專利名稱：磁記錄介質(zhì)的制造方法、磁記錄介質(zhì)及磁記錄和再現(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于硬盤驅(qū)動器中的磁記錄介質(zhì)、其制造方法以及磁記錄 和再現(xiàn)裝置。
背景技術(shù)：
近些年來，隨著諸如磁盤驅(qū)動器、撓性盤驅(qū)動器和磁帶驅(qū)動器的磁記 錄裝置極大地擴展了它們的用途范圍并且顯著收益，已經(jīng)致力于使得在這 些驅(qū)動器中使用的磁記錄介質(zhì)在記錄密度方面的顯著改善。特別地，由于 磁阻(MR)頭和部分響應(yīng)最大似然(PRML)技術(shù)的引入，表面記錄密 度的增加進一步劇烈增長。由于近些年來巨磁阻(GMR)頭和隧穿磁阻 (TMR)頭的進一步引入，該增長維持在每年約100%的速度。迫切要求 這些磁記錄介質(zhì)在將來達到更高的記錄密度以及它們的磁記錄層實現(xiàn)矯頑 力、信噪比(SNR)和分辨率的提高。近些年來已經(jīng)見證了為了提高線性 記錄密度以及通過增加磁道密度來提高表面記錄密度的目的而持續(xù)做出的 努力。
在最新的磁記錄裝置中，磁道密度已經(jīng)達到110kTPI。隨著磁道密度 進一步增加，趨向于帶來諸如導(dǎo)致磁記錄在相鄰磁道中的數(shù)據(jù)的部分之間
4SNR的問題。因為其直接導(dǎo)致降低比特誤差率，所以這種情形阻礙記錄密 度的增加。
為了增加表面記錄密度，有必要使磁記錄介質(zhì)上的單獨記錄位以盡可 能小的尺寸形成且使得其能夠確保盡可能大的飽和磁化和磁性膜厚度。然 而，隨著記錄位的尺寸的進一步減小，它們趨向于帶來諸如減小每個位的問題。
此外，因為磁道間距變小，磁記錄裝置使極高精確度的跟蹤伺服機構(gòu) 成為必要，且同時，為了盡最大可能消除來自相鄰磁道的影響，通常需要 采用以大的寬度執(zhí)行記錄且以比記錄期間小的寬度執(zhí)行再現(xiàn)的方法。雖然 這種方法能夠?qū)⑾噜彺诺乐g的影響抑制到最小值，但是其帶來諸如使得 再現(xiàn)輸出的充分采集(acquisition )困難以及因此導(dǎo)致難于確保足夠的SNR 的問題。
作為應(yīng)付熱波動問題以及實現(xiàn)預(yù)期的SNR或充分輸出的采集的一種 手段，通過沿著記錄介質(zhì)的表面上的磁道形成凹凸(凹陷和凸起)且因此 使相鄰磁道相互物理分離來提高磁道密度的嘗試正在進行。下文中，將該 技術(shù)稱為"離散磁道方法，，，并將通過該技術(shù)制成的磁記錄介質(zhì)稱為"離散磁 道介質(zhì)"。
作為離散磁道介質(zhì)的一個實例，已知一種磁記錄介質(zhì)，其形成在其表 面上設(shè)置有凹陷-凸起圖形的非磁性基底上，并能夠獲得物理分離的磁記錄 磁道和伺服信號圖形(參考例如JP-A 2004-164692)。
這種磁記錄介質(zhì)具有經(jīng)由軟磁性層形成在基底表面上的鐵磁性層且具 有形成于鐵磁性層表面上的保護膜，其中該基底在其表面上具有多個凹凸。 這種磁記錄介質(zhì)在其凸起區(qū)域中形成了與周圍磁性分開的磁記錄區(qū)域。
根據(jù)這種磁記錄介質(zhì)，認為可以形成不發(fā)出大噪聲的高密度磁記錄介 質(zhì)，這是因為可以抑制軟磁性層中的磁壁出現(xiàn)的事實導(dǎo)致防止容易地出現(xiàn) 熱波動的影響且使得相鄰信號之間的干擾消失。
已知有兩種離散磁道方法，即在形成由多個層疊的薄膜組成的磁記錄
5介質(zhì)之后形成磁道的方法以及直接在基底表面上或在為形成磁道而準備的 薄膜層上形成凹陷-凸起圖形之后形成薄膜磁記錄介質(zhì)的方法。(參考例如
JP-A 2004-178793和JP-A 2004-178794 )。通常被稱作磁性層加工型方法 的前一種方法的缺點在于使介質(zhì)在制造期間容易遭受污染，且由于其需 要在形成介質(zhì)之后對表面執(zhí)行物理加工，因此使得制造工藝非常復(fù)雜。通 常被稱作壓紋(emboss)加工型方法的后一種方法，雖然不容易在制造過 程期間引發(fā)污染，但其缺點在于由于形成在基底上的凹陷-凸起形狀注定 會繼續(xù)存在于將要形成的膜上，因此不能使適于在介質(zhì)上浮動的同時執(zhí)行 記錄和再現(xiàn)的記錄和再現(xiàn)頭的浮動姿勢和浮動高度穩(wěn)定。
已公開了這樣一種方法，其通過在預(yù)先形成的磁性層中注入氮離子或 氧離子或者用激光輻照該磁性層，形成介于離散磁道介質(zhì)的磁道之間的區(qū) 域(參見JP-A HEI 5-205257)。然而，該現(xiàn)有技術(shù)參考文件對在注入離 子的過程期間設(shè)置抗蝕劑或掩模的情況沒有進行描述。當未設(shè)置抗蝕劑或 掩模時，很難將離子注入限制于僅M道之間的區(qū)域。
此外，在對于每一個位使得磁記錄圖形以固定的規(guī)則性設(shè)置的所謂的 構(gòu)圖的介質(zhì)的制造中，已公開了通過用離子輻照蝕刻或者通過使得磁性層 非晶化來形成磁記錄圖形的構(gòu)思(參見Technical Report of IEICE， MR2005-55 (2006-02)， pp. 21-26 (The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers)和美國專利No. 6,331,364 )。
