专利名称：磁记录介质的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁记录介质，更具体地是涉及一种具有能有效防止磁头和磁记录介质之间静摩擦的表面结构的磁记录介质。
背景技术：
磁记录介质，例如硬盘，通过诸如对形成磁记录层的磁性粒子的精细化造粒、变换材料以及精细化磁头加工这样的改良技术，在面密度方面已经得到显著改善。在未来，在面密度上有待进一步改善。然而，到目前为止所采用的改良的技术由于磁头加工的限制和磁场的分布的原因引出了例如侧干扰(side fringe)、串扰等问题。因此，采用背景技术中的方法改进面密度达到了极限。
作为针对该问题的一个解决方案，即，一种能够提高磁记录介质面密度的技术，已经提出了一种离散磁道型(discrete track type)磁记录介质(例如，参见JP-B-5-22291/(1993)或JP-A-9-97419/(1997))。一种典型的离散磁道型磁记录介质具有一个形成有同心磁道图案的磁记录层，和一个填充到相邻磁道之间的凹入部分的非磁性层，使得在磁道方向连续延伸并且使得同心磁道图案彼此分隔。
例如，专利文献JP-B-5-22291公开了这种离散磁道型磁记录介质的一种模式，其中用于使同心磁道图案彼此分开的非磁性层在高于由同心磁道图案组成的磁记录层的厚度方向的上表面位置的地方形成为平坦表面。另外，专利文献JP-B-5-22291公开了另一种模式，其中非磁性层也形成在磁记录层上。还是在该模式中，如专利文献JP-B-5-22291所披露的，该用来使同心磁道图案彼此分隔的非磁性层在高于提供在磁记录层上的非磁性层厚度方向的上表面位置的地方形成平坦表面。另外，专利文献JP-B-5-22291公开了这种模式，其中非磁型层也形成在磁记录层上，其中被提供用来分隔同心磁道图案的作为平坦表面的非磁性层与形成在由同心磁道图案组成的磁记录层上的平坦表面的非磁性层在厚度方向具有相同的高度。
在这种离散磁道型磁记录介质的制造中，非磁性材料常常被填充到同心磁道图案形成的相邻磁道之间的凹入部分。因此磁记录介质的上表面制作的足够平坦以抑制磁头在磁记录介质上飞行时由于气流而导致的飞行中的波动。作为一种将非磁性材料填充到相邻磁道之间的凹入部分的方法，例如在半导体制造领域中使用的诸如溅射法的成膜技术被采用。然而，当使用该成膜技术时，非磁性材料不仅形成在磁道之间而且还形成在磁记录层的上表面上。因此，由于非磁性材料在磁记录层上形成一层，所以在磁记录介质的表面上形成巨大的水平差。
由于该巨大的水平差的存在，由气流导致在磁记录介质上飞行的磁头与磁记录层之间的间隙长度增加。因此，产生灵敏度降低，在磁记录介质上的磁头的飞行高度不稳定或者外来物质容易堆积的问题。因此希望将磁记录层的表面变平同时去除在磁记录层上形成层的非磁性材料。例如一种用于半导体制造领域的诸如CMP(化学机械抛光)的处理技术被用作平整方法。
然而，在专利文献JP-B-5-22291中公开的任何一种磁记录介质中，由非磁性材料制成的非磁性层的上表面是平坦表面。因此，在硬盘驱动器或类似装置中，存在由于气流而在磁记录介质上飞行的磁头容易被粘到(stuck)平坦表面的问题，因此磁头容易被压碎。另一方面，当前述的CMP方法或类似方法被用于平整磁记录介质的表面时，存在着磁头容易粘到磁记录介质上使得磁头易碎的问题。
另外，随着人们对增加面密度的需求，磁头的飞行高度应当不高于10nm。在这种情况下，磁头和磁记录介质彼此要间歇性的接触，也就是说，它们有时互相接触，有时不互相接触。在此状态下，当磁记录介质的表面太平滑时，存在的问题是由于与前述相同的原因，磁头和磁记录介质之间的摩擦增加以至于磁头易碎。
发明内容
本发明致力于解决前述问题。本发明的目的是提供一种具有能够有效阻止磁记录介质和磁头之间的静摩擦的表面结构的磁记录介质。
为了解决前述问题，本发明的磁记录介质至少包括盘衬底、以预定的凹凸图案形成于盘衬底上的磁记录层、以及形成在凹凸图案的凹入部分中的非磁性层。由非磁性材料制成的凸起形状形成在磁记录层或非磁性层上。该磁记录介质的特征在于，每个凸起形状的上表面的宽度小于磁记录层的凹凸图案的每个凸起部分的宽度或者小于非磁性层形成其中的每个凹入部分的宽度。
按照本发明，由非磁性材料制成的凸起形状形成在磁记录层上或者非磁性层上，每个凸起形状的上表面的宽度小于磁记录层的凹凸图案的每个凸起部分的宽度或者小于非磁性层形成处的每个凹入部分的宽度。因此，由于每个具有小的上表面宽度的凸起形状的存在，磁记录介质和其上的磁头之间的接触面积减小，使得磁头和磁记录介质之间的摩擦阻力的增加能够被抑制。因此防止了磁记录介质和在其上飞行的用于再现和记录磁记录信息的磁头之间的静摩擦，并且能够解决磁头被容易压碎的问题。另外，例如，与凸起形状由包含磁性材料的材料或类似材料制成的情况相比，由于凸起形状由非磁性材料形成，在记录/再现时记录/再现的进行不会产生噪声问题。
在本发明的磁记录介质中，每个凸起形状呈山形，其上部宽度小于其下部宽度。按照本发明，由于山形的凸起形状，每个凸起形状的上表面宽度(即每个凸起形状在高度方向上的上端部分的宽度)变小使得与磁头的接触面积变小。结果是，抑制磁记录介质和磁头之间的静摩擦的效果能够进一步提高。
在本发明的磁记录介质中，磁记录层上的凸起形状由至少与形成非磁性层相同的材料制成。按照本发明，由于在磁记录层上的凸起形状由至少与形成非磁性层相同的材料制成，凸起形状易于制造，同时与磁头之间的静摩擦被防止，使得由静摩擦导致的被压碎的问题能够以与前述结构相同的方式解决。另外，还能够防止记录/再现时的噪声问题。
