專利名稱：磁記錄介質(zhì)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁記錄介質(zhì)及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往，硬盤等的磁記錄介質(zhì)通過形成記錄層的磁性粒子的微細化、磁頭加工的微細化等的改良來謀求顯著的面記錄密度的提高。但是，以往的磁記錄介質(zhì)中的記錄層的磁性膜是形成為平面狀的連續(xù)膜，因此如果為了提高面記錄密度而將記錄比特微細化，則存在相鄰的記錄比特彼此的磁記錄信息相干擾，從而記錄信息的可靠性降低的問題。因此，采用記錄比特的微細化進行的面記錄密度的提高存在極限。為了應(yīng)對該情況，作為可以進一步提高面記錄密度的磁記錄介質(zhì)，曾提出了利用凹凸圖案形成記錄層的離散磁道介質(zhì)和離散比特介質(zhì)等的圖案介質(zhì)型的磁記錄介質(zhì)(例如，參照專利文獻1、專利文獻2)。在上述圖案介質(zhì)型的磁記錄介質(zhì)中，為了使磁頭滑塊的浮起高度穩(wěn)定，必須將介質(zhì)表面平坦化，因此必須在凹凸圖案的記錄層上形成非磁性材料的膜來填充凹部。作為形成該非磁性材料的膜的技術(shù)，可以利用濺射等的成膜技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻1 日本特開2005-235356號公報專利文獻2 日本特開2006-155863號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，在以往的采用指向性好的濺射等進行的成膜中，非磁性材料原樣地反映原來的凹凸圖案的高低差而生長。因此，即使利用非磁性材料填充凹部，在介質(zhì)表面原來的凹凸圖案的高低差也仍原樣地殘留，其后的平坦化操作需要長時間。另外，在上述以往的采用濺射等進行的成膜中，必須利用非磁性材料完全地填滿凹凸圖案的凹部，成膜操作需要時間和成本。此外，在上述以往的采用濺射等進行的成膜中，有時必須多次地反復(fù)進行成膜操作和平坦化操作，操作工序變得復(fù)雜。另一方面，也考慮了使非磁性材料各向同性地生長來進行成膜，以盡量減小原來的凹凸圖案的高低差。但是，如果降低指向性并通過濺射等來進行成膜，則非磁性材料以凹凸圖案的凸部的頂點為中心生長。因此，非磁性材料未被充分地填充到凹凸圖案的凹部。本發(fā)明解決了上述問題，提供一種可以高效地制造具有利用凹凸圖案形成的記錄層、表面充分平坦且記錄再生精度良好的磁記錄介質(zhì)的磁記錄介質(zhì)的制造方法。本發(fā)明公開的磁記錄介質(zhì)的制造方法，包括在基材之上形成磁性層的工序；形成貫通上述磁性層的凹部，從而形成具有上述磁性層的凹凸圖案的記錄層的工序；使上述凹部殘留空間并在上述凹部的內(nèi)表面上形成氧化性材料或者氮化性材料的膜的工序；將成膜了的上述材料氧化或者氮化，利用氧化材料或者氮化材料填充上述空間的工序；和除去上述記錄層上的剩余的上述氧化材料或者上述氮化材料進行平坦化的工序。根據(jù)所公開的磁記錄介質(zhì)的制造方法，可以高效地制造具有利用凹凸圖案形成的記錄層、表面充分平坦且記錄再生精度良好的磁記錄介質(zhì)。


圖1是模式地表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造工序的一例的第1工序剖面圖。圖2是模式地表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造工序的一例的第2工序剖面圖。圖3是模式地表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造工序的一例的第3工序剖面圖。