要素24A上的保護(hù)膜34上，仿照該凹部形成表面凹部30，上述記錄要素24A的上面是平坦的，但是也可以如圖5中所示的本發(fā)明的第3實(shí)施方式那樣，形成凹部貫通保護(hù)膜34直到記錄要素24A，仿照該凹部形成表面凹部30，在這時(shí)也能獲得保護(hù)在記錄要素24A上主要擔(dān)負(fù)信息記錄的中央部不與磁頭14接觸的效果。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中，磁記錄介質(zhì)12在記錄要素24A的上面形成保護(hù)膜，但是也可以如圖6中所示的本發(fā)明的第4實(shí)施方式那樣，省略保護(hù)膜34，只在記錄要素24A上形成凹部，仿照該凹部形成表面凹部30。這時(shí)可以獲得在記錄要素24A中主要擔(dān)負(fù)信息記錄的中央部受到保護(hù)不與磁頭14接觸的效果。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中，磁記錄介質(zhì)12的記錄要素24A上的保護(hù)膜34的上面的(最高的部位)的高度與充填要素28的上面的高度相等，表面32在除了表面凹部之外是平坦的。如圖7所示的本發(fā)明第5實(shí)施方式那樣，變成記錄要素24A上的保護(hù)膜34的上面的(最高的部位)比充填要素28的上面高，在記錄要素24A的上表面32與充填要素28上的表面32有階梯差的結(jié)構(gòu)。另外，也可以如圖8中所示的本發(fā)明的第6實(shí)施方式那樣，變成充填要素28的上面比記錄要素24A上的保護(hù)膜34的上面的(最高的部位)高的結(jié)構(gòu)。在第5實(shí)施方式和第6實(shí)施方式的場(chǎng)合，為了保持與磁頭間的充分的空氣膜的剛性，優(yōu)選的是將記錄要素24A的上表面32與充填要素28上的表面32的階梯差設(shè)為2.5nm以下。另外為了保持磁頭14與記錄要素24A間的磁隙小，而如第5實(shí)施方式那樣，優(yōu)選的是變成磁記錄要素24的上表面32比充填要素的上表面32高的結(jié)構(gòu)。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中，在(記錄要素24A上的)保護(hù)膜34和充填要素28上形成保護(hù)層36、潤滑層38，但是例如也可以如圖9所示的本發(fā)明的第7實(shí)施方式那樣，變成保護(hù)膜34和充填要素28的上面露出的結(jié)構(gòu)。在這時(shí)也能獲得在記錄要素24A中主要擔(dān)負(fù)信息記錄的中央部受到保護(hù)不與磁頭接觸的效果。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中表面凹部30沿著磁道的圓周方向形成，為了限制磁頭14的浮起高度的變動(dòng)，而優(yōu)選的是對(duì)應(yīng)一個(gè)記錄要素沿磁道的圓周方向連續(xù)地形成一個(gè)表面凹部，但是如果要獲得磁頭的良好的浮起特性，例如也可以如圖10中所示的本發(fā)明的第8實(shí)施方式那樣，對(duì)應(yīng)一個(gè)記錄要素沿著磁道的圓周方向形成多個(gè)表面凹部30。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中，磁記錄介質(zhì)12是在數(shù)據(jù)區(qū)域記錄要素24A朝磁道的徑向以微細(xì)間隔并設(shè)的分立式磁道介質(zhì)，但是也可以如圖11中所示的本發(fā)明的第9實(shí)施方式那樣，在記錄要素24A朝磁道的徑向和圓周方向兩個(gè)方向以微細(xì)的間隔并設(shè)的形成圖形的介質(zhì)的場(chǎng)合在各記錄要素24A上逐個(gè)形成表面凹部30。