在本发明的磁记录介质中，非磁性层上的凸起形状由至少与非磁性层相同的材料制成。按照本发明，凸起形状易于制造并且可以发挥与前述的说明类似的效果。
在本发明的磁记录介质中，当非磁性层上的凸起形状由至少与非磁性层相同的材料制成时，优选地是(1)每个凸起形状的高度方向的上顶端位置高于磁记录层厚度方向上表面位置，或(2)每个凸起形状的高度方向的上顶端位置与磁记录层厚度方向上表面位置基本上在同一水平面。按照本发明，由于在模式(1)或(2)中非磁性层上形成了小的凸起形状，在效果和操作上，可以与前述说明相同。也就是说，按照这些模式中任何一种模式的磁记录介质，磁记录介质和在其上飞行、与其断续接触的磁头之间的摩擦阻力的增加可以被抑制，从而可以防止磁头被粘在磁记录介质上。因此，可以防止磁头由于静摩擦而在磁记录介质上被压碎，因此硬盘驱动器或类似的装置能够被稳定地驱动。
在本发明的磁记录介质中，每个凸起形状是形成在非磁性层的每个单元的边界部分附近，磁记录层的单元相邻于非磁性层单元。还是在本发明中，由于凸起形状是形成在非磁性层的每个单元的边界部分附近，磁记录层的单元相邻于非磁性层单元，所以可以发挥与前述说明类似的效果。
在本发明的磁记录介质中，每个凸起形状的高度不小于0.2nm，并且不大于2nm。按照本发明，由于每个凸起形状的高度不小于0.2nm，并且不大于2nm，所以在能够防止磁记录介质和磁头之间的静摩擦同时能够抑制磁头飞行波动。
在本发明的磁记录介质中，磁记录层和非磁性层之间的边界部分具有凹槽类形状。按照本发明，由于凹槽类形状属于磁记录层和非磁性层之间的边界部分，磁记录介质和其上的磁头之间的接触面积充分地减小，使得磁头和磁记录介质之间的摩擦阻力的增加能够被抑制。
在本发明的磁记录介质中，每个凸起形状的高度和每个凹槽类形状的凹槽深度的和不小于0.2nm，并且凸起形状的高度不大于2nm。由于每个凸起形状的高度和每个凹槽类形状的凹槽深度的和不小于0.2nm，因此本发明有益于防止磁头粘到磁记录介质上。另外，由于每个凸起形状的高度不大于2nm，所以能够使磁头在磁记录介质上的飞行变得稳定。
顺便指出，在本说明书中，“在盘衬底上以预定的凹凸图案形成的磁记录层”意味着在盘衬底上分成具有预定图案的大量记录单元的磁记录层；局部分割但局部又是连接的磁记录层；例如在衬底的一部分上连续形成的螺旋形磁记录层的磁记录层；以及具有其中既形成凸起部分又形成凹入部分的凹凸图案的连续磁记录层。
如上文所述，按照本发明的磁记录介质，由于在磁记录层或非磁性层上形成有小的凸起形状的存在，磁记录介质和其上的磁头之间的接触面积减小，使得磁头和磁记录介质之间的摩擦阻力的增加能够被抑制。因此，磁记录介质和在其上飞行的用于记录/再现磁记录信息的磁头之间的静摩擦被防止。结果，解决了由于静摩擦而导致的磁头被压碎的问题。近来，这一作用在其中磁头的飞行高度低到10nm或更低以增加面密度的硬盘驱动器或类似装置中尤其有效。因此，硬盘驱动器或类似装置能够被稳定驱动。
另外，按照本发明的磁记录介质，凸起形状由非磁性材料形成。因此，例如，与凸起形状由包含磁性材料的材料形成的情况相比，进行记录/再现时不存在记录/再现时的噪声问题，同时凸起形状易于制造。
图1是表示本发明的磁记录介质的第一实施例的剖面示意图；图2是表示本发明的磁记录介质的第二实施例的剖面示意图；图3是表示本发明的磁记录介质的第三实施例的剖面示意图；图4是表示本发明的磁记录介质的第四实施例的剖面示意图；图5A-5C是表示本发明的磁记录介质的第五实施例的剖面示意图；图6A-6H是表示本发明的磁记录介质的制造过程的剖面示意图；图7A-7F是表示按照本发明的第一到第四实施例的磁记录介质的制造过程的剖面示意图；图8A-8G是表示按照本发明的第五实施例的磁记录介质的制造过程的剖面示意图；图9是表示在磁记录层、第一非磁性层、第二非磁性层的每一层的离子束入射角与每一层的刻蚀速率之间关系的实例的曲线图；图10是表示作为比较样品的磁记录介质的例子的剖面示意图；图11A-11E是对本发明的磁记录介质中的凸起形状和凹槽类形状的图解。
具体实施例方式
以下将详细描述本发明的磁记录介质。图1-4、5A-5C是表示本发明的磁记录介质的实例的剖面图。
(磁记录介质)本发明的磁记录介质包括仅用磁性来记录和再现信息的硬盘，软(注册商标)盘、磁带、等等。然而本发明的磁记录介质不局限于这些介质，还包括利用磁和光的磁-光记录介质例如MO(磁光)盘和利用磁和热的热辅助记录介质。
如图1-4、5A-5C所示，按照本发明的典型的磁记录介质是具有软磁性层的垂直记录型磁记录介质。该磁记录介质包括至少一个盘衬底1、一个以预定的凹凸图案形成于盘衬底1上的磁记录层5、以及一个形成在凹凸图案中的凹入部分的非磁性层6。更特别地，例如一个底层2、一个软磁性层3和一个定向层4依次层叠在盘衬底1上。另外，在定向层4上，以预定的凹凸图案形成一磁记录层5，非磁性层6形成在凹凸图案的凹入部分。另外，形成一个保护薄膜7和一个润滑薄膜8以覆盖磁记录层5和非磁性层6。
本发明的具有这种层叠结构的磁记录介质的特征在于，由非磁性材料制成的凸起形状12、22、32、42、52形成在磁记录层5或者非磁性层6上，每个凸起形状的上表面的宽度(W1或W2)小于磁记录层5的凹凸图案的每个凸起部分的宽度(W5)或者小于非磁性层6形成其中的每个凹入部分的宽度(W6)(后面将参照图11A-11E作详细描述)。