圖4是模式地表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造工序的一例的第4工序剖面圖。圖5是模式地表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造工序的一例的第5工序剖面圖。圖6是實施例1的記錄層的SPM剖面圖。圖7是比較例1的記錄層的SPM剖面圖。圖8是表示實施例1以及比較例1的凹凸圖案的高低差和CMP平坦化作業(yè)時間的關(guān)系的圖。圖9是表示實施例2以及比較例2的凹凸圖案的高低差和CMP平坦化作業(yè)時間的關(guān)系的圖。圖10是表示實施例3以及比較例3的凹凸圖案的高低差和CMP平坦化作業(yè)時間的關(guān)系的圖。
具體實施例方式首先，對于本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造方法進行說明。本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造方法的一例包括在基材之上形成磁性層的工序；形成貫通上述磁性層的凹部，從而形成具有上述磁性層的凹凸圖案的記錄層的工序；使上述凹部殘留空間并在上述凹部的內(nèi)表面上形成氧化性材料或者氮化性材料的膜的工序；將成膜了的上述材料氧化或者氮化，利用氧化材料或者氮化材料填充上述空間的工序；和除去上述記錄層上的剩余的上述氧化材料或者上述氮化材料進行平坦化的工序。在所公開的磁記錄介質(zhì)的制造方法中，通過在上述凹凸圖案的凹部的內(nèi)表面上形成氧化性材料或者氮化性材料的膜后，將該成膜了的上述材料氧化或者氮化使其膨脹，由此可以利用非磁性材料填充凹部。因此，可以抑制原來的凹凸圖案的高低差的反映使其盡量小從而能夠在凹部填充非磁性材料，能夠以短時間高效地進行其后的平坦化作業(yè)。優(yōu)選上述氧化性材料以及上述氮化性材料為選自鉭、鋁、鎢、鉻和硅中的至少一種金屬。因為這些金屬通過被氧化或者氮化而膨脹，可一邊吸收原來的凹凸圖案的高低差一邊利用非磁性材料填充凹部。另外，在形成上述氧化性材料或者上述氮化性材料的膜的工序中，優(yōu)選成膜了的上述材料的從上述凹部的底面算起的最小膜厚處于下述的范圍內(nèi)下限值設(shè)為上述凹部的總高度乘以上述材料的由氧化或者氮化所致的最大膨脹率的倒數(shù)所得到的值，上限值設(shè)為低于上述凹部的總高度。由此，可以利用非磁性材料確實地填充上述凹部。接著，對于本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)進行說明。本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的一例具備具有磁性層的凹凸圖案的記錄層。另外，上述記錄層具有貫通上述磁性層的凹部，在上述凹部填充有非磁性材料而形成非磁性層，上述非磁性材料含有非磁性金屬和上述非磁性金屬的氧化物或者氮化物。
所公開的磁記錄介質(zhì)，利用凹凸圖案形成記錄層，在凹凸圖案的凹部填充了非磁性材料，因此即使將記錄比特微細化，也可以防止相鄰的記錄比特彼此的磁記錄信息相干擾。由此，可以維持記錄信息的可靠性，并且實現(xiàn)面記錄密度的提高。另外，所公開的磁記錄介質(zhì)可以通過上述公開的磁記錄介質(zhì)的制造方法高效地制造。作為上述非磁性金屬，可以使用選自鉭、鋁、鎢、鉻和硅中的至少一種金屬。另外，上述非磁性層包括由上述非磁性金屬構(gòu)成的第1非磁性層和由上述非磁性金屬的氧化物或者氮化物構(gòu)成的第2非磁性層，上述第1非磁性層也可以配置在上述凹部的底面?zhèn)?。另外，被填充到上述凹部的上述非磁性材料中所含有的氧元素或者氮元素的濃度，可以從上述凹部的底面?zhèn)瘸蛏戏皆黾印Ｒ韵?，基?br>