另外，雖然上述第1～第9實(shí)施方式示出了在數(shù)據(jù)區(qū)域的記錄要素24A的上表面32上形成表面凹部30的例子，但是也可以如圖12中所示的本發(fā)明第10實(shí)施方式那樣，在伺服區(qū)域在以伺服圖形形成的記錄要素24A的上表面形成表面凹部30，這時(shí)可以獲得防止因附著引起磁頭14的撞壞的一定的效果。由于伺服區(qū)域也將表面凹部30形成為與其下方的記錄要素24A的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨?2側(cè)凹下得最深且寬度在離開基板22的方向上單調(diào)增加的剖面形狀，所以可以獲得保護(hù)記錄要素24A不與磁頭14的接觸的效果，同時(shí)還具有通過將表面30的容積限制得小來提高磁記錄介質(zhì)12與磁頭14間的空氣膜的剛性的效果。
另外，如果在數(shù)據(jù)區(qū)域和伺服區(qū)域兩者的記錄要素24A的上表面32上形成表面凹部30，則可以進(jìn)一步提高防止因附著引起的磁頭14的撞壞的效果。
另外，雖然在上述實(shí)施方式1中，在基板22與記錄層24之間形成底層40、反強(qiáng)磁層42、軟磁層44和取向?qū)?6，但是基板22與記錄層間的層的結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)磁記錄介質(zhì)的種類和需要適當(dāng)?shù)刈兏?。另外也可以省略底?0、反強(qiáng)磁層42、軟磁層44、取向?qū)?6而在基板上直接形成記錄層24。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中，磁記錄介質(zhì)12是垂直記錄型的磁盤，但是就面內(nèi)記錄型的磁盤也適用本發(fā)明。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中，上述磁記錄介質(zhì)12在基板22的單面上形成記錄層24等，但就在基板的兩面上形成有記錄層的兩面記錄式的磁記錄介質(zhì)也能適用本發(fā)明。
另外，雖然在上述第1實(shí)施方式中，磁記錄介質(zhì)12是分立式磁道介質(zhì)，另外，上述第9實(shí)施方式示出了形成圖形的介質(zhì)，但是就例如磁道形成為螺旋狀的磁盤，當(dāng)然也適用本發(fā)明。另外，對(duì)MO等光磁盤、磁與熱并用的熱輔助型的磁盤，以及磁盤等盤形狀以外的具有凹凸圖形的記錄層的其它磁記錄介質(zhì)也適用本發(fā)明。
對(duì)具有與上述第1實(shí)施方式(參照?qǐng)D3)和第5實(shí)施方式(參照?qǐng)D7)同樣結(jié)構(gòu)的8種磁記錄介質(zhì)12各制作10個(gè)。以下表示制作的磁記錄介質(zhì)12的主要部分的結(jié)構(gòu)。
基板22的直徑約為65mm，材料是玻璃。記錄層24的厚度約為20nm，材料是CoCrPt合金。充填要素28的材料是SiO2。保護(hù)層36的厚度約為2nm，材料是DLC。潤滑層38的厚度約為1nm，材料是PFPE。
下面簡單說明這些磁記錄介質(zhì)12的具體的制作方法。首先在基板22上通過濺射法順次形成底層40、反強(qiáng)磁層42、軟磁層44、取向?qū)?6、連續(xù)記錄層(未加工的記錄層24)、第1掩模層、和第2掩模層，再通過旋涂法涂布抗蝕劑層。另外第1掩模層的厚度約為25nm，材料是TaSi。另外第2掩模層的厚度約為10nm，材料是Ni?？刮g劑層的厚度約為100nm，材料是負(fù)型抗蝕劑(NEB22A住友化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社制)。
用轉(zhuǎn)寫裝置(圖中未示出)將相當(dāng)于伺服區(qū)域的伺服圖形和數(shù)據(jù)區(qū)域的磁道圖形的凹凸圖形通過納米刻印法轉(zhuǎn)寫在該抗蝕劑層上，通過用O2氣體的反應(yīng)性離子蝕刻除去凹部底部的抗蝕劑層，通過用Ar氣體的離子束蝕刻除去凹部的底部的第2掩模層，再通過以SF6氣體為反應(yīng)氣體的反應(yīng)性離子蝕刻除去凹部底部的第1掩模層，然后通過以CO氣體和NH3氣體為反應(yīng)氣體的反應(yīng)性離子蝕刻除去凹部底部的連續(xù)記錄層，將連續(xù)記錄層分割成多個(gè)記錄要素24A，形成凹凸圖形的記錄層24。另外，以使在數(shù)據(jù)區(qū)域中的磁道間距(記錄要素24A彼此間的磁道寬度方向的間距)約為200nm，以及記錄要素24A上面的寬度(磁道寬度)為約100nm的方式進(jìn)行加工。另外，通過以SF6氣體為反應(yīng)氣體的反應(yīng)性離子蝕刻完全除去在記錄要素24A上殘存的第1掩模層。