雖然美國專利No. 6，331 ，364報導(dǎo)了在磁性層上在除了磁道之間的區(qū)域 之外的區(qū)域上設(shè)置掩模且用離子輻照該磁性層的實驗，但其沒有提到旋涂 玻璃(SOG)作為掩模。
作為用于離子注入的掩模，已經(jīng)使用了這樣的有機抗蝕劑或齒形 (tooth)硬掩模，其是通過用金屬或者Si02的氧化物層來涂覆介質(zhì)的表 面并且加工具有有機抗蝕劑的被涂覆介質(zhì)而獲得的。
然而，這種掩模帶來下述問題。
有機抗蝕劑不能顯現(xiàn)出充分的對抗用于離子注入的高能離子的沖擊的 遮蔽效果，這是因為其具有過小的密度。有機抗蝕劑不能賦予足夠的抵抗
6力(蝕刻抵抗力)，這是因為其接合弱且容易通過與離子的碰撞而被散射。 比較而言，通過引入金屬或氧化物的層而制成的掩模具有遮蔽效果以 及對抗離子注入的特定水平的抵抗力。然而，這會引起諸如在通過使用有 機抗蝕劑特別地制備初掩模以及通過干法蝕刻來加工作為掩模的金屬或氧 化物的層時的額外的人工時間。由于使得工藝復(fù)雜化且使得生產(chǎn)率和成本 劣化，該人工時間是不利的。
本發(fā)明目的在于一種應(yīng)對由于記錄密度增加而引起的技術(shù)困難的磁記 錄裝置，旨在在確保記錄和再現(xiàn)特性等于或優(yōu)于常規(guī)產(chǎn)品的同時，大大提 高記錄密度，并且盡最大可能降低磁記錄圖形部分之間的區(qū)域的矯頑力和 剩余磁化，從而消除磁記錄期間發(fā)生的模糊現(xiàn)象，且最終增加記錄密度。 特別地，關(guān)于由于在基底上形成磁性層作為膜且隨后在磁性層上形成凹凸 而產(chǎn)生的離散磁道磁記錄介質(zhì)，本發(fā)明旨在提供一種制造方法，與必需執(zhí) 行加工磁性層的步驟的常規(guī)方法相比，該制造方法通過排除去除磁性層的
步驟，使用具有SiO作為其基本骨架的SOG掩模，并且因此完成適于離 子注入的掩模的形成而不增加步驟數(shù)量，顯著簡化制造工藝，并且降低污 染的風(fēng)險，本發(fā)明還提供一種呈現(xiàn)高的表面平滑度和優(yōu)良的頭浮動特性的 有用的磁記錄介質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
作為其第一方面，本發(fā)明提供一種制造磁記錄介質(zhì)的方法，其包括以 下步驟在非磁性基底上形成磁性層，將原子注入所述磁性層的部分中， 以使得所述部分消磁或者使其獲得非晶(amorphousness )，從而形成磁 性分離的磁記錄圖形，所述注入原子的步驟包括以下步驟對所形成的磁 性層的表面施加SOG膜作為抗蝕劑，部分地去除或減薄所述抗蝕劑，并 且用原子輻照所ii^面，從而通過所述磁性層的去除了所述抗蝕劑或者其 中所述抗蝕劑被減薄的部分使得原子部分地注入到所述磁性層中。
在本發(fā)明的包括第 一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第二方面 中，在所述用原子輻照期間所述SOG膜包含基于所述SOG膜中的總鍵數(shù)
7的70%以上比率的Si-O鍵。
在本發(fā)明的包括第 一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第三方面 中，所述部分地去除或減薄所述抗蝕劑的步驟包括這樣的步驟，在所施加 的抗蝕劑的表面上使用其表面上形成有凹陷-凸起形狀的壓模(stamp)， 從而將所述凹陷-凸起形狀轉(zhuǎn)移到所述抗蝕劑的表面。
在本發(fā)明的包括第三方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第四方面 中，緊接在所述凹陷-凸起形狀的所述轉(zhuǎn)移之前，所述SOG膜包含基于所 述SOG膜中的總鍵數(shù)的10%至30%范圍內(nèi)的比率的Si-O鍵。
在本發(fā)明的包括第一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第五方面 中，所述部分地去除或減薄所述抗蝕劑的步驟包括部分地蝕刻所施加的抗 蝕劑的表面。
在本發(fā)明的包括第 一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第六方面 中，在^皮部分地去除或減薄的部分中的所述抗蝕劑的厚度在0 nm至150nm 的范圍內(nèi)。
在本發(fā)明的包括第 一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第七方面 中，所述抗蝕劑具有寬度為100nm以下的被去除或減薄的部分以及寬度為 200nm以下的厚部分。
在本發(fā)明的包括第 一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第八方面 中，所述施加所述抗蝕劑的步驟在通過在所述磁性層上形成保護膜層而產(chǎn) 生的表面上執(zhí)行。
在本發(fā)明的包括第 一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第九方面 中，被注入的原子是選自B、 P、 Si、 F、 H、 C、 In、 Bi、 Kr、 Ar、 Xe、 W、 As、 Ge、 Mo和Sn中的一種以上的原子。