本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造方法的一例。圖1 圖5是模式地表示本發(fā)明的磁記錄介質(zhì)的制造工序的一例的工序剖面圖。首先，如圖1所示，通過濺射等在非磁性基板10之上層疊地形成基底金屬層11和磁性層12。非磁性基板10只要利用非磁性材料形成就沒有特別的限定，可以使用例如玻璃基板、硅基板、非磁性金屬基板、陶瓷基板、碳基板、樹脂基板等。非磁性基板的厚度沒有特別的限定，設(shè)為例如0. 1 0. 6mm即可。作為基底金屬層11中所使用的金屬，可以使用例如Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、 Zn、Zr、Nb、Mo、Te、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Al、Si 的單質(zhì)或者它
們的合金。基底金屬層對磁性層的結(jié)晶性控制和平坦性控制具有效果，優(yōu)選為了介質(zhì)高記錄密度化而設(shè)置，在不設(shè)置基底金屬層11的情況下，在非磁性基板10之上直接形成磁性層 12即可?；捉饘賹拥暮穸葲]有特別的限定，設(shè)為例如30 200nm即可。作為磁性層12中使用的磁性材料，可以使用例如PtCo、SmCo, FeCo等。磁性層的厚度沒有特別的限定，設(shè)為例如5 30nm即可。接著，如圖2所示，通過干式蝕刻等形成貫通磁性層12的凹部13，從而形成具有磁性層12的凹凸圖案的記錄層。接著，如圖3所示，通過在凹部13的內(nèi)表面上采用指向性高的濺射等形成非磁性金屬的膜來形成第1非磁性膜14。此時，第1非磁性膜14的從凹部13的底面算起的最小膜厚Tmin設(shè)定在下述范圍內(nèi)下限值設(shè)為凹部13的總高度Tmax乘以上述非磁性金屬的由氧化或者氮化所致的最大膨脹率的倒數(shù)所得到的值，上限值設(shè)為低于凹部13的總高度Tmax。 該情況下，不需要利用第1非磁性膜14完全地填充凹部13，因此可以縮短成膜時間。接著，如圖4所示，通過使用了氧氣或者氮氣的反應(yīng)性離子蝕刻(RIE =Reactive Ion Etching)等的干式蝕刻將第1非磁性膜14的非磁性金屬氧化或者氮化使其膨脹，在第 1非磁性膜14的外側(cè)形成第2非磁性膜15。由此，凹部13被由非磁性金屬構(gòu)成的第1非磁性膜14和由非磁性金屬的氧化物或者氮化物構(gòu)成的第2非磁性膜15填充。此時，由于第2非磁性膜15各向同性地生長，因此，作為最外面的第2非磁性膜15的表面15a的凹凸的高低差比原來的記錄層的凹凸圖案的高低差小。上述RIE等的實施條件，可以相應(yīng)于非磁性金屬的種類進行適當設(shè)定。上述非磁性金屬只要是通過氧化或者氮化而膨脹的非磁性金屬即可，特別優(yōu)選Ta、Al、W、Cr、Si的單質(zhì)或者合金。例如，通過使用了氧氣的RIE將Ta氧化的情況下，Ta若被氧化則成為例如Tii2O5， 其體積變?yōu)?倍左右。S卩，因Ta的氧化所致的最大膨脹率為2倍左右，如果直到至少從凹部13的底面算起的1/2左右的深度形成由Ta構(gòu)成的第1非磁性膜14，則在氧化后凹部13 被含有Ta和Ta2O5的非磁性材料完全填充。該情況下，第1非磁性膜14的成膜時間，與利用第1非磁性膜14完全填充凹部13的情況相比可以變?yōu)橐话胱笥?。但是，通過延長RIE 的蝕刻時間或者提高氧氣壓力等，也可以使凹部13中的第1非磁性膜14的形成深度為從凹部13的底面算起低于1/2左右的深度。另外，通過將上述RIE的偏置功率設(shè)定得較低，無需減少Ta膜的厚度且Ta膜混入氧原子而膨脹。例如，Ta膜的采用氧氣進行的RIE的情況下，偏置功率優(yōu)選為250W以下左右。這是因為如果偏置功率超過250W，則因氧氣的離子使物理的蝕刻效果增加，有Ta氧化膜的生長速度變慢的傾向。