專利名稱：磁記錄介質(zhì)、磁記錄介質(zhì)的制造方法以及磁記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的 一個(gè)實(shí)施例涉及到 一種磁記錄介質(zhì)、 一種磁記錄介質(zhì)的制造 方法以及一種磁記錄裝置。
背景技術(shù)：
近來，在滋人硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的磁記錄介質(zhì)中，由于相鄰磁道間 的干擾而影響磁道密度的增加越來越成問題。具體說， 一個(gè)嚴(yán)重的技術(shù)問 題是，減小由于磁頭所發(fā)出的磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)而導(dǎo)致的寫模糊。
為了解決這個(gè)問題，例如，提出了離散磁道記錄型被構(gòu)圖介質(zhì)(DTR 介質(zhì))，其中，記錄磁道在物理上是隔開的。DTR介質(zhì)能夠減少寫入時(shí)的 擦除鄰近磁道信息的邊緣擦除現(xiàn)象或讀取時(shí)的讀出鄰近磁道信息的邊緣讀 取現(xiàn)象，因此已知可以提高磁道密度。所以，DTR介質(zhì)有望成為能夠提供 高記錄密度的磁記錄介質(zhì)。
為了用飛行/磁頭來讀寫DTR介質(zhì)，希望能夠?qū)TR介質(zhì)的表面進(jìn)行 平坦化。特別地，為了使相鄰磁道完全隔開，例如，刻蝕約4nm厚的保 護(hù)層和約20nm厚的鐵磁層以形成約24nm深的凹槽，從而形成磁圖形。 另一方面，由于飛行磁頭的設(shè)計(jì)飛行高度約為10 nm,所以，如果留下了 很深的凹槽，那么，磁頭的飛行就會(huì)不穩(wěn)定。因此，已經(jīng)試圖用非磁性材 料去填充磁圖形之間的凹槽，以便使介質(zhì)表面平坦化，從而確保磁頭的飛 行穩(wěn)定性。
通常，建議j吏用下述方法來提供具有平坦表面的DTR介質(zhì)，即用非 磁性材料填充磁圖形之間的凹槽。例如，在一種已知的方法中，通過兩級(jí) 偏置濺射，用非磁性材料填充磁圖形之間的凹槽以提供具有平坦表面的DTR介質(zhì)(參見日本專利No. 3,686,067)。
KV四，個(gè)及"力八ff、J呵九5古^恭日力，3 1Slii/l^且W^射開J與戶》茲'『生對(duì)種-具無 磁圖形之間的凹槽時(shí)，基底偏置所導(dǎo)致的溫度升高會(huì)使磁記錄介質(zhì)變差或 受到影響。另外也發(fā)現(xiàn)，在處理期間，偏置濺射會(huì)產(chǎn)生灰塵，這些灰塵會(huì) 粘在介質(zhì)表面上，從而易于導(dǎo)致磁頭的碰撞。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于包括
形成在基底上的凸起的磁圖形；以及填充在各所述磁圖形之間的凹陷處并 由含有Ni或Cu以及含有從Ta、 Nb、 Ti、 Zr、 Hf、 Cr、 Mo和Ag中選 出來的兩種或兩種以上金屬的多元素非晶合金構(gòu)成的非磁性材料。根據(jù)本 發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種磁記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于包括 在基底上形成凸起的磁圖形；用含有M或Cu以及含有從Ta、 Nb、 Ti、 Zr、 Hf、 Cr、 Mo和Ag中選出來的兩種或兩種以上金屬的多元素非晶合 金所構(gòu)成的非磁性材料來填充各所述磁圖形之間的凹陷；以及回蝕所述非 磁性材料。


圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的DTR介質(zhì)沿著圓周方向的平面圖； 圖2A到2J是剖面圖，顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的DTR介質(zhì) 的制造方法；
圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的磁記錄裝置的透視圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖來描述本發(fā)明所述的各種實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的DTR介質(zhì)沿著圓周方向的平面圖。 如圖l所述，沿著DTR介質(zhì)1的圓周方向交替形成伺服區(qū)2和數(shù)據(jù)區(qū)3。 伺服區(qū)2包括前導(dǎo)碼部分21、地址部分22、以及脈沖部分23。數(shù)據(jù)區(qū)3包括離散磁道31。