在本發(fā)明的包括第九方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第十方面 中，所述被注入的原子是Kr或Si原子。
在本發(fā)明的包括第 一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法的第十一方 面中，所i^性層的厚度在3至20nm的范圍內(nèi)。
作為其第十二方面，本發(fā)明還提供一種磁記錄介質(zhì)，其通過在第一至
8第十一方面中的任何一方面中所述的制造磁記錄介質(zhì)的方法制成。
作為其第十三方面，本發(fā)明還提供一種磁記錄和再現(xiàn)裝置，其包括在 第十二方面中所述的磁記錄介質(zhì)、用于在其記錄方向上驅(qū)動所述磁記錄介 質(zhì)的驅(qū)動部件、包括記錄部件和再現(xiàn)部件的磁頭、用于使所述磁頭相對于
所述磁記錄介質(zhì)移動的機構(gòu)(means)、以及用于將信號輸入所述磁頭和 從所述磁頭再現(xiàn)輸出信號的記錄和再現(xiàn)信號處理機構(gòu)。
在通過在非磁性基底上形成作為膜的磁性層且隨后在該膜上形成磁記 錄圖形而獲得的磁記錄介質(zhì)中，本發(fā)明能夠提供一種磁記錄介質(zhì)，該磁記 錄介質(zhì)確保磁頭浮動的穩(wěn)定性，具有優(yōu)良的分離磁記錄圖形的能力，避免 屈從于相鄰圖形之間的信號干擾的影響，且在高記錄密度特性方面優(yōu)良。 由于該磁記錄介質(zhì)允許通過使用SOG而形成能夠容易地承受離子注入的 掩模，并且允許省掉用于從磁性層模具(molding die )中去除磁性層的干 法蝕刻步驟，而該干法蝕刻步驟迄今被認為是需要非常復(fù)雜的制造工藝的， 因此，這非常有助于提高生產(chǎn)率。
由于使用了本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)，本發(fā)明的磁記錄和再現(xiàn)裝置在磁頭 浮動特性方面優(yōu)良，且在分離磁記錄圖形的能力方面優(yōu)良，并且避免屈從 于相鄰圖形之間的信號干擾的影響。因此，該磁記錄和再現(xiàn)裝置在高記錄 密度特性方面優(yōu)良。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，通過下文給出的參考附圖的說明，本發(fā)明 的上述的和其它目的、特有特征和優(yōu)點將變得顯而易見。


圖l是示例根據(jù)本發(fā)明獲得的磁記錄介質(zhì)的結(jié)構(gòu)的截面圖。 圖2是示出本發(fā)明的磁記錄和再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)的說明性視圖。
具體實施例方式
在通過在非磁性基底上形成磁性層，然后將原子部分地注入該磁性層 中，從而使得該磁性層的已經(jīng)接受原子注入的部分消磁或者使其非晶化，
9因而形成磁性分離的磁記錄圖形而獲得的磁記錄介質(zhì)的制造方法中，本發(fā) 明提供這樣的方法，使得所述將原子部分地注入磁性層的步驟包括以下步
驟對所形成的磁性層的表面施加SOG膜作為抗蝕劑，部分地去除或減 薄該抗蝕劑，并且用原子輻照該表面，從而通過被去除的或被減薄的樹脂 的部分使得原子部分地注入到磁性層中。 下面將詳細說明本發(fā)明。
本發(fā)明涉及一種磁記錄介質(zhì)，其在非磁性基底的至少任一表面上具有 磁性分離的磁記錄圖形，且特征在于，通過在預(yù)先形成的磁性層中注入原 子，制成使得磁記錄圖形部分磁性分離的非磁性部分。與常規(guī)制造方法不 同，本發(fā)明的制造磁記錄介質(zhì)的方法的特征在于，在磁記錄圖形部分的磁 性分離期間不包括通過干法蝕刻或壓印來直接物理分離磁記錄圖形的步
在本發(fā)明中所使用的術(shù)語"磁記錄圖形部分"包括所謂的構(gòu)圖的介質(zhì)， 該構(gòu)圖的介質(zhì)具有對于每一位都以固定的規(guī)則性設(shè)置的磁記錄圖形，該介 質(zhì)具有以磁道的形狀設(shè)置的磁記錄圖形以及伺月艮信號圖形。
為了便于制造，除了上面列舉的其它實例，本發(fā)明優(yōu)選應(yīng)用于所謂的 離散磁記錄介質(zhì)，其中磁性分離的磁記錄圖形包括磁記錄磁道和伺服信號圖形。
下面將通過參考例如離散磁記錄介質(zhì)來描述本發(fā)明。 圖1示例出本發(fā)明的離散磁記錄介質(zhì)的截面結(jié)構(gòu)的一個實例。本發(fā)明 的磁記錄介質(zhì)30具有形成在非磁性基底1的表面上的軟磁性層和中間層 2、其上形成有磁圖形的磁性層3、非磁性層4、以及保護層5。其被配置 為在最上表面上形成有潤滑層(未示出)。
為了提高記錄密度，具有磁圖形的磁性層3優(yōu)選具有200nm以下的磁 性部分寬度W和100nm以下的非磁性部分寬度L。因此，為了提高記錄 密度，將磁道間距P (=W+L)降低至300nm以下的范圍內(nèi)，并且盡最大 可能地使其縮窄。為了滿足該目的，與部分W類似地，要求抗蝕劑的厚部 的寬度為200nm以下，且與寬度L類似地，要求抗蝕劑的薄部的寬度為lOOnm以下。