接著，通過化學(xué)機械研磨(CMP Chemical Mechanical Polishing)等來除去記錄層上的剩余的非磁性材料以進行平坦化，如圖5所示得到磁記錄介質(zhì)20。第2非磁性膜15 的表面15a的凹凸的高低差，與原來的記錄層的凹凸圖案的高低差相比變小(圖4)，因此可以大幅度縮短平坦化作業(yè)時間。S卩，采用上述制造方法制造的磁記錄介質(zhì)，如圖5所示，具備具有磁性層12的凹凸圖案的記錄層，在貫通磁性層12的凹部13中填充有含有非磁性金屬和非磁性金屬的氧化物或者氮化物的非磁性材料。但是，根據(jù)制造條件等，也有下述情況并不是如上述那樣第1非磁性膜14和第2 非磁性膜15完全地分離而形成，而是例如采取被填充到凹部13的非磁性材料中所含有的氧元素或者氮元素的濃度從凹部13的底面?zhèn)瘸蛏戏皆黾幽菢拥奶荻炔牧辖Y(jié)構(gòu)。這樣的情況的氧元素或者氮元素的濃度可以通過X射線熒光分析(XRF)裝置等來測定。實施例接著，基于實施例具體地說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明并不限定于下述的實施例。(實施例1)如下那樣地制作了磁記錄介質(zhì)。首先，在厚度0. 6mm的玻璃基板之上通過濺射形成了合計厚度為30nm的Ta、Pt、Ru構(gòu)成的基底金屬層。接著，在基底金屬層之上通過濺射形成了厚度為IOnm的由PtCo構(gòu)成的磁性層。接著，通過干式蝕刻形成貫通磁性層的深度為25nm、直徑為ISnm的圓筒狀的凹部，從而形成了具有磁性層的凹凸圖案的凸狀的記錄層。繼而，在凹部的內(nèi)表面上通過指向性高的濺射形成Ta膜，直到從凹部的底面算起的12nm左右的深度形成了 Ta膜。接著，通過使用了氧氣的RIE使Ta膜氧化以使其膨脹。作為RIE的實施條件，設(shè)為氣壓:1. 5Pa、放電功率天線側(cè)/偏置側(cè)=200W/50W、蝕刻時間:120秒。在此，利用掃描型探針顯微鏡(SPM Scanning Probe Microscopy)測定了 RIE后的記錄層的凹凸圖案的高低差，結(jié)果約為8nm。圖6表示上述記錄層的SPM剖面圖。接著，為了除去上述記錄層上的剩余的非磁性材料，通過CMP進行平坦化操作，得到了本實施例的磁記錄介質(zhì)。凹凸圖案的高低差利用SPM確認，平坦化操作進行到凹凸圖案的高低差變?yōu)镺nm。
(比較例1)在具有凹凸圖案的記錄層的凹部的內(nèi)表面上通過指向性高的濺射形成Ta膜，將凹部利用Ta膜大致完全填充，其后，不進行使用氧氣的RIE，除此以外，與實施例1同樣地制作了本比較例的磁記錄介質(zhì)。在本比較例中也利用SPM測定了將Ta填充到凹部后的記錄層的凹凸圖案的高低差，結(jié)果約為25nm。圖7表示上述記錄層的SPM剖面圖。此外，圖8表示實施例1以及比較例1的凹凸圖案的高低差和CMP平坦化作業(yè)時間的關(guān)系。從圖8明顯可知，在實施例1中，與比較例1相比，可以將CMP平坦化作業(yè)時間縮短到1/3左右。(實施例2)使用Al取代Ta，除此以外與實施例1同樣地制作了本實施例的磁記錄介質(zhì)。在本實施例中利用SPM測定了 RIE后的記錄層的凹凸圖案的高低差，結(jié)果約為12nm。(比較例2)在具有凹凸圖案的記錄層的凹部的內(nèi)表面上通過指向性高的濺射形成Al膜，將凹部利用Al膜大致完全填充，其后，不進行使用氧氣的RIE，除此以外，與實施例2同樣地制作了本比較例的磁記錄介質(zhì)。在本比較例中也利用SPM測定了將Al填充到凹部后的記錄層的凹凸圖案的高低差，結(jié)果約為30nm。圖9表示實施例2以及比較例2的凹凸圖案的高低差和CMP平坦化作業(yè)時間的關(guān)系。從圖9明顯可知，在實施例2中，與比較例2相比，可以將CMP平坦化作業(yè)時間縮短到 1/2以下。