本发明的磁记录介质是这样一种磁记录介质(称之为PERM型)，其中具有依次层叠在盘衬底上的底层、软磁性层和定向层的层叠衬底包括凹陷和凸起，并且磁记录层沿着凹陷和凸起形成为一薄膜。下述的说明将主要针对具有软磁性层的垂直记录型磁记录介质。然而，本发明的磁记录介质也可以是纵向记录类型的磁记录介质或磁记录层沿着凹凸图案的凹陷和凸起形成薄膜的PERM类型的磁记录介质。
首先，对构成磁记录介质的每一层进行说明。
对盘衬底1的要求是极其平滑且没有起伏或类似物。因此，由于气流而导致的在磁记录介质上飞行的磁头可以低高度飞行。可优选玻璃衬底、镀NiP的Al-Mg合金衬底或类似物质作为盘衬底1。特别地，玻璃衬底表面粗糙度低，因此容易得到高的表面平滑度，并且其抗冲击性优良。因此，玻璃衬底1优选用于小尺寸磁记录介质。
底层2用于控制在其上形成的软磁性层3的取向等等。软磁性层3用来形成磁头和磁记录介质之间的磁路等等。定向层4用来控制形成于其上的磁记录层5的取向，等等。
磁记录层5具有如同硬盘驱动器或类似装置中的磁记录层的预定图案。例如，在离散磁道型磁记录介质中，在构成磁记录介质的每个数据磁道区域中，为了记录/再现磁记录信息，磁记录层如此形成以使得其单元在径向磁道上按同心图案以极小的间隔排列。另一方面，在组成磁记录介质的每个伺服图案区域中，磁记录层形成图案用来作为磁道控制的参考使磁头在预期的数据磁道上跟踪。另外，例如在离散比特型磁记录介质中，在构成磁记录介质的每个数据磁道区域，形成磁记录层使得其单元以点图案在磁道的圆周方向和径向上以极小的间隔排列。另一方面，在构成磁记录介质的每个伺服图案区域中，磁记录层以对应于预定伺服信息或类似信息的图案形成。
用于形成磁记录层5的材料的优选例子包括Co-Cr基多元合金，例如CoCrTa、CoCrPt、CoCrPtTa等。磁记录层5通过薄膜构成方法，例如溅射法和刻蚀法形成至5-30nm的厚度。在每个数据磁道区域，形成同心的磁记录层图案(其意味着用于磁记录层5中的磁记录而形成的单元图案，也称为“磁记录层图案”或“磁道图案”)，例如形成至5-300nm的图案宽度和10-500nm的图案节距，同时在每个伺服图案区域形成具有各种形状的磁记录层图案，例如，形成15-1000nm的图案宽度和30-2000nm的图案节距。
非磁性层6是形成在盘衬底上的凹凸图案的每个凹入部分中的层。用于形成非磁性层6的非磁性材料的例子包括SiO2(二氧化硅)、In(铟)、ITO(锡掺杂的氧化铟)、Al2O3、TiN、TaSi合金、Ta、MgO、SiC、TiC等。通过例如溅射法的薄膜成形方法形成例如5-30nm的非磁性层6。
按照本发明，优选的是从前述的各种非磁性材料中选出一种或多种氧化物(SiO2、ITO、Al2O3、MgO等)、氮化物(TiN等)和碳化物(SiC、TiC等)的化合物。这些化合物本身的化学稳定性极佳并且很难受到例如由于与含有金属成分的磁记录层5的接触而发生的腐蚀或类似情况的发生。因此，有可能为磁记录介质提供极好的化学稳定性。按照本发明，尤其是优选使用SiO2为主要成分的非磁性材料。SiO2易于刻蚀加工从而使通过刻蚀易于控制凸起形状。另外，SiO2对于磁记录层5来讲具有优良粘接性，并且还具有能够形成晶粒生长受到抑制的非磁性层6的效果。
可选择地，具有非晶结构的材料或微晶材料的非磁性材料优选地被用作非磁性层6。当非磁性层6由晶体材料形成时，在刻蚀形成的非磁性层6的时候，刻蚀将会沿着晶体材料的晶界进行，致使刻蚀表面的表面粗糙度变差。然而表面粗糙度变差的现象可以通过使用具有非晶结构的材料或晶界基本上算不了什么的微晶材料来抑制。因此，能够很良好地控制由非磁性材料制成的每个凸起形状的高度、宽度、周期等。非磁性材料的具体的例子是包括C、Si、SiO2、Al2O3、TaSi合金、TbFeCo合金、CoZr合金等具有非晶结构的材料或微晶材料。通过例如溅射法的薄膜形成方法形成例如5-30nm厚的非磁性层6。顺便提出，微晶材料指的是在X射线衍射下没有晶体峰的材料。
保护膜7用于保护磁记录介质的表面，其协同下文将要描述的润滑层8保证其上的滑动的持久性。特别地，保护膜7用来防止磁记录介质在与磁头接触时被破坏。形成保护膜7的材料的例子包括称作类金刚石碳的硬碳薄膜(以下称之为“DLC”)、氧化锆(ZrO2)、二氧化硅(SiO2)等。通过例如CVD(化学汽相沉积)法或溅射法的薄膜成形方法将保护膜7形成至1-5nm厚。顺便指出，DLC是以碳作为其主要成分的非晶结构薄膜，并且它是一种通过维氏硬度测量显示的硬度为大约200-8000kgf/mm2的含碳材料。
润滑层8用于保护磁记录介质表面，与前面所述的保护膜7共同保证滑动的耐久性。形成润滑层8的优选材料包括液态的氟基化合物，例如全氟聚醚(PFPE)。润滑层8通过例如浸渍法的薄膜形成方法形成1-2nm的厚度。
接下来，将根据图1-4、5A-5C所示的具体实施例描述本发明的磁记录介质。
图1-3是表示本发明的第一到第三实施例的磁记录介质的剖面图。在本发明的第一到第三实施例的每一个磁记录介质10、20、30中，底层2、软磁性层3和定向层4依次层叠在盘衬底1上。另外在定向层4上磁记录层5形成预定的凹凸图案，非磁性层6形成在凹凸图案的凹入部分中。另外，形成保护膜7和润滑薄膜8以覆盖磁记录层5和非磁性层6。磁记录介质10、20、30的特征在于由非磁性材料制成的凸起形状形成在磁记录层5上或者非磁性层6上，每个凸起形状的上表面的宽度(W1或W2)小于磁记录层5的凹凸图案的每个凸起部分的宽度(W5)或小于非磁性层6形成处的每个凹入部分的宽度(W6)。按照本发明的第一到第三实施例的每个磁记录介质10，20，30，磁记录介质和与磁记录介质断续接触的磁头之间的接触区域由于具有前述的上表面宽度的小凸起形状的存在而减小。磁头和磁记录介质之间的摩擦阻力的增加能够被抑制。