接著，通過濺射法在記錄要素24A上成膜材料MO(鋁)保護(hù)膜34，其厚度約3nm。這時(shí)將成膜功率(加在靶上的功率)設(shè)定為約500W，將真空吸盤內(nèi)壓力設(shè)定為約0.3Pa。另外，保護(hù)膜34也成膜在記錄要素24A的側(cè)面和凹部26的底面。與此相對(duì)，也可以預(yù)先在連續(xù)記錄層與第1掩模層之間形成保護(hù)膜，與連續(xù)記錄層一起加工分割保護(hù)膜34，這時(shí)獲得如上述第2實(shí)施方式(參照?qǐng)D4)那樣，保護(hù)膜34只形成在記錄要素24A上、在凹部26的底面，側(cè)面上不形成保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)的磁記錄介質(zhì)。
接著，如圖13所示，在按上述獲得的被加工體50的表面上通過偏置濺射法成膜充填物52(充填要素28的材料)，其厚度(記錄要素24A上的厚度)約為25nm。這時(shí)，將成膜功率設(shè)定為約500W，將真空吸盤內(nèi)壓力設(shè)定為約0.3Pa，將加在被加工體50上的偏置功率設(shè)定為約290W。充填物52仿照記錄層24的凹凸圖形，以按表面的凹凸能被某種程度限制的形狀覆蓋記錄要素24A的方式成膜在被加工體50上，將充填物52充填在凹部26上。
另外，通過濺射法在充填物52上將被覆件54成膜為約3～7nm厚度。這時(shí)將成膜功率設(shè)定為約500W，將真空吸盤內(nèi)壓力設(shè)定為約0.3Pa。作為被覆件的材料，用對(duì)在低入射角下的離子束蝕刻的蝕刻速率比SiO2低的MO。另外，也可以用Cr或Zr代替MO。另外，圖13是為了理解該第1實(shí)施例而將凹凸形狀比實(shí)際夸張描繪了。在表1中示出了8種被加工體50中的具體的被覆件54的成膜厚度。另外，在表1中所示的被覆件54的成膜厚度是10個(gè)被加工體50的平均值。
接著一邊使被加工體旋轉(zhuǎn)，一邊通過用Ar氣體的離子束蝕刻像圖14～17所示那樣除去被加工體50的表面的被覆件54和充填物52，并平坦化。這時(shí)通過就8種被加工體50的蝕刻加工時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)，來將記錄要素24A和充填要素28的上面加工成不同的形狀。在表1中示出了具體的加工時(shí)間。
表1

另外，將Ar氣體的入射角相對(duì)加工體50的表面設(shè)定為約2°。通過這樣地使Ar氣體的入射角從垂直于被加工體50的表面的方向傾斜，使在凸部上的蝕刻速率比凹部上的蝕刻速率增加的傾向明顯，如圖14所示，凸部的被覆件54比凹部的被覆件54被除去得快，使記錄要素24A上的凸部端部的充填物52從被覆件54上露出。
另外，當(dāng)進(jìn)行蝕刻時(shí)，如圖15所示，從充填物52中的被覆件54中露出的凸部比其它部分被除去得快。充填物52在記錄要素24A上，比在凹部26上被除去得快。因此，如圖16所示，與成膜時(shí)相反，凹凸顛倒。將記錄要素24A上的保護(hù)膜34的上面加工成與其下方的記錄要素24A的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨?2側(cè)凹下最深且寬度在離開基板22的方向上單調(diào)增加的剖面形狀。另外，記錄要素24A的上面被保護(hù)膜｀34保護(hù)不受加工，保持為平坦的形狀。當(dāng)進(jìn)一步進(jìn)行蝕刻時(shí)，如圖17所示保護(hù)膜34上面的(最高的部位的)高度與充填要素28的上面的高度幾乎相等，除了保護(hù)膜34上面的凹部之外，表面被平坦化。