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制造方法。
在玻璃基底51上相繼形成由CoZrNb構(gòu)成的厚度為120 nm的軟磁性 襯層、由Ru構(gòu)成的厚度為20 nm的用于取向控制的層、由CoCrPt-Si02 構(gòu)成的厚度為20 nm的鐵磁層52、以及由碳(C )構(gòu)成的厚度為4 nm的 保護(hù)層53。為了簡(jiǎn)化圖示，沒有顯示所述軟磁性襯層和所述取向控制層。 在保護(hù)層53上通過旋涂法形成厚度為100 nm的旋涂玻璃(SOG )作為抗 蝕劑54。使壓模61面對(duì)抗蝕劑54。壓模61上的凸起和凹陷圖形是圖1 所示的磁圖形的反轉(zhuǎn)(參見圖2A)。
進(jìn)行壓印，利用壓才莫61在抗蝕劑54中形成與壓才莫61上的凹陷相對(duì)應(yīng) 的凸起54a (圖2B)。
進(jìn)行刻蝕，利用ICP (電感耦合等離子體)刻蝕設(shè)備去掉留在被構(gòu)圖 抗蝕劑54上的凹陷底部處的抗蝕劑殘留物。該處理的條件為例如，使用 CF4作為處理氣體，將腔壓設(shè)置為2 mTorr，將線圏FRO功率和壓盤FRO 功率分別設(shè)置為100 W,將刻蝕時(shí)間設(shè)置為30秒(圖2C )。
利用未被刻蝕的抗蝕劑閨形(SOG)作為刻蝕掩膜進(jìn)行離子銑削，利 用ECRU (電子回旋共振)離子槍刻蝕厚度為4 nm的保護(hù)層53和厚度為 20 nm的鐵J茲層52 (圖2D )。該處理的條件為例如，利用Ar作為處理 氣體，將微波功率設(shè)置為800 W，將加速電壓設(shè)置為500 V，并將刻蝕時(shí) 間設(shè)置為3分鐘。
然后，利用RIE i殳備剝離抗蝕劑圖形(SOG)(圖2E)。該處理的 條件為例如，使用CF4作為處理氣體，將腔壓設(shè)置為100 mTorr，將功 率設(shè)置為400 W。
接著，在不施加基底偏壓的情況下，通過高壓濺射沉積厚度為50 nm 的多元素非晶合金作為非磁性材料55以填充各磁圖形之間的凹陷(圖2F )。 該處理的條件為使用HAD的濺射設(shè)備，將Ar壓強(qiáng)設(shè)置為1到10Pa(例 如，高達(dá)7Pa)，將功率i殳置為例如500 W，不施加基底偏壓。高壓濺射有利于用非磁性材料填充凹陷而又沒有缺陷，因?yàn)闉R射顆粒從各個(gè)方向進(jìn)
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構(gòu)成非磁性材料55的多元素非晶合金并沒有具體限制，只要它是含有 Ni或Cu以及從Ta、 Nb、 Ti、 Zr、 Hf、 Cr、 Mo和Ag中選出來的兩種或 兩種以上金屬的三元或三元以上的非晶合金即可，其中這些組分元素的原 子大小的差異在12%或12%以上。這種多元素非晶合金很難晶化，即使將 其升溫也是如此。這種多元素非晶合金具有優(yōu)異的填充凹陷的特性，并具 有合適的硬度。所述多元素非晶合金的現(xiàn)變優(yōu)選為大于等于5.5Gap,小于 等于20 Gap。
所述多元素非晶合金的具體例子用下面的式子來表示 Ni100_a-b-c-dTaaNbbTicHfd ，
其中，0at%<a<40at%, 5 at% <b <40 at%， 0 at% < c < 40 at%， 以及0at。/?！磀〈30at。/。，以及 Cu跳xy (Hafez)xTiy，
其中，5at%<x<60at%，以及0 at%《y《50 at%。 更具體的例子包括Ni基非晶合金(諸如Ni6()Nb25Ti15和 Ni60Nb20Ti12.5Hf7.5 )以及Cu基非晶合金(諸如Cu6oHfjsZnoTi,5)。此夕卜， 還可以使用Nincompoop等。多元素非晶合金的厚度優(yōu)選為30 nm到100 nm。如果多元素非晶合金的厚度太小，隨后的處理會(huì)損傷鐵磁層，這不是 優(yōu)選的。在圖2F這個(gè)階段，所述介質(zhì)的表面是不平坦的，但圖形間隔變 窄了。