特别地，如图1所示，形成按照本发明的第一实施例的磁记录介质10使得磁记录层5上的每个凸起形状12的上表面的宽度W1小于磁记录层5的每个凸起部分的宽度W5，并且凸起部分形状12是由非磁性材料6a形成。非磁性材料6a可以与形成在凹凸图案的每个凹入部分中的构成非磁性层6的材料相同或不同。非磁性材料6a与形成非磁性层6的非磁性材料相同时的好处是凸起形状易于制造。
这里将详细描述本发明的磁记录介质的形状。图11A-11E是形成在本发明的磁记录介质中的凸起形状和凹槽类形状的图解。
在发明中，每个凸起形状的上表面宽度(W1，W2)被定义为图11A和11B所示的凸起形状高度方向的上端部的宽度。如图11A所示，凸起形状的上表面并非平坦。在这种情况下，凸起形状的上表面宽度基本上为零。另一方面，当凸起形状的上表面为图11B所示的平坦表面时，凸起形状的上表面宽度等于平坦表面的宽度。即使当凸起形状具有这样的平坦表面时，凸起形状的上表面宽度W1、W2优选的不大于磁记录层5的凹凸图案的每个凸起部分宽度W5的1/3或不大于非磁性层6形成处的每个凹入部分的宽度W6的1/3。
磁记录层5的凹凸图案的每个凸起部分的宽度W5表示用于在磁记录介质中记录磁记录信息的一部分的凹凸图案的每个凸起部分的宽度。在本发明中，宽度W5定义为在形成凹凸图案的凸起部分的磁记录层5的厚度方向的中心部分宽度。磁记录层厚度方向中心部分意指磁记录层5的厚度T1一半那么高的位置。如图11C所示，磁记录层5的厚度T1并不始终等于凹凸图案的凸起部分的高度T2(厚度)。例如，在一个离散磁道型磁记录介质中，定义磁记录层5的凹凸图案的每个凸起部分的宽度W5，以对应于每个数据磁道区域的同心磁道图案径向上的磁道宽度，并且对应于每个伺服图案区域作为磁道控制基准的图案的宽度。另一方面，例如，在一个离散比特型磁记录介质中，宽度W5对应于每个数据磁道区域的点图案宽度，并且对应于每个伺服图案区域中预定的伺服信息或类似信息的图案的宽度。
另一方面，凹凸图案的每个凹入部分的宽度W6意指每个凹入部分的宽度、而不是如图11D所示的作为在记录介质中记录磁记录信息的凸起部分的宽度，也就是说，是非磁性层6形成处的每个凹入部分的宽度。在本发明中，凹入部分的宽度定义为在凹凸图案的凹入部分的深度方向中心部分的宽度W6。
在本发明中，凸起形状形成在磁记录层5或非磁性层6上。如图11E所示，每个凸起形状的高度H1被定义为从磁记录层5上的润滑层8位置P8的上表面到凸起形状的上顶端位置P9之间的高度(P9-P8)。在本发明中，凹槽形状可以形成在磁记录介质表面，也可以不形成在磁记录介质表面。如图11E所示，当凹槽形状形成后，每个凹槽形状的凹槽深度H2被定义为从形成在磁记录层5上的润滑层8位置P8的上表面到凹槽形状下底端位置P10之间的高度(P8-P10)。
“上顶端位置”在此意指凸起形状的高度方向上顶部的位置，“下底端位置”在此意指凹槽形状的深度方向上底部的位置。当磁记录层5或非磁性层6拥有凹陷形状时，“上表面位置”在此意指在磁记录层5或非磁性层6中没有凸起形状的部分的厚度方向的上表面的位置。当磁记录层5或非磁性层6没有凸起形状时，“上表面位置”意指在磁记录层5或非磁性层6的厚度方向的上表面的位置。用语“在磁记录层5上”或“在非磁性层6上”意指当保护层7或润滑层8形成在磁记录层5或非磁性层6上时的厚度方向的上部。
例如，如图11A所示，作为凸起形状的优选形状的山形指的是其上部宽度小于下部宽度。典型地，山形形状是具有裙边的山形。顺便提及，只有山形形状具有此种形状，山形形状可能是其上端尖锐的凸起或者是其上端稍圆的凸起。
如上文所描述的每个凸起形状的模式，每个凸起形状的高度、每个凹槽形状的深度等可以通过原子力显微镜下测量的结果表示。
接下来，将依次描述第二到第五实施例。
在如图2和3所示的第二和第三实施例的每个磁记录介质20和30中，在非磁性层6上的每个凸起形状22、32的上表面宽度W2小于非磁性层6形成于其中的凹凸图案的每个凹入部分的宽度W6，凸起形状22、32由非磁性材料形成。还是在这种情况下，该非磁性材料可以与形成于凹凸图案的每个凹入部分中的非磁性层6的非磁性材料相同或不同。凸起形状22、32的材料与形成非磁性层6的非磁性材料相同时的好处是凸起形状易于制造。
更具体地，如图2所示，按照本发明第二实施例的磁记录介质20如此形成以使得非磁性层6上的每个凸起形状22的高度方向的上顶端位置P9高于在磁记录层5上厚度方向上的上表面位置P8。结果是，凸起形状22的高度方向上的顶端位置P9和磁记录层5(即，凸起形状的高度)上厚度方向上表面位置P8之间的差值不超过2nm。当二者之间的差值(即，凸起形状的高度)超过2nm时，存在的问题是容易增加磁头在磁记录介质上的飞行高度的波动。顺便提及，正如下文将要在第三实施例中描述的那样，凸起形状22高度方向上的上顶端位置P9与磁记录层5厚度方向上表面位置P8基本上在同一水平面。
也就是说，如图3所示，形成按照本发明第三实施例的磁记录介质30，使得非磁性层6上的每个凸起形状32的高度方向的上顶端位置P9与磁记录层5厚度方向的上表面位置P8基本上在同一水平面。顺便提及，在本说明书中，用语“基本上在同一水平面”包括高度方向位置P8和P9在同一水平面和高度方向位置P8和P9基本上在同一水平面两种情况。