接著，通過CVD法在(記錄要素24A上的)保護(hù)膜34和充填要素28的上面以約2nm的厚度形成DLC保護(hù)層36，再通過浸漬法在保護(hù)層36上涂布1～2nm厚的PFPE的潤滑層38。保護(hù)層36、潤滑層38仿照(記錄要素24A上的)保護(hù)膜34和充填要素28的上面的形狀成膜，形成如上述圖3、圖7所示那樣的表面凹部30。
通過充填物52的成膜和平坦化中的成膜功率、偏置功率、氣體壓力等的調(diào)整和氣體的種類、充填物52、被覆件54、保護(hù)膜34的材料等的選擇，可以控制在(記錄要素24A上的)保護(hù)膜上形成的凹部的形狀，寬度、深度等。
這樣，由于可以利用充填記錄層24的凹凸圖形并平坦化的工序形成表面凹部，所以生產(chǎn)性比用在基板上通過進(jìn)行織構(gòu)加工在表面上形成織構(gòu)圖形的方法良好。另外，由于在靠近基板的上面的表面的保護(hù)膜34的上面形成所希望的凹部，仿照該凹部形成保護(hù)層36、潤滑層38，形成表面凹部30，從而可以獲得接近所希望形狀的表面凹部。
用AFM(Atomic Force Microscope)測(cè)定這樣獲得的8種磁記錄介質(zhì)12的表面凹部30的深度，記錄要素24的上表面32與充填要素的上表面32的階梯差后，是如表1所示的那樣的結(jié)果。另外，在表1中所記載的數(shù)值都是每種10個(gè)磁記錄介質(zhì)12的平均值。另外F～H種的階梯差表示記錄要素24A的上表面32僅隨著這些階梯差比充填要素28的上表面32高。
另外，對(duì)這8種磁記錄介質(zhì)12在朝距中心半徑18～20mm的2mm寬的范圍，進(jìn)行10萬次磁頭14的搜索試驗(yàn)。這時(shí)調(diào)節(jié)懸浮負(fù)荷使浮起高度變?yōu)?0nm，設(shè)平均搜索時(shí)間為12ms，搜索試驗(yàn)后，研究磁頭的碰撞痕。
另外，將磁頭14的滑塊的浮起位置保持在朝距離磁記錄介質(zhì)12的中心半徑方向20mm的位置上，用LDV(Laser Doppler Vibrometer)測(cè)定磁頭14的浮起高度的變動(dòng)量。
在表1中示出了這些測(cè)定結(jié)果。另外將碰撞痕的測(cè)定結(jié)果作為使磁頭產(chǎn)生碰撞痕的磁記錄介質(zhì)的個(gè)數(shù)表示。另外在表1中記載的磁頭14的浮起高度變動(dòng)量是每種10個(gè)磁記錄介質(zhì)12的平均值。
對(duì)應(yīng)上述的例子，準(zhǔn)備鏡面研磨的10個(gè)基板，與上述實(shí)施例同樣地在基板上形成保護(hù)層36、潤滑層38。對(duì)于這些基板進(jìn)行10萬次的磁頭14的搜索試驗(yàn)。另外，搜索試驗(yàn)的條件與上述例子相同。搜索試驗(yàn)后研究磁頭14的碰撞痕。另外與實(shí)施例同樣，測(cè)定了磁頭14的上浮起高度的變動(dòng)量。在表1中通過并列記錄示出了這些測(cè)定結(jié)果。
如表1中所示，比較例10個(gè)基板中在6個(gè)基板上發(fā)生了撞壞，而實(shí)施例與此相反，在8種合計(jì)總數(shù)為80個(gè)的磁記錄介質(zhì)12上全部沒有撞壞。即已經(jīng)確認(rèn)實(shí)施例與比較例相比，可以阻止撞壞的發(fā)生的效果顯著。這被認(rèn)為是因?yàn)楸容^例基板經(jīng)鏡面研磨，所以因磁頭吸附容易引起撞壞，實(shí)施例與此相反，因?yàn)樵诖庞涗浗橘|(zhì)12表面32上形成表面凹部30，所以可以阻止因磁頭的吸附引起的撞壞。
另外，在硬盤的場(chǎng)合，為了獲得良好的記錄/再生特性，而把磁頭的浮起高度的變動(dòng)量限制在3nm以下作為目標(biāo)。從表1中不難發(fā)現(xiàn)，只有在記錄要素24A的上表面32與充填要素28的上表面32的階梯差為3nm的H種的磁頭浮起高度的變動(dòng)量超過3nm，記錄要素24A的上表面32與充填要素28的上表面32的階梯差為小于等于2.5nm的A～G種的磁頭的浮起高度的變動(dòng)量都小于等于3nm。即可以清楚地看到只要將記錄要素24A的上表面32與充填要素28的上表面32的階梯差限制在0～2.5nm范圍內(nèi)，就可以確實(shí)將磁頭的浮起高度的變動(dòng)量限制在小于等于3nm。