然后對(duì)多元素非晶合金構(gòu)成的非磁性材料55進(jìn)行回蝕(圖2G)。該 處理的條件為使用ECRU離子槍，將Ar壓強(qiáng)設(shè)置為3到4Pa，將微波 功率設(shè)置為800 W,將加速電壓設(shè)置為500V,用Ar離子刻蝕1分鐘。在 這樣的條件下，非磁性材料55被刻蝕掉約10 nm。于是，非磁性材料55 上的凹陷深度減小了，并且表面粗糙度也降低了。這個(gè)處理過程用來通過 非磁性材料55的回蝕來修飾表面，因此，ECRU離子槍的條件(諸如處理 時(shí)間)不是非常重要的參數(shù)。離子照射時(shí)間越長(zhǎng)，降低表面粗糙度并減小凹陷深度的效果就越大，但需要在圖2F所示的非磁性材料55的填充過程
所述處理氣體不只是限于Ar，可以使用Ar和氧氣的混合氣體。當(dāng)使 用Ar和氧氣的混合氣體時(shí)，與單使用Ar的情形相比，降低表面粗糙度的 效果稍遜，但減小凹陷深度的效果得到了改進(jìn)。
隨后，在不施加基底偏壓的情況下在非磁性材料55上再次沉積多元素 非晶合金，作為非磁性材料56 (圖2H)。于是，非磁性材料56的表面粗 糙度就實(shí)質(zhì)性地降低了。
進(jìn)一步，利用ECRU離子槍進(jìn)行離子銑削，以便對(duì)非磁性材料56和 55進(jìn)行回蝕(圖21)。該處理的條件為使用Ar作為處理氣體，將微波 功率i殳置為800 W，將加速電壓i殳置為700 V，刻蝕時(shí)間為5分鐘。利用 四^b^"i普4義(quadruple mass spectrometer, Q-MASS )，當(dāng)探測(cè)到纟失磁層 中所含的Co時(shí)就可以確定回蝕終點(diǎn)。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例所述的方法 中，不能精確地判斷在圖2G所示的第一次回蝕處理中非磁性材料55被刻 蝕了多少。因此，如果在這個(gè)處理中基于時(shí)間來控制回蝕的話，那么，回 蝕終點(diǎn)的精確性就變得較差。因此，通過利用Q-MASS或其它刻蝕終點(diǎn)探 測(cè)器(例如，二次離子質(zhì)語，SIMS)來探測(cè)回蝕的終點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)非常精 確的回蝕。
增加所述非磁性材料的沉積和回蝕的重復(fù)次數(shù)可以使表面平坦化并使 表面粗糙度降低。
最后，通過CVD (化學(xué)氣相沉積)來沉積碳(C)以形成保護(hù)層57 (圖2J)。此外，在保護(hù)膜57上施加潤(rùn)滑層，從而提供DTR介質(zhì)。 下面將描述本發(fā)明的所述實(shí)施例中要使用的優(yōu)選材料。 <基底>
作為基底，可以使用例如玻璃基底、Al基合金基底、陶瓷基底、碳基 底或具有氧化物表面的Si單晶基底。作為玻璃基底，可以使用非晶玻璃或 晶化玻璃。非晶玻璃的例子包括普通的鈉鈣玻璃和硅鋁酸鹽玻璃。晶化玻 璃的例子包括鋰基晶化玻璃。陶瓷基底的例子包括普通的氧化鋁、氮化鋁或含有氮化硅作為主成分的燒結(jié)體以及這些材料的纖維增強(qiáng)材料。作為基 r r i Aton^/r L:;J"'A^接廿i5ri:-lt/iw接廿t r 1__UA Aii 4": ^ AiJt4丄、、t "加
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些基底。
<軟磁性襯層>
軟磁性襯層(SUL )提供磁頭的 一部分功能，使單極磁頭所發(fā)出的用 于磁化垂直磁記錄層的記錄磁場(chǎng)在水平方向上通過并使該磁場(chǎng)回到磁頭側(cè) 面，并在所述記錄層上施加一個(gè)陡峭而又足夠大的垂直磁場(chǎng)，從而提高讀 寫效率。對(duì)于軟磁性襯層來說，可以使用含有Fe、 Ni或Co的材料。這種 材料的例子包括FeCo基合金(諸如FeCo和FeCoV) ， FeNi基合金(諸 如FeNi、 FeNiMo、 FeNiCr和FeNiSi) ， FeAI基合金和FeSi基合金(諸 如FeAl、 FeAlSi、 FeAlSiCr、 FeAlSiTiRu和FeAlO ) ， FeTa基合金(諸 如FeTa、 FeTaC和FeTaN )，以及FeZr基合金(諸如FeZrN )。也可 以使用具有微晶結(jié)構(gòu)(諸如含F(xiàn)e量在60 at。/。或60 at。/。以上的FeAlO、 FeMgO、 FeTaN和FeZrN)或顆粒結(jié)構(gòu)(其中細(xì)小的晶粒^t在基體中) 的材料。作為用于軟磁性村層的其它材料，也可以使用含有Co以及含有 Zr、 Hf、 Nb、 Ta、 Ti和Y中的至少一種元素的Co合金。這種Co合金優(yōu) 選包含80 at。/o或80 at。/。以上的Co。在這種Co合金的情形中，通過賊射 進(jìn)行沉積時(shí)很容易形成非晶層。由于非晶軟磁性材料沒有晶體各向異性、 晶體缺陷和顆粒邊界，所以，它具有優(yōu)良的軟磁性，并能夠減小介質(zhì)噪聲。 非晶軟磁性材料的優(yōu)選例子包括CoZr基、CoZrNb基和CoZrTa基合金。