尤其是在该第三实施例中，非磁性层6上的凸起形状32由属于磁记录层5和非磁性层6之间的边界部分的凹槽形状31而产生。结果是，非磁性层6上的每个凸起形状32的高度方向的上顶端位置P9低于在磁记录层5上厚度方向上的上表面位置P8。还是在这种情况下，由于凹槽形状31属于边界部分，磁头在磁记录介质上的接触面积被充分地减小了，使得磁头和磁记录介质之间的摩擦阻力的增加可以被抑制。
如图1或2所示，在第一和第二实施例中，磁记录介质10、20中磁记录层5和非磁性层6之间的每个边界部分可以包括凹槽形状11、21。另一可选择地，磁记录层5和非磁性层6之间的每个边界部分可以包括非凹槽形状，例如图4中所示的第四实施例的磁记录介质40。当凹槽形状11、21、31存在于边界部分时，优选的是凹槽形状的凹槽深度例如是不大于2nm。在每个具有这种凹槽形状11、21、31的磁记录介质10、20、30中可以具有与基于前述凸起形状类似的操作和效果。因此，磁记录介质和磁头之间的接触面积减小了使得二者之间的摩擦阻力的增加可以被抑制。形成这种凹槽形状的方法没有特别的限制。例如，凹槽形状通过垂直于磁记录介质表面方向的离子束进行离子束刻蚀形成，这在下文中将做出描述。
图4是表示按照第四实施例的磁记录介质的剖面示意图。在按照第四实施例的磁记录介质40中，磁记录层5上的凸起形状42的上表面的宽度W1小于磁记录层5的每个凸起部分的宽度W5，凸起形状42是由非磁性材料6a形成的。还是在这种情况下，非磁性材料6a可以与形成在凹凸图案的每个凹入部分中的构成非磁性层6的材料相同或不同。非磁性材料6a与形成非磁性层6的非磁性材料相同的好处是凸起形状易于制造。另外，在磁记录介质40中，如前文所述，磁记录层5和非磁性层6之间的每个边界部分没有凹槽形状。磁记录介质40中形成的每个凸起形状42按照与第一实施例的磁记录介质10相同的方式具有上表面宽度W1。
图5A-5C是表示本发明的磁记录介质的第五实施例的剖面示意图。在第五实施例的每个磁记录介质50中，底层2、软磁性层3和定向层4按照与第一到第四实施例任一相同的方式依次层叠在盘衬底1上。另外在定向层4上以预定的凹凸图案形成磁记录层5，非磁性层6形成在凹凸图案的凹入部分中。另外，形成保护膜7和润滑膜8以覆盖磁记录层5和非磁性层6。在磁记录介质中，由非磁性材料形成的凸起形状52和52形成在每个非磁性层单元6上，以使得每个凸起形状52和52的上表面宽度W2小于非磁性层单元6形成其中的凹入部分的宽度W6。第五实施例的特征在于，在每个非磁性层单元6上形成的凸起形状52和52形成在与磁记录层单元5和5相邻的非磁性层单元6的边界部分附近。在第五实施例的磁记录介质50中，由于形成在每个非磁性层单元6上的两个小的凸起形状52和52的存在，磁记录介质和与磁记录介质断续接触的磁头之间的接触面积减小，使得磁头和磁记录介质之间的摩擦阻力的增加能够被抑制。在这里用语“边界部附近”意思是在从与非磁性层单元6相邻的磁记录层单元5和5的边缘部分到非磁性层单元6的每个非磁性层单元6的宽度(凹入部分的宽度W6)30％的位置，以便将非磁性层单元6分别置于它们之间。
在图5A-5C所示的任何一种模式中，两个小的凸起形状52和52在每个非磁性层单元6中形成，但是具有凸起形状52和52的每个非磁性层单元6上的上表面位置(非磁性层单元6的上表面位置意味着除了凸起形状以外部分的上表面位置)相对于在每个磁记录层单元5的厚度方向的上表面位置在各个模式中各不相同。特别地，在如图5A所示的磁记录介质50A中，每个非磁性层单元6的上表面位置低于每个磁记录层单元5的上表面位置。在如图5B所示的磁记录介质50B中，每个非磁性层单元6的上表面位置基本上与每个磁记录层单元5的上表面位置一样高。在如图5C所示的磁记录介质50C中，每个非磁性层单元6的上表面位置高于每个磁记录层单元5的上表面位置。在图5A-5C的任何一种模式中，可以获得类似的操作和效果。
如上文所述，按照图1-4、5A-5C所示的本发明的磁记录介质，由非磁性材料制成的小的凸起形状位于磁记录层或非磁性层上。因此，由于凸起形状的作用，磁头在磁记录介质上的接触面积减小，使得磁头和磁记录介质之间的摩擦阻力的增加能够被抑制。结果是，能够防止磁记录介质和在其上飞行的用于再现和记录磁记录信息的磁头之间的静摩擦。
在本发明中，优选的是当磁记录介质表面没有凹槽形状时每个凸起形状的高度是0.2-2nm。另一方面，当凹槽形状位于磁记录介质表面时，优选的是每个凸起形状的高度和每个凹槽形状的凹槽深度的和不小于0.2nm，并且每个凸起形状的高度不大于2nm。因此，无论凹槽形状是否存在，优选是每个凸起形状的高度和每个凹槽形状的凹槽深度的和不小于0.2nm，并且每个凸起形状的高度不大于2nm。当每个凸起形状的高度和每个凹槽形状的凹槽深度的和小于0.2nm时，由于磁记录介质和磁头之间的静摩擦，磁头会容易被压碎。另一方面，当每个凸起形状的高度大于2nm时，由于磁头飞行波动的增加，磁头容易通过磁头与磁记录介质的冲击而被压碎，或者在记录或再现中输出波动增加。
在按照本发明前述实施例的每个磁记录介质中，底层2、软磁性层3和定向层4形成于磁记录层5之下。本发明并不限于这种结构。磁记录层5下面的层状结构可以根据磁记录介质的种类而适当修改。例如，一或二层的底层2、软磁性层3和定向层4可以省略，或者，连续的记录层可以直接形成在衬底上。