用于本發(fā)明的非磁性基底可以是非磁性基底中的任何一種，例如使用 Al作為主要成分的Al-Mg合金的Al合金基底、由普通的鈉玻璃、鋁硅酸 鹽基玻璃和結(jié)晶玻璃構(gòu)成的基底、以及由珪、鈦、陶瓷和各種樹脂制成的 基底。在以上引用的其他實例中，特別優(yōu)選使用Al合金基底、由諸如結(jié)晶 玻璃的玻璃制成的基底和硅基底。這樣的基底的平均表面 度(Ra)為 lnm以下，更優(yōu)選0.5nm以下，特別優(yōu)選0.1nm以下。本發(fā)明預(yù)期在該基 底的表面上形成例如作為軟磁性層的FeCoB層和作為中間層的Ru層。對 于垂直磁記錄介質(zhì)，軟磁性層和中間層是必需的層。
雖然本發(fā)明的磁性層可以是面內(nèi)(in-plane )磁記錄介質(zhì)或垂直磁記錄 層，但為了實現(xiàn)盡可能高的記錄密度，其優(yōu)選為垂直磁記錄層。磁記錄層 優(yōu)選由具有Co作為主要成分的合金形成。
作為用于面內(nèi)磁記錄介質(zhì)中的磁記錄層，例如，可以利用包括非磁性 的CrMo下層(under layer)和鐵磁性CoCrPtTa》茲性層的層疊結(jié)構(gòu)。
作為用于垂直磁記錄介質(zhì)中的磁記錄層，可以利用通過由軟磁性FeCo 合金(例如FeCoB、 FeCoSiB、 FeCoZr、 FeCoZrB或FeCoZrBCu ) 、 FeTa 合金(例如FeTaN或FeTaC )和Co合金(例如CoTaZr、 CoZrNB或CoB ) 形成的襯里層(lining layer)、由Pt、 Pd、 NiCr或NiFeCr形成的取向控 制膜、可選地由Ru形成的中間膜、以及由70Co-15Cr-15Pt合金(由70 原子。/。的Co、 15原子。/o的Cr和15原子。/。的Pt組成的合金，下文中以此 類推)和70Co-5Cr-15Pt-10SiO2合金形成的磁性層的層疊結(jié)構(gòu)。
磁記錄介質(zhì)的厚度為3nm以上且20nm以下，優(yōu)選為5nm以上且15nm 以下。磁記錄介質(zhì)可如此形成，以便獲得適合磁性合金的種類和層疊結(jié)構(gòu) 的充分的頭輸入和輸出。要求磁性層具有超過特定水平的膜厚度以在再現(xiàn) 過程期間獲得超過固定程度的輸出，另一方面，隨著輸出的增加，表示記 錄和再現(xiàn)特性的參數(shù)通常劣化。因此，必須最優(yōu)地"&定該膜厚。
通常，通過濺射方法以薄膜的形式獲得磁記錄層。
在本發(fā)明中，在磁記錄介質(zhì)中形成磁性分離的磁記錄磁道和伺服信號圖形。雖然形成這些部件的步驟可以在直接在形成磁記錄層的步驟之后執(zhí)
行，但可以在形成保護膜層5之后且在形成潤滑層之前執(zhí)行。
對于保護膜層5,可利用碳(C )、氫化的碳(HXC )、氮化碳(CN)、
無定形碳以及碳化硅(SiC)的含碳層、以及通常使用的諸如Si02、 Zr203
和TiN的保護膜層材料。保護膜層可以由兩個以上的層構(gòu)成。
要求保護膜層5的膜厚度為10nm以下。這是因為當保護膜層的膜厚
度超過10nm時，頭和磁性層之間的距離變?yōu)檫^大，且不能獲得足夠強度
的輸入-輸出信號。通常，通過濺射方法或CVD方法形成保護膜層。
優(yōu)選在保護膜層上形成潤滑層。作為用于潤滑層的潤滑劑的實例，可
以列舉氟基潤滑劑、烴基潤滑劑及其混合物。通常，形成范圍在l至4nm
的厚度的潤滑層。
現(xiàn)在，將在下面具體說明在本發(fā)明的磁記錄層中形成磁性分離的磁記 錄磁道和伺服信號圖形的步驟。該步驟可以緊接在設(shè)置磁記錄層的步驟之 后執(zhí)行，或者在在磁記錄層的表面上設(shè)置保護膜層之后執(zhí)行。下面的描述 涉及在磁記錄層的表面上設(shè)置保護膜層之后執(zhí)行在磁記錄層中形成磁性分 離的磁記錄^P茲道和伺月良信號圖形的步驟的 一個實例。
本發(fā)明形成作為磁性層的70Co-5Cr-15Pt-10SiO2合金的膜以及作為保 護層的碳的膜。其后，對保護層的表面施加抗蝕劑，且通過光刻技術(shù)，形 成磁性分離的磁記錄磁道和伺服信號圖形。
本發(fā)明的特征在于，使用SOG作為對于該技術(shù)必需的抗蝕劑。SOG 是"旋涂玻璃(spin-on-glass )"的首字母縮寫，其表示用于通過旋涂技 術(shù)形成玻璃膜的材料。通過利用SOG固有的液體施加的特性，本發(fā)明使 用SOG作為將原子部分地注入磁性層期間的掩蔽材料。具體地，SOG呈 現(xiàn)在離子注入期間對蝕刻的高抵抗性，能夠通過加熱來控制其軟度，并且 在通過壓印將凹陷-凸起形狀轉(zhuǎn)移到表面期間保持其形狀的特性方面優(yōu)良。 SOG包括總是可用的硅酸鹽基SOG、甲基珪氧烷基SOG和高甲基硅氧烷 基SOG。
本發(fā)明的特征在于，工序包括部分地去除或減薄抗蝕劑，并且用原子
12輻照所產(chǎn)生的抗蝕劑表面，從而通過抗蝕劑的被如此去除或減薄的部分使 得原子部分地注入到磁性層中。