在所述軟i茲性襯層之下還可以形成一個(gè)襯層，以提高所述軟磁性襯層 的結(jié)晶度(crystallinity )或提高所述軟磁性襯層與基底的附著力。作為這 種襯層的材料，可以使用Ti、 Ta、 W、 Cr、 Pt、以及包含這些金屬的合金 或這些金屬的氧化物或氮化物。在所述軟磁性襯層和所述記錄層之間可以 形成由非磁性材料構(gòu)成的中間層。所述中間層具有兩個(gè)功能，即，切斷所 述軟磁性襯層和所述記錄層之間的交換耦合相互作用的功能以及控制所述 記錄層的結(jié)晶度的功能。作為所述中間層的材料，可以使用Ru、 Pt、 Pd、 W、 Ti、 Ta、 Cr、 Si、以及包含這些金屬的合金或這些金屬的氧化物或氮化物。
為了防止尖銳噪聲，可以將所述軟i茲性襯層分為多層，在其之間插入
厚度為0.5 nm到1.5 nm的Ru層，以獲得反鐵磁耦合。另夕卜，軟磁層可以 與由反鐵磁膜(諸如IrMn和PtMn )或者具有縱向各向異性的硬磁膜(諸 如CoCrPt、 SmCo或FePt)構(gòu)成的釘扎層發(fā)生交換耦合。在Ru層之下和 之上可以提供磁性膜(諸如Co)和非磁性膜(諸如Pt)以控制交換耦合 力。
<鐵磁層〉
對(duì)于垂直磁記錄層來說，優(yōu)選使用含有Co作為主要成分，并至少含 有Pt以及含有一種氧化物的材料。需要的話，所述垂直磁記錄層可以包含 Cr。作為氧化物，特別優(yōu)選使用硅的氧化物或鈦的氧化物。所述垂直磁記 錄層優(yōu)選具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，磁性顆粒(即，具有磁性的晶體顆粒) ^在該層中。所述磁性顆粒優(yōu)選具有柱狀結(jié)構(gòu)，在厚度方向上穿透所述 垂直磁記錄層。這樣一種結(jié)構(gòu)的形成提高了所述垂直磁記錄層中的磁性顆 粒的取向和結(jié)晶度，結(jié)果，可以給出適合于高密度記錄的信噪比(SNR)。 所含氧化物的量對(duì)于提供這樣一種結(jié)構(gòu)來說是很重要的。
基于Co、 Cr和Pt的總量，垂直磁記錄層中的氧化物的含量?jī)?yōu)選大于 等于3 mol。/。并小于等于12 mol%，更優(yōu)選的是大于等于5 mol。/。并小于等 于10 mol%。垂直磁記錄層中的氧化物的含量之所以優(yōu)選在上述范圍中的 原因是，當(dāng)形成垂直磁記錄層時(shí)，所述氧化物在磁性顆粒周圍沉淀，能夠 隔離細(xì)小的磁性顆粒。如果所述氧化物含量超過了上述范圍，那么，這些 氧化物就會(huì)留在磁性顆粒內(nèi)并有損磁性顆粒的取向和結(jié)晶度。此外，所述 氧化物沉淀在磁性顆粒的上下部分，會(huì)產(chǎn)生一種不希望的結(jié)果，即，不能 形成磁性顆粒在厚度方向上穿透垂直磁記錄層的柱狀結(jié)構(gòu)。所述氧化物的 含量低于上述范圍也是不希望的，因?yàn)?，這樣不能充分地隔離細(xì)小的磁性 顆粒，導(dǎo)致在再現(xiàn)信息時(shí)使噪聲增加，從而不能提供適合于高密度記錄的 信噪比(SNR)。
垂直/F茲記錄層中的Cr的含量?jī)?yōu)選大于等于0 at。/。并小于等于16 at%，更優(yōu)選的是大于等于10 at。/。并小于等于14 at%。 Cr的含量之所以優(yōu)選在 上述范圍中的原因是，這樣不至于太多地減小磁性顆粒的單軸晶體磁性各 向異性常數(shù)Ku，并保持很高的磁化，于是就能獲得適合于高密度記錄的讀 寫特性和充分的熱漲落特性。Cr含量超過上述范圍是不希望的，因?yàn)榇判?顆粒的Ku會(huì)降低，于是熱漲落特性會(huì)變差，并且磁性顆粒的結(jié)晶度和取 向會(huì)受損，導(dǎo)致讀寫特性變差。
垂直磁記錄層中的Pt的含量?jī)?yōu)選大于等于10 at。/。并小于等于25 at%。 Pt的含量之所以優(yōu)選在上述范圍中的原因是，這樣可以提供垂直磁 記錄層所要求的Ku值，并且，改善磁性顆粒的結(jié)晶度和取向，結(jié)果，可 以提供適合于高密度記錄的熱漲落特性和讀寫特性。Pt含量超過上述范圍 是不希望的，因?yàn)?，這樣會(huì)在磁性顆粒中形成具有fcc結(jié)構(gòu)的層，并且有 可能使結(jié)晶度和取向受損。Pt含量低于上述范圍也是不希望的，因?yàn)?，這 樣不能提供適合于高密度記錄的熱漲落特性所要求的Kii值。