在每个前述的实施例中，本发明的磁记录介质是垂直记录离散磁道型磁盘，其中磁记录层在磁道的径向上以小的间隔分开。然而，本发明并不局限于这种结构。本发明还适用于其中磁记录层在磁道圆周方向(扇区方向)以微小间隔分开的磁盘、磁记录层在磁道的径向和圆周方向都以微小间隔分开的磁盘、磁记录层具有连续图案的PERM型磁盘以及具有螺旋磁记录层的磁盘。顺便提及，在其中的凹凸图案的凹入部分没有磁记录层的模式的磁记录介质中，具有可以消除凹入部分中产生的噪声问题的效果。
(制造磁记录介质的方法)接下来将描述前面提到的具有凸起形状的磁记录介质的制造方法的例子。图6A-6H和图7A-7F是解释本发明的磁记录介质的制造过程的剖面示意图。顺便提及，下面的制造方法只是个实例。制造磁记录介质并不局限于下述方法。
首先，制备盘衬底1，并且底层2、软磁性层3、定向层4以及磁记录层5以预定的厚度在盘衬底1上依次形成并层叠，例如，通过溅射法或类似方法(见图6A)。例如通过溅射法或类似方法，第一掩膜层61和第二掩膜层62依次形成并层叠在磁记录层5上，例如通过浸渍法或旋涂法使一个抗蚀剂层63进一步层叠于其上(见图6B)。这里，第一掩膜层61由例如TiN形成，第二掩膜层62由Ni形成，抗蚀剂层63由负性抗蚀剂(例如NBE22A(Sumitomo化学品有限公司制造))形成。
接下来通过纳米压印(nano-imprint)法将预定的凹凸图案转移到抗蚀剂层63一形成抗蚀图案(resist pattern)。之后，在抗蚀图案的每个凹入部分底部的抗蚀剂层通过灰化方法被去除(参见图6C)。可选择地，可以通过光刻的方法形成抗蚀图案。
接下来例如通过使用Ar(氩)气离子束刻蚀，将从抗蚀图案的每个凹入部分的底部暴露出来的第二掩膜层62去除。结果是，形成在凹入部分以外区域的抗蚀剂层63也被略微除去(见图6D)。之后，通过例如采用SF6(六氟化硫)气体的反应离子刻蚀的方法将每个凹入部分底部的第一掩膜层61去除(见图6E)。因此，磁记录层5从每个凹入部分底部暴露出来。顺便指出，在这种情况下，凹入部分以外的区域形成的抗蚀剂层63被完全去除。另一方面，在凹入部分以外区域形成的第二掩膜层62被部分去除，但剩余一定的量。
接下来，例如通过采用CO气体和NH3气体作为反应气体的反应离子刻蚀方法将从每个凹入部分底部暴露出来的磁记录层5去除(见图6F)。因此，形成具有预定凹凸图案的磁记录层5。顺便指出，通过这种反应离子刻蚀的方法，在凹凸图案的凹入部分以外区域的第二掩膜层62被完全去除，并且还部分去除凹入部分以外区域的第一掩膜层61。在磁记录层5上保留一定量的第一掩膜层61。
接下来，通过例如采用SF6气体的反应离子刻蚀的方法将保留在磁记录层5上对应于凹凸图案的凸起部分的第一掩膜层61完全去除(见图6G)，结果，形成了具有预定凹凸图案的磁记录层5。
通过干洗的方法去除剩余的反应气体。之后，例如通过溅射法将由SiO2制成的非磁性层6形成膜，使得位于磁记录层单元5和5之间的凹凸图案的凹入部分被填充(见图6H)。非磁性层6不只被填充到凹凸图案的凹入部分，还形成在磁记录层5的上面。当非磁性层6按两个步骤形成时，使得被成膜的即将被处理的主体表面能够被平坦化。例如，非磁性层的第二层是通过一个施加到由非磁性层成膜的即将被处理的主体表面的偏置功率(bias power)而形成。因此，形成的非磁性层的上表面的平坦度能够得到改善。
图7A-7F是解释本发明的磁记录介质的制造过程的剖面模式图。特别地，图7A-7F是表示在即将被处理的主体中形成凸起形状的步骤的例子的说明视图。图7A示出了即将被处理的主体的模式，其中在非磁性层6已被填充到凹凸图案的凹入部分的同时，已经在形成有预定凹凸图案的磁记录层5上形成了非磁性层6。
在本发明中，为了在如此形成的即将被处理的主体中形成凸起形状，通过使用Ar气离子束刻蚀法刻蚀即将被处理的主体的表面。因此，比磁记录层5在厚度方向的上表面位置P较高的非磁性层6被去除，而使得即将被处理的主体的表面平坦，同时由非磁性材料形成的凸起形状形成在磁记录层5之上。
更特别地，如图7B所示，用离子束71照射即将被处理的主体，例如以2°的入射角。由于这种离子束刻蚀，非磁性层6的表面有了某种程度的平坦化。之后，如图7C和7D所示，用离子束72照射即将被处理的主体，例如以90°的入射角。由于这种离子束刻蚀，可以用保留在磁记录层5上的非磁性材料6a形成非常小的凸起形状。另外，之后如图7E和7F所示，用离子束72照射即将被处理的主体，例如以90°的入射角。由于这种离子束刻蚀，可以在非磁性层6上形成用非磁性材料制成的凸起形状。
更具体的是，如图7D所示的磁记录介质对应于图1所示的第一实施例的磁记录介质10。当图7C中的离子束刻蚀的处理时间进一步延长时，凹槽形状形成在磁记录层5和非磁性层6之间的边界部分，同时由非磁性材料6制成的凸起形状形成在磁记录层5上。
如图7E所示的磁记录介质对应于图3所示的第三实施例的磁记录介质30。当图7D中的离子束刻蚀的处理时间进一步延长时，磁记录层5上的非磁性材料6a被离子束刻蚀。因此获得了具有在磁记录层5上没有非磁性材料的表面的磁记录介质。这种磁记录介质的特征在于，凸起形状形成在非磁性层6上，并且凸起形状由与形成非磁性层6的非磁性材料相同的材料制成，而每个凸起形状的高度方向的上顶端位置P9基本上与相邻凸起形状的磁记录层5的厚度方向的上表面位置P8在同一水平面。另外，凹槽形状形成在磁记录层5和非磁性层6之间的边界部分中。顺便提及，为了简化描述，保护层7或润滑层8没有在图7A-7F中示出。然而，上顶端位置或上表面位置与上文所定义的相同。