當在將原子部分地注入磁性層的步驟期間僅僅在磁性層的未經(jīng)受原子 注入的部分中留下抗蝕劑且使得抗蝕劑從經(jīng)受原子注入的部分完全去除 時，雖然原子被有效地注入磁性層中，但是，可以想到，該處理將造成對 磁性層的損傷，或者將使得磁性層暴露于不希望的蝕刻。通過諸如例如在 由蝕刻完全去除保護層或者預(yù)料會減小而以充分的厚度形成保護層之前結(jié) 束注入的新發(fā)明，可以使得包括完全去除抗蝕劑且然后注入原子的方法實 用。優(yōu)選地，磁性層的經(jīng)受原子注入的部分中的抗蝕劑被以減小的膜厚度 而留下，而不是4皮完全去除。該工序?qū)е嘛@著減輕對磁性層的經(jīng)受原子注 入的部分的損傷，實現(xiàn)對在上述部分中的磁性層的消》茲或非晶化，并且保 持該部分的表面M度。
本發(fā)明的用于部分地去除或減薄抗蝕劑的方法是通過在所施加的抗蝕 劑的表面上使用其上形成有凹陷-凸起形狀的壓模并且將該凹陷-凸起形狀 轉(zhuǎn)移到抗蝕劑表面而實現(xiàn)的。例如，通過對保護膜的表面施加液體抗蝕劑， 隨后在所施加的抗蝕劑完全硬化之前用其上形成有凹陷-凸起形狀的壓模 對該表面施壓，可以將凹陷-凸起形狀轉(zhuǎn)移到抗蝕劑表面。然后，在通過光 刻技術(shù)光學(xué)轉(zhuǎn)移蝕刻圖形且之后蝕刻該光學(xué)轉(zhuǎn)移的圖形的情況下，該方法 包括在蝕刻完全結(jié)束之前停止蝕刻且允許被蝕刻部分中的抗蝕劑以減薄的 狀態(tài)保留。
本發(fā)明^使用上述用于部分地去除或減薄抗蝕劑的方法，所產(chǎn)生的抗蝕 劑膜厚度由用于原子注入的離子束的能量決定。在厚抗蝕劑部分中，射出 的原子沒有到&磁記錄介質(zhì)的表面。另一方面，在被去除或減薄的抗蝕劑 部分中，射出的原子到達磁性層，并且使得該部分退化或非晶化。要求用 原子對磁記錄介質(zhì)表面的輻照避免造成對表面M度的損傷。滿足該要求
的大厚度部分中的抗蝕劑的厚度優(yōu)選在10nm至1000nm的范圍內(nèi)。被去 除或減薄的部分中的抗蝕劑的厚度優(yōu)選在Onm至140nm的范圍內(nèi)，更優(yōu) 選在5nm至100nm的范圍內(nèi)。
13在本發(fā)明中，用作原子注入期間的抗蝕劑的SOG膜優(yōu)選包含基于 SOG膜中的包括O-H鍵的總鍵數(shù)的70%以上比率的Si-O鍵。當例如通過 旋涂對基底表面施加SOG，然后通過加熱使得其中包含的水汽和有機物質(zhì) 飛散時，通常為液體狀態(tài)的SOG可以被逐漸硬化。當SOG硬化時，其結(jié) 構(gòu)改變?yōu)槿缦旅娴幕瘜W(xué)式1所示的Si和O的網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，或者具有諸 如玻璃或石英的SK)2單元作為主要成分的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)在離子注入 器件對蝕刻的高抵抗性，并且可以被有利地用作將原子部分地注入磁性層 的工藝期間的掩模材料，從而使得磁性層的經(jīng)受原子注入的部分消磁或使 其非晶化。順便提及，可以通過化學(xué)分析電子能譜(ESCA)來確定包含 在SOG中的Si-O鍵的數(shù)量(基于總鍵數(shù)的比率)。
化學(xué)式l<formula>formula see original document page 14</formula>在本發(fā)明中，在對磁性層施加SOG、使用其表面上形成有凹陷-凸起
形狀的壓模以及將凹陷-凸起形狀轉(zhuǎn)移到磁性層表面上的工藝期間，緊接在 轉(zhuǎn)移之前的SOG優(yōu)選包含基于SOG中總鍵數(shù)的10%至30%的范圍內(nèi)的 比率的Si-O鍵。如上所述，該SOG通常處于液態(tài)，并且可以通過例如旋 涂對基底的表面施加SOG且隨后通過加熱使得包含在其中的水汽和有機 物質(zhì)飛散，使得SOG逐漸硬化。通過使得緊接在將凹陷-凸起形狀轉(zhuǎn)移到 SOG表面之前包含在SOG中的Si-O鍵的數(shù)量落在基于SOG中的總鍵數(shù)的10%至30%的范圍內(nèi)，本發(fā)明能夠提高將凹陷-凸起形狀轉(zhuǎn)移到SOG的 能力，并且提高在將離子注入硬化后的SOG期間維持對蝕刻的抵抗性和 凹陷-凸起形狀的特性。
在本發(fā)明中，當通過使用離子束方法實現(xiàn)原子向表面的射出時，僅僅 在介于磁記錄磁道與伺服信號圖形之間的部分中注入原子。在將原子注入 磁記錄層中之前，本發(fā)明離子化原子，以使原子加速。推斷注入磁記錄層 中的離子處于中和狀態(tài)。
本發(fā)明的特征在于，通過在預(yù)先形成的磁性層中注入原子而使該磁性 層消磁，結(jié)果形成使磁記錄磁道和伺服信號圖形部分磁性分隔的非磁性部 分，制成離散磁道磁記錄介質(zhì)。通過使用該方法制造離散磁道磁記錄介質(zhì)， 可以使磁道之間的區(qū)域的矯頑力和剩余磁化降低到極限，消除在磁記錄過 程期間的模糊現(xiàn)象，并能夠提供具有高的表面記錄密度的磁記錄介質(zhì)。這 是因為，在磁性層中注入原子導(dǎo)致將磁性層改變成非》茲性材料，由于磁性 層的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的改變而使磁性層失去磁性，并且通過使得磁性層變?yōu)榉蔷?的而失去磁性，如將在下文中具體描述的。
通過如上所述制造離散磁道型磁記錄介質(zhì)，可以使磁道之間的區(qū)域中 的矯頑力和剩余磁化降低到極限，消除在磁記錄過程期間的模糊現(xiàn)象，并 且能夠提供高表面記錄密度的磁記錄介質(zhì)。