(實施例3)使用Si取代Ta，如下述那樣地進行了 RIE，除此以外與實施例1同樣地制作了本實施例的磁記錄介質(zhì)。即，通過使用了氮氣的RIE將Si膜氮化以使其膨脹。作為RIE的實施條件，設(shè)為氣壓1. 5Pa、放電功率天線側(cè)/偏置側(cè)=200W/50W、蝕刻時間:120秒。在本實施例中也利用SPM測定了 RIE后的記錄層的凹凸圖案的高低差，結(jié)果約為 15nm。(比較例3)在具有凹凸圖案的記錄層的凹部的內(nèi)表面上通過指向性高的濺射形成SiN膜，將凹部利用SiN膜大致完全填充，其后，不進行使用氮氣的RIE，除此以外，與實施例3同樣地制作了本比較例的磁記錄介質(zhì)。在本比較例中也利用SPM測定了將SiN填充到凹部后的記錄層的凹凸圖案的高低差，結(jié)果約為27nm。圖10表示實施例3以及比較例3的凹凸圖案的高低差和CMP平坦化作業(yè)時間的關(guān)系。從圖10明顯可知，在實施例3中，與比較例3相比，可以將CMP平坦化作業(yè)時間縮短到1/2左右。(實施例4)代替使用氧氣的RIE，如下述那樣地將Ta膜氧化以使其膨脹，除此以外與實施例1同樣地制作了本實施例的磁記錄介質(zhì)。即，在將旋轉(zhuǎn)泵和氧氣儲氣瓶連接了的密閉容器之中配置了形成有Ta膜的記錄層。接著，一邊利用旋轉(zhuǎn)泵將密閉容器內(nèi)的空氣排氣，一邊注入30分鐘的氧氣后關(guān)閉閥門， 用氧氣充滿密閉容器內(nèi)。其后，連同該密閉容器在保持在60°C的恒溫裝置內(nèi)保管1星期。在本實施例中，利用SPM測定了在恒溫裝置中保管了 1星期后的記錄層的凹凸圖案的高低差，結(jié)果約為lOnm。在本實施例中，Ta膜的氧化需要長時間，CMP平坦化作業(yè)時間可以與實施例1 3同樣地縮短。另外，本實施例的氧化方法具有可以一次地處理大量的介質(zhì)的優(yōu)點。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)所公開的磁記錄介質(zhì)的制造方法，可以高效地制造具有由凹凸圖案形成的記錄層、表面充分平坦且記錄再生精度良好的磁記錄介質(zhì)，該磁記錄介質(zhì)可以用于硬盤等。附圖標記說明
10非磁性基板；
11基底金屬層；
12磁性層；
13凹部；
14第1非磁性膜
15第2非磁性膜
20磁記錄介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，是包含具有磁性層的凹凸圖案的記錄層的磁記錄介質(zhì)， 所述記錄層具有貫通所述磁性層的凹部，在所述凹部填充非磁性材料形成了非磁性層，所述非磁性材料含有非磁性金屬、和所述非磁性金屬的氧化物或者氮化物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述非磁性金屬為選自鉭、鋁、鎢、鉻和硅中的至少一種金屬。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述非磁性層包含由所述非磁性金屬構(gòu)成的第1非磁性層和由所述非磁性金屬的氧化物或者氮化物構(gòu)成的第2非磁性層，所述第 1非磁性層配置在所述凹部的底面?zhèn)取?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)，其中，被填充到所述凹部的所述非磁性材料中所含有的氧元素或者氮元素的濃度從所述凹部的底面?zhèn)瘸蛏戏皆黾印?br> 5.