如图7F所示的磁记录介质对应于图2所示的第二实施例的磁记录介质20。当图7E中的离子束刻蚀的处理时间进一步延长时，获得的磁记录介质是其中磁记录层5被离子束进一步刻蚀。这种磁记录介质的特征在于由非磁性材料制成的凸起形状形成在非磁性层6上，同时每个凸起形状的高度方向的上顶端位置P9高于相邻凸起形状的磁记录层5的厚度方向的上表面位置P8。另外，凹槽形状形成在磁记录层5和非磁性层6之间的边界部分。
在前述的离子束刻蚀中，离子束的入射角可以按需要改变，从而适当地改变磁记录层5的刻蚀速率和非磁性层6的刻蚀速率。为制造图7A-7F之一模式所示的磁记录介质，从垂直于由磁记录层5和非磁性层6形成的薄膜表面的方向进行离子束刻蚀(入射角为90°，垂直方向)。由于从这个方向进行离子束刻蚀，磁记录层5的刻蚀速率高于作为非磁性层6的SiO2的刻蚀速率。因此，能够主要刻蚀磁记录层5。结果是，当离子束刻蚀的处理时间按需设定时，可以由此制造图7D-7F所示模式的磁记录介质。
按照图4所示的第四实施例的磁记录介质40如下制造。即，例如，如图7B所示用入射角为2°的离子束71照射在图7A中所示的模式的即将被处理的主体。如图4所示，通过这种离子束刻蚀制造的磁记录介质40具有一种结构，其中由非磁性材料制成的凸起形状形成在磁记录层5上，而没有形成凹槽形状。
当变化离子束的入射角以改变磁记录层5的刻蚀速率和作为非磁性层6的SiO2的刻蚀速率，可以制造如图5A-5C所示模式的磁记录介质。例如，在采用Ar气体的离子束刻蚀的方法中，当离子束的入射角是倾斜的以至于离子束变得平行于薄膜表面，作为非磁性层6的SiO2的刻蚀速率高于磁记录层5的刻蚀速率。因此，可以主要刻蚀非磁性层6。通过进行离子束刻蚀，同时不仅按需改变离子束的入射角和处理时间，还改变刻蚀功率、压力、气体的种类以及非磁性层6成膜的压力，能够因此制造出图5A-5C的模式的磁记录介质。
图8A-8G是表示图5A-5C所示的本发明的第五实施例的磁记录介质的制造过程的实例的剖面示意图；图8A表示的磁记录介质中，非磁性层6和6b在以预定图案形成的磁记录层5上以2个步骤形成，因此，被这些层成膜的即将被处理的主体表面被平坦化。例如，第二非磁性层6b可以由负性抗蚀剂树脂形成。结果是非磁性层6b的上表面的平坦度能够被改善。图9是表示在磁记录层5、由SiO2制成的第一非磁性层6、由抗蚀剂树脂制成的第二非磁性层6b的每一层的离子束入射角与每一层的刻蚀速率之间的关系的实例曲线图。图8A-8G的制造加工过程将通过具有图9所示关系的系统进行描述。
首先，如图8B所示，用离子束81照射即将被处理的主体，例如，入射角为30°。这样在即将被处理的主体上进行离子束刻蚀。由于这种离子束刻蚀，由抗蚀剂树脂制成的第二非磁性层6b被离子束刻蚀。第二非磁性层6b的离子束刻蚀一直持续到第一非磁性层6露出。
接下来，如图8C所示，用离子束81以30°的入射角照射即将被处理的主体一直持续到第一非磁性层6露出之后。这样在即将被处理的主体上进行离子束刻蚀。在30°入射角的离子束81中，作为第一非磁性层6的SiO2的刻蚀速率高于由抗蚀剂树脂制成的第二非磁性层6b的刻蚀速率。因此，具有较高刻蚀速率的第一非磁性层6被离子束主要刻蚀。因此，被刻蚀的部分变成凹槽。结果是，在第一非磁性层6和第二非磁性层6b之间产生斜坡部分6c。
如图8D所示，当以30°为入射角的离子束刻蚀进一步持续时，斜坡部分6c上的离子束81的入射角相对增加。因此斜坡部分6c的刻蚀速率变慢使得斜坡部分6c之外的部分被离子束主要刻蚀。结果是，斜坡部分6c形成凸起形状，而第二非磁性层6b也被刻蚀并且通过离子束逐渐变薄。
接下来，如图8E所示，用离子束82以例如15°入射角进行离子束刻蚀。由于这种离子束刻蚀，可以调整在图8D所示的步骤中产生的每个凸起形状的高度。也就是说，由于通过用离子束82以15°入射角照射的离子束刻蚀，凸起形状的刻蚀速率变得比凸起形状以外的部分的刻蚀速率快，因此可以调整每个凸起形状的高度。
接下来如图8F所示，用离子束83以例如2°入射角进行离子束刻蚀。由于这种离子束刻蚀，可以调整磁记录层5和非磁性层6之间的高度。也就是说，由于通过用离子束83以2°入射角照射的离子束刻蚀，非磁性层6的刻蚀速率变得比磁性层5的刻蚀速率快。因此，当离子束刻蚀的时间按期望设定时，可以调整非磁性层6的厚度方向的上表面位置和磁记录层5的厚度方向的上表面位置。例如，在非磁性层6的厚度方向的上表面位置可以做得比磁记录层5的厚度方向的上表面位置高。可选择地，前者可以设定的与后者在同一水平面，或者前者做得比后者低。因此，如图8G所示，在每个非磁性层单元6上形成的凸起形状6d和6d形成在与非磁性层单元6相邻的磁记录层单元5和5的边界部分的附近。在按照此种模式的磁记录介质中，由于形成在每个非磁性层单元6上的两个小的凸起形状6d和6d的存在，磁记录介质与和磁记录介质断续接触的磁头之间的接触面积被减小使得磁头和磁记录介质之间的摩擦阻力的增加能够被抑制。
顺便指出，在说明书中，将术语“离子束刻蚀”作为用电离气体照射即将被处理的主体并以此去除一层的加工方法的一般术语，例如离子铣削。离子束刻蚀法并不限于用狭窄的离子束照射即将被处理的主体的处理方法。术语“入射角”意思是离子束(电离气体)相对于即将被处理的主体的表面的入射角，这个角度与即将被处理的主体表面和离子束中心轴之间形成的角度相同。当离子束的中心轴平行于即将被处理的主体的表面时，入射角为0°。当离子束的中心轴垂直于即将被处理的主体的表面时，入射角为90°。