此外，本發(fā)明的特征還在于，通過在已形成的磁性層中在磁性層的厚 度方向上均勻地注入原子，從而使磁性層非晶化，形成使磁記錄磁道和伺 服信號圖形磁性部分磁性分離的非磁性部分。
在本發(fā)明中使用的表達"使磁性層非晶化，，是指，使得磁性層呈現(xiàn)缺 少長程有序的凹凸原子排列，更具體地是指其中不到2nm的微晶顆粒隨機 排列的狀態(tài)。為了分析確認該原子排列的狀態(tài)，X射線衍射或電子衍射揭 露出其中不能識別出代表晶面的峰而僅僅識別出暈(halo)的狀態(tài)。
通過使用用于制造離散磁道磁記錄介質(zhì)的該方法，從而使磁道之間的 區(qū)域中的矯頑力和剩余磁化降低到極限，可以消除在磁記錄過程期間的模 糊現(xiàn)象，并能夠提供具有高的表面記錄密度的磁記錄介質(zhì)。
15例如，通過使用離子束方法注入的原子優(yōu)選為選自B、 P、 Si、 F、 H、 C、 In、 Bi、 Kr、 Ar、 Xe、 W、 As、 Ge、 Mo和Sn的一種以上的原子， 更優(yōu)選選自B、 P、 Si、 F、 H和C的一種以上的原子或者選自Si、 In、 Ge、 Bi、 Kr、 Xe和W的一種以上的原子，且最優(yōu)選Si和Kr的原子。當 如在JP-A HEI 5-205257中所公開的將O和N原子用于注入時，由于O 和N具有小的原子半徑，它們的注入效果小，且具有磁化狀態(tài)殘存于磁道 之間的區(qū)域中的缺點。當將O和N原子用于注入時，它們氮化或氧化磁性 層。因此，它們的注入導(dǎo)致在磁道之間的區(qū)域中的矯頑力的增加，且在磁 道部分中寫入信息的過程期間引起模糊現(xiàn)象。也就是說，與本發(fā)明的用于
注入的原子不同，這些原子的使用不能使磁性層消磁或使得該層非晶化。 通過在磁性層上形成與注入的磁道之間的距離 一致地設(shè)計的磁圖形、 然后去除抗蝕劑、再形成保護層以及隨后施加潤滑劑，本發(fā)明制成磁記錄 介質(zhì)。
本發(fā)明優(yōu)選在將保護層形成于磁性層上之后執(zhí)行向磁性層中注入原 子。該工序的采用導(dǎo)致消除了在原子注入之后形成保護層的必要性，簡化 制造工藝，并且獲得了提高生產(chǎn)率以及減少在制造磁記錄介質(zhì)的過程期間 的污染的效果。順便提及，本發(fā)明允許在形成磁性層之后或在形成保護層 之前執(zhí)行原子注入，從而在磁性層上形成使得磁記錄磁道和伺服信號圖形 部分磁性分離的非磁性部分。
對于Si原子的注入，例如，通過上述離子束，使用商業(yè)上可用的離子 注入機來將原子注入磁性層中。由于本發(fā)明旨在將原子注入磁性層中，從
而使得相關(guān)部分中的晶體非晶化且使得注入的原子在非晶部分中均勻地分 布，要求注入的深度在磁記錄層的方向上均勻。根據(jù)通過注入到達的深度， 在離子注入機中由加速電壓在合適的時間確定原子的注入深度。
如上所述，通過將壓模直接接合到所施加的抗蝕劑的表面并且用高壓 力將其壓到表面上，從而在抗蝕劑表面上形成磁道形式的凹陷-凸起形狀， 實現(xiàn)在施加抗蝕劑之后圖形的形成。否則，可以使用例如通過蝕刻熱固性 樹脂或UV固化樹脂形成的凹陷-凸起圖形?？梢酝ㄟ^使用例如電子束平版印刷方法在金屬板上形成具有非常精細 的磁道圖形，獲得用于上述工藝中的壓模。要求金屬板的材料具有能夠耐
受加工的硬度和耐久性。雖然可以使用例如Ni,但只要材料符合上面提及 的目的，材料的種類無關(guān)緊要。在壓模上，除了用于記錄普通數(shù)據(jù)的磁道 外，還形成諸如脈沖圖形(burst pattern )、格雷碼圖形(gray-code pattern ) 以及前導(dǎo)碼圖形的伺服信號圖形。
在去除抗蝕劑時，通過使用干法蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻或離子銑削的技 術(shù)，去除表面上的抗蝕劑和部分保護層。該處理的結(jié)果是，留下了其上形 成有磁圖形的磁性層以及部分保護層。通過選擇處理的條件，可以實現(xiàn)直 到保護層的完全去除，且允許保留僅僅在其上形成有圖形的磁性層。
在磁記錄介質(zhì)的組成層中，可以通過通?？捎米髂ば纬煞椒ǖ腞F '減 射方法或DC濺射方法來形成除了保護膜層之外的層。
另一方面，雖然不是排他性的，通常通過利用P-CVD來制造類金剛 石碳的薄膜的薄膜的方法，形成保護膜層。
圖2中示例出本發(fā)明的磁記錄和再現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的磁記錄和 再現(xiàn)裝置包括本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)30以及記錄和再現(xiàn)信號系統(tǒng)29，該記 錄和再現(xiàn)信號系統(tǒng)29通過組合用于在其記錄方向上驅(qū)動介質(zhì)的介質(zhì)驅(qū)動 部件ll、包括記錄部件和再現(xiàn)部件的磁頭27、用于使磁頭27相對于磁記 錄介質(zhì)30運動的頭驅(qū)動部件28、以及用于向磁頭27輸入信號且從磁頭27 再現(xiàn)輸出信號的記錄和再現(xiàn)信號處理機構(gòu)而產(chǎn)生。通過組合這些組件，可 以構(gòu)造具有高記錄密度的磁記錄裝置。通過對該磁記錄介質(zhì)的記錄磁道進 行磁性離似口工，可以使得再現(xiàn)頭和記錄頭以幾乎相同的寬度操作，而迄 今通常使再現(xiàn)頭具有比記錄頭窄的寬度以應(yīng)對磁道邊緣部分的磁化過渡區(qū) 域的影響的消除。結(jié)果，使得可以獲得充足的再現(xiàn)輸出和高的SNR。