除了 Co、 Cr、 Pt以及氧化物外，垂直磁記錄層還可以包含從B、 Ta、 Mo、 Cu、 Nd、 W、 Nb、 Sm、 Tb、 Ru和Re中選出來的一種或多種元素。 當(dāng)含有上述元素時(shí)，可以促進(jìn)細(xì)小磁性顆粒的形成，或者說可以改進(jìn)結(jié)晶 度和取向并提供適合于高密度記錄的讀寫特性和熱漲落特性。上述元素的 總含量?jī)?yōu)選小于等于8 at%。所述含量超過8 at。/。是不希望的，因?yàn)椋?磁性顆粒內(nèi)會(huì)形成不是hcp相的其他相，并且會(huì)干擾磁性顆粒的結(jié)晶度和 取向，于是，不能提供適合于高密度記錄的讀寫特性和熱漲落特性。
作為垂直磁記錄層，可以使用CoPt基合金、CoCr基合金、CoPtCr 基合金、CoPtO、 CoPtCrO、 CoPtSi、 CoPtCrSi、由Co層和含有從Pt、 Pd、 Rh以及Ru中選出來的至少一種元素的合金層構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)、通過 在這些層中添加Cr、 B或O而獲得的材料(例如，CoCr/PtCr、 CoB/PdB 和CoO/RhO)。
垂直磁記錄層的厚度優(yōu)選為5到60 nm,更優(yōu)選的是10到40 nm。當(dāng) 所述厚度在這個(gè)范圍中時(shí)，能夠制造出適合于較高記錄密度的磁記錄裝置。 如果垂直磁記錄層的厚度小于5iim，那么，讀輸出信號(hào)就太低了，而噪聲成分則趨于變得更高。如果垂直磁記錄層的厚度大于40 rnn,那么，讀輸 出信號(hào)就太高了，而波形就趨于失真。垂直磁記錄層的矯頑力優(yōu)選大于等 于237000 A/m ( 3000 Oe )。如果所述矯頑力小于237000 A/m ( 3000 Oe ), 那么，抗熱漲落性(thermal fluctuation resistance)就趨于變差。垂直磁記錄 層的垂直方向上的剩磁比(perpendicular squareness )優(yōu)選大于等于0.8。 如果垂直方向上的剩磁比小于0.8，那么，抗熱漲落性傾向于變差。 <保護(hù)層>
保護(hù)層用來防止垂直磁記錄層受到腐蝕，也用來防止磁頭與介質(zhì)相接 觸時(shí)介質(zhì)表面受到損傷。保護(hù)層材料的例子包括那些包含C、 Si02或Zr02 的材料。保護(hù)層的厚度優(yōu)選為1到10 nm。這個(gè)厚度對(duì)于高密度記錄是優(yōu) 選的，因?yàn)椋梢詼p小磁頭和介質(zhì)之間的距離。碳可以分為具有spZ鍵的 碳(石墨)和具有sp"鍵的碳(金剛石)。盡管具有spS鍵的碳在耐用性和 抗腐蝕性方面比石墨強(qiáng)，但它在表面平滑性方面比石墨差，因?yàn)樗蔷w 材料。通常，利用石墨靶通過濺射來沉積碳。在這種方法中，形成了具有 sp"鍵的碳和具有spS鍵的碳相混合的非晶碳。具有sp"鍵的碳比例更大的 碳被稱作類金剛石碳(DLC)。因?yàn)镈LC是非晶態(tài)，所以DLC在耐用性 和抗腐蝕性方面以及在表面平滑性方面都比較優(yōu)越，故被用于磁記錄介質(zhì) 作為表面保護(hù)層。由CVD (化學(xué)氣相沉積)進(jìn)行的DLC沉積通過在等離 子體中激發(fā)和分解原始?xì)怏w并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生DLC，于是，通過調(diào)節(jié) 條件可以形成sp"鍵的碳的含量更多的DLC。
下面將描述在本發(fā)明的各實(shí)施例中每個(gè)處理過程的優(yōu)選制造條件。
<壓印>
通過旋涂法在基底表面上形成一層抗蝕劑，然后將壓才莫壓在抗蝕劑上， 從而將壓模上的圖形轉(zhuǎn)印到抗蝕劑上。作為抗蝕劑，可以使用例如一般的 novolak型光刻膠或旋涂玻璃(SOG )。使壓模的表面面對(duì)基底上的抗蝕 劑，其中，在所述壓模的表面上形成有與伺服信息和記錄磁道相對(duì)應(yīng)的凸 起和凹陷圖形。在這個(gè)處理過程中，將壓模、基底、和一個(gè)緩沖層置于模 具(die set)的下平板上，使其夾在所述模具的下平板和上平板之間，并在2000 bar的壓強(qiáng)下對(duì)其加壓例如60秒。通過壓印而在抗蝕劑上所形成 的圖形的凸起高度為例如60到70 nm。使上述狀態(tài)保持約60秒，以便使 要被擠走的抗蝕劑被轉(zhuǎn)移走。在這種情形中，如果將含氟剝離劑加在壓模 上，那么，就可以令人滿意地將壓模從抗蝕劑上剝離。 <去掉抗蝕劑殘留物>