工業(yè)上的實(shí)用性本發(fā)明可以利用在例如分立式磁道介質(zhì)、形成圖形的介質(zhì)等的以規(guī)定的凹凸圖形形成記錄層的磁記錄介質(zhì)上。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于包含作為在基板的上面以規(guī)定的凹凸圖形形成的記錄層的凸部形成的記錄要素、和充填在該記錄要素之間的凹部的充填要素；在上述記錄要素的上表面上形成有與其下方的記錄要素的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷谏鲜龌鍌?cè)凹下得最深且寬度在離開該基板的方向上單調(diào)增加的剖面形狀的表面凹部。
2.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述記錄要素在上述數(shù)據(jù)區(qū)域以上述記錄層的磁道的形狀形成，上述表面凹部沿上述磁道的圓周方向形成。
3.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于在上述記錄要素的上面形成保護(hù)膜，且該保護(hù)膜的上面在上述基板側(cè)形成為凹下的形狀，在該保護(hù)膜的上表而上形成有上述表面凹部。
4.如權(quán)利要求2所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于在上述記錄要素的上面形成保護(hù)膜，且該保護(hù)膜的上面在述基板側(cè)形成為凹下的形狀，在該保護(hù)膜的上表面上形成有上述表面凹部。
5.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述表面凹部的深度是0.1～4nm。
6.如權(quán)利要求2所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述表面凹部的深度是0.1～4nm。
7.如權(quán)利要求3所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述表面凹部的深度是0.1～4nm。
8.如權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述記錄要素的上表面與上述充填要素的上表面的階梯差是0～2.5nm。
9.如權(quán)利要求2所述的磁記錄介質(zhì)，其特征在于上述記錄要素的上表面與上述充填要素的上表面的階梯差是0～2.5nm。
10.一種磁記錄再生裝置，其特征在于具有權(quán)利要求1至9任何一項(xiàng)所記載的磁記錄介質(zhì)、和為了對(duì)該磁記錄介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄/再生而以接近該磁記錄介質(zhì)的表面能浮起的方式設(shè)置的磁頭。
全文摘要
提供記錄層以規(guī)定的凹凸圖形形成，記錄要素作為凹凸圖形的凸部形成且使面記錄密度高和磁頭的碰撞不容易發(fā)生而可靠性高的磁記錄介質(zhì)、和裝備這樣的磁記錄介質(zhì)的磁記錄再生裝置。磁記錄介質(zhì)(12)包括作為在基板(22)上以規(guī)定的凹凸圖形形成的記錄層(24)的凸部形成的記錄要素(24A)的記錄層(24)、和充填在記錄要素(24)之間的凹部(26)上的充填要素(28)；在上述記錄要素(24A)的上表面(32)上形成有與其下方的記錄要素24的寬度方向的中央部相當(dāng)?shù)牟糠衷诨?22)側(cè)凹下得最深，且使寬度在離開基板(22)的方向上單調(diào)增加的剖面形狀的表面凹部(30)。
文檔編號(hào)G11B5/012GK1815568SQ20051009949
公開日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者諏訪孝裕, 服部一博, 大川秀一 申請(qǐng)人:Tdk股份有限公司