此外，通過使磁頭的再現(xiàn)部件構(gòu)造有GMR頭或TMR頭，即使在高 記錄密度下也可以獲得充足的信號強度，且可以實現(xiàn)具有高記錄密度的磁 記錄裝置。通過使該磁頭的漂浮量落在比常規(guī)范圍高的0.005|wn到 0.020iLim的范圍內(nèi)，可以提高輸出，獲得高的裝置SNR，并且允許提供具
17有大容量和呈現(xiàn)高可靠性的磁記錄裝置。即使當在100k磁道/英寸以上的 磁道密度、1000 k比特/英寸以上的線性記錄密度以及每平方英寸100 G比 特以上的記錄密度下執(zhí)行記錄和再現(xiàn)時，也獲得足夠的SNR。
現(xiàn)在，將通過參考實例在下面具體描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明絕不限 于該實例。
實例1
預(yù)先將其中設(shè)置有用于HD的玻璃基底的真空室抽真空到1.0xlO-5Pa 以下的真空。在此使用的玻璃基底具有包括Li2Si205、 A1203-K20、 MgO-P20s和Sb203-ZnO的結(jié)晶玻璃材料作為其材料，其外徑為65mm、 內(nèi)徑為20mm，并具有2A的平均表面粗糙度(Ra)。
在該玻璃基底上，通過使用DC濺射方法層疊FeCoB的軟磁性層、 Ru的中間層和70Co-5Cr-15Pt-10SiO2合金的磁性層，且通過使用P-CVD 方法依次順序?qū)盈BC (碳)保護膜層和氟基潤滑膜。在膜厚度上，F(xiàn)eCoB 軟磁性層的測量值為600A， Ru中間層的測量值為100A，磁性層的測量值 為150A,以及C (碳)保護膜層的平均測量值為4nm。之后，在磁性層 上形成磁圖形。具體地，通過在保護膜層上旋涂，施加曱M氧烷基SOG。 所施加的SOG層的膜厚度為400nm。該SOG包含基于SOG中的總鍵數(shù) 的10%比率的Si-O鍵(以下類推)。該SOG被熱硬化，直到包含在SOG 中的Si-O鍵提高到基于SOG中包含的總鍵數(shù)的25%。
由Ni合金制成且包含深度為200mn的圖形的壓模被壓到SOG的表面 上，以將圖形轉(zhuǎn)移到該表面。在轉(zhuǎn)移之后，抗蝕劑的凸部的深度為250nm, 而抗蝕劑的凹部的纟果度為50nm。
此后，SOG被進一步熱硬化，直到包含在SOG中的Si-O鍵提高到基 于SOG中包含的總鍵數(shù)的80%。在該熱硬化之后，抗蝕劑的凸部的深度 為150nm,而抗蝕劑的凹部的深度為30nm。
隨后，通過離子束方法注入Ar+原子。諸如用于離子束的注入量和加 速電壓的條件被設(shè)定為如下表1中所示。由此獲得的磁記錄介質(zhì)具有圖1 中所示例的結(jié)構(gòu)。磁性層的寬度W為100nm,而非磁性層的寬度L為IOO腿。
順便提及，要求通過預(yù)備實驗預(yù)先設(shè)定離子束的注入量和加速電壓的
條件。還要求通過例如X射線衍射測量和電子束衍射測量預(yù)先設(shè)定用于使
磁性層消磁的條件和用于使磁性層非晶化的條件。
通過使用自旋支架(spin stand)評價在該實例中制成的磁記錄介質(zhì)的 電磁變換特性。關(guān)于用于該評價的頭，將垂直記錄頭用于記錄且將TuMR 頭用于讀取。當記錄750kFCI的信號時，確定SNR值和3T擠壓 (3T-squash )。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由該實例獲得的磁記錄介質(zhì)在諸如SNR和3T 擠壓的RW特性方面優(yōu)良。可以通過推想頭浮動特性被穩(wěn)定化、可以以規(guī) 定的浮動高度執(zhí)行讀寫、以及磁道之間的區(qū)域的磁化狀態(tài)完全消失，來解 釋該優(yōu)點。由于i者如SNR和ST擠壓的RW特性的確i人，導(dǎo)致確i人了該實 例的樣品通過非磁性部分允許磁道之間的分離，并且由于以離子束的形式 離子注入，在該實例的樣品的磁性層部分中形成與凹陷-凸起的抗蝕劑的圖 形形狀一致的磁性部分的磁圖形和非磁性圖形。
在完成對電磁變換特性的確定之后，通過使用AFM測試該實例的磁 記錄介質(zhì)的表面粗糙度。通過4吏用由Digital Instruments Corporation制造 的AFM，在10|luii的視野內(nèi)評價在該實例和比較實例中為垂直記錄介質(zhì)而 制備的非磁性基底的表面粗糙度(Ra)。在下面的表l中示出結(jié)果。該實 例的磁記錄介質(zhì)呈現(xiàn)明顯低值的表面粗糙度，可以推斷頭浮動穩(wěn)定。
評價該實例的磁記錄介質(zhì)的滑動雪崩(glide avalanche)特性。利用 由Sony/Tektronix Corporation制造且以DS4100的產(chǎn)品編碼出售的裝置， 并且使用由Glidewrite Inc.制造的50%滑塊頭，執(zhí)行評價。下面的表1中 示出了結(jié)果。該實例的磁記錄介質(zhì)呈現(xiàn)低的滑動雪崩，可以推斷頭浮動特 性優(yōu)良。