通過RIE (反應(yīng)離子刻蝕)去掉留在抗蝕劑上的凹陷底部處的未#^分 解的抗蝕劑殘留物。在這個(gè)過程中，使用與抗蝕劑材料相對(duì)應(yīng)的合適的處 理氣體。作為等離子體源，優(yōu)選使用能夠在低壓下產(chǎn)生高密度等離子體的 ICP (電感耦合等離子體)設(shè)備，但也可以使用ECRU (電子回旋共振) 等離子體或一般的平行板RIE設(shè)備。
<刻蝕4失石茲層>
在去掉抗蝕劑殘留物之后，利用所述抗蝕劑圖形作為刻蝕掩膜來處理 鐵磁層。為了處理鐵磁層，優(yōu)選使用Ar離子束(Ar離子銑削)來進(jìn)行刻 蝕?？梢允褂肅l氣或使用CO和NH3的混合氣體通過RIE來進(jìn)行這個(gè)處 理。在使用CO和NBb的混合氣體進(jìn)行RIE的情形中，使用由Ti、 Ta或 W制成的硬掩膜作為刻蝕掩膜。當(dāng)使用RIE時(shí)，凸出的磁圖形的側(cè)壁;f艮少 形成楔形形狀。在利用能夠刻蝕任何材料的Ar離子銑削來處理鐵磁層的 過程中，如果在下列條件下進(jìn)行刻蝕，例如，加速電壓被設(shè)置為400 V并 且離子的入射角在30。到70。之間變化，那么，凸出的磁圖形的側(cè)壁;f艮少 形成楔形形狀。在使用ECRU離子槍進(jìn)行銑削的過程中，如果在靜態(tài)正對(duì) 配置(static opposition arrangement)(離子的入射角為90° )下進(jìn)4亍刻 蝕，那么，凸出的磁圖形的側(cè)壁很少形成楔形形狀。
<抗蝕劑的剝離>
在刻蝕了鐵》茲層之后，將抗蝕劑剝離。當(dāng)使用一般的光刻膠作為抗蝕 劑時(shí)，利用氧等離子體處理能夠很容易地將其去掉。具體地，利用氧灰化 設(shè)備(oxygen ashing apparatus )在腔壓為1 Torr、功率為400 W以及處 理時(shí)間為5分鐘這樣的條件下來剝離所述光刻膠。當(dāng)使用SOG作為抗蝕 劑時(shí)，使用含氟氣體通過RIE剝離SOG。 CF4或SF6作為含氟氣體是合適的。注意，優(yōu)選用水進(jìn)行清洗，因?yàn)楹鷼怏w與大氣中的水汽反應(yīng)可以產(chǎn)
生諸如HF和H2S04等酸。 <回蝕非磁性材料>
進(jìn)行非磁性材料的回蝕，直到露出鐵磁膜(或鐵磁膜上的碳保護(hù)膜) 為止。優(yōu)選用Ar離子銑削或用ECRU離子槍刻蝕來進(jìn)行這個(gè)回蝕處理。 <沉積^床護(hù)層以及后處理>
在回蝕之后，沉積碳保護(hù)層?？梢杂肅VD、濺射或真空蒸發(fā)來沉積碳 保護(hù)層。CVD產(chǎn)生DLC膜，其中含有大量具有spS鍵的碳。厚度小于2 nm 的碳保護(hù)層不是優(yōu)選的，因?yàn)樗荒墚a(chǎn)生令人滿意的覆蓋。而厚度超過IO nm的碳保護(hù)層也不是優(yōu)選的，因?yàn)樗黾恿俗x寫頭與介質(zhì)之間的磁間隔， 導(dǎo)致SNR的減小。在保護(hù)層的表面施加一層潤(rùn)滑劑。作為潤(rùn)滑劑，可以使 用例如全氟聚醚(perfluoropolyether)、乙醇氟化物(fluorinated alcohol)、 以及欺酸氟化物(fluorinated carboxylic acid )等。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例所述的磁記錄裝置(硬盤驅(qū)動(dòng)器)的 透視圖。所述磁記錄裝置包括被置于底座70中的前述磁記錄介質(zhì)(DTR 介質(zhì))71、用來使磁記錄介質(zhì)71轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸電動(dòng)機(jī)72、裝有磁頭的磁頭 滑塊76、包括致動(dòng)器臂74以及用來支撐磁頭滑塊76的懸架75的磁頭懸 架組件、以及作為所述磁頭懸架組件的致動(dòng)器的音圏馬達(dá)(VCM) 77。