一種磁記錄介質(zhì)的制造方法，包括 在基材之上形成磁性層的工序；形成貫通所述磁性層的凹部，從而形成具有所述磁性層的凹凸圖案的記錄層的工序； 使所述凹部殘留空間，并在所述凹部的內(nèi)表面上形成氧化性材料的膜的工序； 將成膜了的所述氧化性材料氧化，采用氧化材料填充所述空間的工序；和除去所述記錄層上的剩余的所述氧化材料進行平坦化的工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)的制造方法，其中，所述氧化性材料為選自鉭、 鋁、鎢、鉻和硅中的至少一種金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的磁記錄介質(zhì)的制造方法，其中，在形成所述氧化性材料的膜的工序中，成膜了的所述氧化性材料的從所述凹部的底面算起的最小膜厚處于下述范圍內(nèi)下限值設(shè)為所述凹部的總高度乘以所述氧化性材料的由氧化引起的最大膨脹率的倒數(shù)所得到的值，上限值設(shè)為低于所述凹部的總高度。
8.—種磁記錄介質(zhì)的制造方法，包括 在基材之上形成磁性層的工序；形成貫通所述磁性層的凹部，從而形成具有所述磁性層的凹凸圖案的記錄層的工序； 使所述凹部殘留空間，并在所述凹部的內(nèi)表面上形成氮化性材料的膜的工序； 將成膜了的所述氮化性材料氮化，采用氮化材料填充所述空間的工序；和除去所述記錄層上的剩余的所述氮化材料進行平坦化的工序。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁記錄介質(zhì)的制造方法，其中，所述氮化性材料為選自鉭、 鋁、鎢、鉻和硅中的至少一種金屬。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁記錄介質(zhì)的制造方法，其中，在形成所述氮化性材料的膜的工序中，成膜了的所述氮化性材料的從所述凹部的底面算起的最小膜厚處于下述范圍內(nèi)下限值設(shè)為所述凹部的總高度乘以所述氮化性材料的由氮化引起的最大膨脹率的倒數(shù)所得到的值，上限值設(shè)為低于所述凹部的總高度。
11.一種磁記錄介質(zhì)的制造方法，包括 在非磁性基材之上形成磁性層的工序；形成貫通所述磁性層的凹部，從而形成具有所述磁性層的凹凸圖案的記錄層的工序； 在所述凹部的內(nèi)表面上形成非磁性金屬的膜的工序；將成膜了的所述非磁性金屬氧化或者氮化，采用含有所述非磁性金屬、和所述非磁性金屬的氧化物或者氮化物的非磁性材料填充所述凹部的工序；和除去所述記錄層上的剩余的所述非磁性材料進行平坦化的工序。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁記錄介質(zhì)的制造方法，其中，所述非磁性金屬為選自鉭、 鋁、鎢、鉻和硅中的至少一種金屬。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁記錄介質(zhì)的制造方法，其中，在形成所述非磁性金屬的膜的工序中，成膜了的所述非磁性金屬的從所述凹部的底面算起的最小膜厚處于下述范圍內(nèi)下限值設(shè)為所述凹部的總高度乘以所述非磁性金屬的由氧化或者氮化引起的最大膨脹率的倒數(shù)所得到的值，上限值設(shè)為低于所述凹部的總高度。全文摘要
本發(fā)明公開了一種磁記錄介質(zhì)的制造方法，該制造方法包括在基材之上形成磁性層的工序；形成貫通所述磁性層的凹部，從而形成具有所述磁性層的凹凸圖案的記錄層的工序；使所述凹部殘留空間并在所述凹部的內(nèi)表面上形成氧化性材料或者氮化性材料的膜的工序；將成膜了的所述材料氧化或者氮化，采用氧化材料或者氮化材料填充所述空間的工序；和除去所述記錄層上的剩余的所述氧化材料或者所述氮化材料進行平坦化的工序。
文檔編號G11B5/851GK102341855SQ20108000972
公開日2012年2月1日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月27日
發(fā)明者上村拓也 申請人:昭和電工株式會社