表l
離子束Ar加 速電壓/輻照 持續(xù)時間SNR (dB)T擠壓 (5)Ra (腿)滑動雪崩 (m)
實例50 keV/600秒12.583.10.315.3
19工業(yè)適用性
本發(fā)明能夠提供一種磁記錄介質(zhì)，其確保頭的浮動穩(wěn)定性，具有優(yōu)良 的分離磁記錄圖形的能力，避免受到相鄰圖形之間的信號干擾的影響，且
在高記錄密度特性方面優(yōu)良。由于可以消除執(zhí)行旨在去除磁性層模具(die ) 的磁記錄層的干法蝕刻步驟的必要性，而該干法蝕刻步驟迄今被認為需要 非常復(fù)雜的制造工藝，因此，本發(fā)明還大大有助于提高生產(chǎn)率。
權(quán)利要求
1.一種制造磁記錄介質(zhì)的方法，包括以下步驟在非磁性基底上形成磁性層，將原子注入所述磁性層的部分中，以使得所述部分消磁或者使其獲得非晶，從而形成磁性分離的磁記錄圖形，所述注入原子的步驟包括以下步驟對所形成的磁性層的表面施加SOG膜作為抗蝕劑，部分地去除或減薄所述抗蝕劑，并且用原子輻照所述表面，從而通過所述磁性層的去除了所述抗蝕劑或者其中所述抗蝕劑被減薄的部分使得原子部分地注入到所述磁性層中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中在所述用原子輻照 期間所述SOG膜包含基于所述SOG膜中的總鍵數(shù)的70%以上比率的Si-O 鍵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中所述去除或減薄所 述抗蝕劑的步驟包括這樣的步驟，在所施加的抗蝕劑的表面上使用其表面 上形成有凹陷-凸起形狀的壓模，從而將所述凹陷-凸起形狀轉(zhuǎn)移到所述抗 蝕劑的表面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中緊接在所述凹陷-凸起形狀的所述轉(zhuǎn)移之前，所述SOG膜包含基于所述SOG膜中的總鍵數(shù) 的10%至30%范圍內(nèi)的比率的Si-O鍵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中所述部分地去除或 減薄所述抗蝕劑的步驟包括部分地蝕刻所施加的抗蝕劑的表面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中在被部分地去除或 減薄的部分中的所述抗蝕劑的厚度在Onm至150nm的范圍內(nèi)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中所述抗蝕劑具有寬 度為100nm以下的被去除或減薄的部分以及寬度為200nm以下的厚部分。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中所述施加所述抗蝕 劑的步驟在通過在所述磁性層上形成保護膜層而產(chǎn)生的表面上執(zhí)行。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中被注入的原子是選自B、 P、 Si、 F、 H、 C、 In、 Bi、 Kr、 Ar、 Xe、 W、 As、 Ge、 Mo和Sn 中的一種以上的原子。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中所述被注入的原 子是Kr或Si原子。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l的制造磁記錄介質(zhì)的方法，其中所i^磁性層的厚 度在3至20nm的范圍內(nèi)。
12. —種磁記錄介質(zhì)，其通過根據(jù)權(quán)利要求1至11中任何一項的制造 磁記錄介質(zhì)的方法制成。
13. —種磁記錄和再現(xiàn)裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求12的磁記錄介質(zhì)、用 于在其記錄方向上驅(qū)動所i^磁記錄介質(zhì)的驅(qū)動部件、包括記錄部件和再現(xiàn) 部件的磁頭、用于使所述磁頭相對于所述磁記錄介質(zhì)移動的機構(gòu)、以及用 于將信號輸入所述磁頭和從所i^磁頭再現(xiàn)輸出信號的記錄和再現(xiàn)信號處理 機構(gòu)。
全文摘要
一種制造磁記錄介質(zhì)的方法包括以下步驟在非磁性基底上形成磁性層，將原子注入所述磁性層的部分中，以使得所述部分消磁或者使其獲得非晶，從而形成磁性分離的磁記錄圖形，所述注入原子的步驟包括以下步驟對所形成的磁性層的表面施加SOG膜作為抗蝕劑，部分地去除或減薄所述抗蝕劑，并且用原子輻照所述表面，從而通過所述磁性層的去除了所述抗蝕劑或者其中所述抗蝕劑被減薄的部分使得原子部分地注入到所述磁性層中。
文檔編號G11B5/855GK101517640SQ20078003519
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月22日
發(fā)明者坂脅彰, 福島正人 申請人:昭和電工株式會社