主軸電動(dòng)機(jī)72使f茲記錄介質(zhì)71轉(zhuǎn)動(dòng)。包含寫頭和讀頭的磁頭集成在 磁頭滑塊76中。致動(dòng)器臂74安裝在心軸73上，能夠轉(zhuǎn)動(dòng)。懸架75附著 在致動(dòng)器臂74的一端上。通過設(shè)置在懸架75上的一個(gè)萬向節(jié)對(duì)磁頭滑塊 76進(jìn)行彈性支撐。音圏馬達(dá)(VCM) 77設(shè)置于致動(dòng)器臂74的另一端。音 圏馬達(dá)(VCM) 77產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，4吏致動(dòng)器臂74繞著心軸73轉(zhuǎn)動(dòng)，并 使在飛行狀態(tài)中的磁頭定位在磁記錄介質(zhì)71的任意的徑向位置的上方。
例子
例1
利用壓模，按圖2A到2J所示的方法來制造DTR介質(zhì)，其中，所述 壓模上形成有如圖1所示的伺服圖形(前導(dǎo)碼、地址、脈沖)和記錄磁道的凸起和凹陷圖形。具體地，在非磁性材料55的填充過程中(圖2F)， 在高壓(7.0 Pa )下沉積厚度為50 nm的]\16(^1)251115膜作為多元素非晶合 金。在回蝕過程中(圖2G)，利用ECRU離子槍，在800W微波功率和 500V加速電壓下，施加Ar離子l分鐘。這些過程重復(fù)進(jìn)行5次。
在這個(gè)階段，用原子力顯微鏡(AFM)來測(cè)量介質(zhì)的表面。結(jié)果是， Ra為1.478 nm， 顯示出平滑的表面。磁道間距證實(shí)為190 nm,凹陷深度 約為5nm，對(duì)表面進(jìn)行了成功的平坦化。
因此，利用多元素非晶合金作為所述非^P茲性材料，通過約5次的重復(fù) 可以產(chǎn)生良好的平坦度，并且能夠減少處理的重復(fù)次數(shù)。
對(duì)照例1
除了使用Ni5oAls。作為所述非磁性材料外，DTR介質(zhì)的制造方式與例 1中的相同。
當(dāng)使用AFM測(cè)量介質(zhì)的表面時(shí)，Ra為2.42nm,顯示了粗糙的表面。 在地址圖形的間隔很寬的某個(gè)部分中，凹槽的深度大到了 15 nm。在表面 上觀察到了像晶粒一樣的顆粒。發(fā)現(xiàn)，如果使用晶體合金材料作為所述非 磁性材料，那么，對(duì)所述晶體合金的刻蝕會(huì)受到晶體取向的影響，這不適 合于表面平坦化。
例2
除了所述非磁性材料的填充過程和回蝕過程重復(fù)了 96次之外，DTR 介質(zhì)的制造方式與例1中的相同。就是說，在非磁性材料55的填充過程中 (圖2F),在高壓(7.0 Pa)下沉積厚度為50 nm的^60]\1)251^5膜。在 回蝕過程中(圖2G)，利用ECRU離子槍，在800 W微波功率和500 V 加速電壓下，施加Ar離子l分鐘。這些過程重復(fù)進(jìn)行96次。
在這個(gè)階段，用AFM來測(cè)量介質(zhì)的表面。結(jié)果是，證實(shí)形成了非常 平滑的表面。在滑行測(cè)試(glide test)中，觀察到了噪聲，但沒有觀察到 由缺陷所導(dǎo)致的信號(hào)峰。用激光多普勒振動(dòng)計(jì)(laser Dopplervibrometer， LDV)來測(cè)量磁頭飛行高度。結(jié)果是，沒有觀察到磁頭的下降。如果在所 ii^面上有深度為10nm的凹陷，那么磁頭下降約為l.Onm?？紤]到這個(gè)事實(shí)，由于沒有磁頭下降，所以，可以認(rèn)為該表面是非常平滑的。填充所 述非磁性材料所需要的重復(fù)次數(shù)取決于圖形間距，當(dāng)所述間距較小時(shí)，重 復(fù)次數(shù)可以減少。
例3
利用壓模，按圖2A到2J所示的方法來制造DTR介質(zhì)，其中，所述 壓模上形成有如圖l所示的伺服圖形(前導(dǎo)碼、地址、脈沖)和記錄磁道 的凸起和凹陷圖形。具體地，在非磁性材料55的填充過程中(圖2F), 在高壓(7.0 Pa )下沉積厚度為50 nm的MNbTiHf膜作為多元素非晶合金。 在回蝕過程中(圖2G )，利用ECRU離子槍，在800 W微波功率和500 V 加速電壓下施加Ar離子1分鐘。這些過程重復(fù)進(jìn)行多次。
在這個(gè)階段，用原子力顯微鏡(AFM)來測(cè)量介質(zhì)的表面。結(jié)果發(fā)現(xiàn)， 和例1 一樣，Ra很小。
用來填充各磁圖形之間的凹陷的非磁性材料優(yōu)選是含有Ni或Co以及 含有從Ta、 Nb、 Ti、 Zr、 Hf、 Cr、 Mo和Ag中選出來的兩種或多種金屬 的多元素非晶合金。
用納米硬度計(jì)(nano-indenter)來測(cè)量各種多元素非晶合金的硬度。 結(jié)果如下。
Ni60Nb25Ti15: 8.5 GPa
Ni60Nb20Ti12Hf8: 8.3 GPa
Ni60Nb20Ti15Hf5: 8.1 GPa
Cu60Hf15Zr10Ti15: 7.8 GPa
對(duì)照例2
除了使用Si02作為所述非磁性材料之夕卜，DTR介質(zhì)的制造方式與例1 中的相同。
當(dāng)使用飛行磁頭來評(píng)估所得到的DTR介質(zhì)時(shí)，在數(shù)分鐘之內(nèi)發(fā)生了 磁頭的碰撞，并且DTR介質(zhì)受到損傷。用納米硬度計(jì)所測(cè)得的Si02的硬 度低達(dá)5.5 GPa。
此外，除了使用硬度較高的碳(硬度20GPa)作為所述非磁性材料之外，DTR介質(zhì)的制造方式與例1中的相同。
當(dāng)4吏用飛行磁頭來評(píng)估所得到的DTR介質(zhì)時(shí)，磁頭下降為0.8 nm并 且磁頭的飛行是不穩(wěn)定的。it^明碳作為所述非磁性材料其填充性能不好。 當(dāng)使用碳作為所述非磁性材料時(shí)，為了充分地使表面平坦化，需要幾十次 到數(shù)百次地重復(fù)那些過程。
本領(lǐng)域中的技術(shù)人員會(huì)容易地發(fā)現(xiàn)其它的優(yōu)點(diǎn)和修正。所以，本發(fā)明
實(shí)施例。因此，可以做出各種修正而不偏離由附屬權(quán)利要求書及其等價(jià)說 法所定義的一般性的發(fā)明性概念的精神或范圍。
權(quán)利要求
1.一種磁記錄介質(zhì)，包括形成在基底上的凸起的磁圖形；以及填充在各所述磁圖形之間的凹陷處并由含有Ni或Cu以及含有從Ta、Nb、Ti、Zr、Hf、Cr、Mo和Ag中選出來的兩種或兩種以上金屬的多元素非晶合金構(gòu)成的非磁性材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述多元素非晶合金的 硬度大于等于5.5 GPa，而小于等于20GPa。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的磁記錄介質(zhì)，其中，所述多元素非晶合金由 下面的式子表示Ni100—a-b-c-dTaaNbbTicHfd ，其中，0at%<a《40at%， 5 at%《b《40 at%, 0 at%《c《40 at%， 以及0at。/?！磀〈30at0/。，或者 Cu駒-y(Hf+Zr)xTiy，其中，5at%<x<60at%，以及0 at%《y《50 at%。
4. 一種^f茲記錄介質(zhì)的制造方法，包括 在基底上形成凸起的磁圖形；用含有Ni或Cu以及含有從Ta、 Nb、 Ti、 Zr、 Hf、 Cr、 Mo和Ag 中選出來的兩種或兩種以上金屬的多元素非晶合金所構(gòu)成的非磁性材料來填充各所述磁圖形之間的凹陷；以及 回蝕所述非磁性材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，重復(fù)進(jìn)行所述非磁性材料的填充和所述非磁性材料的回蝕。
6. —種磁記錄裝置，包括 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁記錄介質(zhì)； 寸吏所述》茲記錄介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)的主軸電動(dòng)機(jī)； 致動(dòng)器；由所述致動(dòng)器所驅(qū)動(dòng)的致動(dòng)器臂；以及設(shè)置有讀寫頭并由所述致動(dòng)器臂進(jìn)行支撐的磁頭滑塊，該磁頭滑塊被 支撐為處于在所述^f茲記錄介質(zhì)的上方飛行的狀態(tài)。
全文摘要
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種磁記錄介質(zhì)包括形成在基底上的凸起的磁圖形；以及填充在所述磁圖形之間的凹陷處并由含有Ni或Cu以及含有從Ta、Nb、Ti、Zr、Hf、Cr、Mo和Ag中選出來的兩種或兩種以上金屬的多元素非晶合金構(gòu)成的非磁性材料。
文檔編號(hào)G11B5/65GK101542602SQ20088000066
公開日2009年9月23日 申請(qǐng)日期2008年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月28日
發(fā)明者木村香里, 櫻井正敏, 湯澤亞希子, 白鳥聰志, 鐮田芳幸, 鬼塚剛 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