在这种方法中，形成了具有凸起形状的即将被处理的主体。接下来，通过CVD(化学汽相沉积)法，保护层7形成在磁记录层5和非磁性层6上，润滑层8通过浸渍法进一步形成于其上。因此，完成了本发明的磁记录介质。
如前文所描述的，为了制造本发明的磁记录介质，通过优化加工条件，特别是磁记录层5和非磁性层6的刻蚀速率，刻蚀速率的离子束入射角相关性或气体相关性等等，凸起形状可以形成在磁记录层和/或非磁性层上。当这种凸起形状形成在磁记录介质的磁道方向时，能够防止磁记录介质的表面太过平坦。因此，能够抑制磁记录介质和磁头之间的摩擦阻力的增加。结果是，能够防止磁记录介质和在磁记录介质上飞行的用于再现/记录磁记录信息的磁头之间的静摩擦，使得能够抑制由静摩擦导致的盘压碎现象的发生。
在下文中将利用实例和比较例更为详细的描述本发明。
(制造即将被处理的主体)首先，制造用于形成离散磁道型磁记录介质的即将被处理的主体。在厚度为630μm的由玻璃制成的盘衬底1上以次序成膜底层2、软磁性层3、定向层4，磁记录层5(20nm厚)、第一掩膜层(TiN25nm厚)和第二掩膜层(Ni10nm厚)。成膜的样品通过旋涂的方法被覆盖上负性抗蚀剂(商标名称NEB22A，Sumitomo化学品有限公司制造)从而形成100nm厚的抗蚀剂层。使用具有预定凹凸形状的压模，通过用纳米压印的方法按压而将凹凸形状传递给样品表面的抗蚀剂层。因此，形成了由微图形构成的抗蚀图案。接下来，以抗蚀图案作为一个掩膜，通过使用Ar气的离子束刻蚀方法将抗蚀图案的微图形传递到第二掩膜层，因此形成由微图形构成的第二掩膜图案。接下来，用第二掩膜图案作为掩膜，通过使用SF6作为反应气体的反应离子刻蚀方法，第二掩膜图案的微图形被传递给第一掩膜层，因此形成由微图形构成的第一掩膜图案。接下来，用第一掩膜图案作为掩膜，通过使用CO气体或NH3气体作为反应气体的反应离子刻蚀方法将第一掩膜图案的微图形传递给磁记录层5，因此形成由微图形构成的磁记录层图案。接下来，通过使用SF6气体作为反应气体的反应离子刻蚀方法，将保留在磁记录层上的第一掩膜层去除。
通过前述方法，制造用于形成离散磁道型磁记录介质的即将被处理的主体。磁记录层图案的加工尺寸是磁道间距为150nm，磁记录层的每个凸起部分宽度为90nm，每个凹入部分深度为20nm。
(实例1)一非磁性层6形成在如此获得的即将被处理的主体上。首先，作为第一薄膜形成步骤，在薄膜成形功率为500W、Ar的气压为0.3Pa的条件下，通过溅射的方法形成5nm厚的SiO2薄膜。其次，作为第二薄膜形成步骤，在薄膜成形功率为500W、Ar的气压为0.3Pa、偏置功率为150W的条件下，通过溅射的方法在其上形成45nm厚的SiO2薄膜。顺便指出，这里薄膜厚度的意思是当薄膜形成在平行的平坦表面上时平坦表面上的薄膜厚度。
在非磁性层6形成后，采用Ar气并且入射角为2°的离子束刻蚀在即将被处理的主体上进行7分25秒。这样，形成了提供在磁记录层5上的凸起形状结构。通过CVD的方法在其上形成作为保护膜7的厚度为2nm的DLC。进一步地，在保护膜7上，通过浸渍法形成2nm厚的全氟聚醚(PFPE)作为润滑层8。这样，具有图4所示结构的磁记录介质40就制造成了。
如此制造磁记录介质40的模式如图4所示，由非磁性材料制成的凸起形状42形成在磁记录层5上(该磁记录层5在其最外层上具有润滑层8)。每个凸起形状42的高度是1.0nm。每个凸起形状为山形。因此，每个凸起形状的上表面宽度W1基本上为零。
(实例2)在实例1中，非磁性层6形成在即将被处理主体上，采用Ar气并且入射角为2°的离子束刻蚀在即将被处理主体上进行7分钟。之后，在即将被处理主体上进行10秒钟入射角为90°的离子束刻蚀。这样，在其最外层具有润滑层8的磁记录层5上形成凸起形状的结构。具有图1所示结构的磁记录介质10除了上述步骤之外以与实例1相同的方式制造。顺便指出，所获得的磁记录介质在磁记录层5和非磁性层6之间的边界部分具有凹槽形状。
如此制造磁记录介质10的模式是如图1所示，在其最外层上具有润滑层8的磁记录层5上形成非磁性材料制成的凸起形状12。每个凸起形状12的高度是0.7nm。在磁记录层5和非磁性层6之间的每个边界部分的每个凹槽形状11深度是0.3nm。每个凸起形状为山形。因此，每个凸起形状的上表面宽度W1基本上为零。
(实例3)在实例1中，非磁性层6形成在即将被处理主体上，采用Ar气并且入射角为2°的离子束刻蚀在即将被处理主体上进行7分钟。之后，在即将被处理主体上进行15秒钟入射角为90°的离子束刻蚀。这样，在磁记录层5上的非磁性层被刻蚀，使得磁记录层5暴露出来，同时形成了在非磁性层6上的由非磁性层6形成凸起形状的结构。除了上述步骤以外，具有图3所示结构的磁记录介质30以与实例1相同的方式制造。顺便指出，所获得的磁记录介质在磁记录层5和非磁性层6之间的边界部分具有凹槽形状。
在如此制造的磁记录介质30中，由与非磁性层6相同的材料制成的凸起形状32形成在非磁性层6上，润滑层8形成在如图3所示的其最外层。在磁记录介质30中，每个凸起形状32的高度方向的上顶端位置与磁记录层表面的上表面位置基本上在同一水平面，在磁记录层5和非磁性层6之间的边界部分具有深度是0.5nm的凹槽形状31。也就是说，这意味着每个凸起形状32的高度与每个凹槽形状31的凹槽深度之和为0.5nm。
(第四实例)在实例1中，非磁性层6形成在即将被处理主体上，采用Ar气并且入射角为2°的离子束刻蚀在即将被处理主体上进行7分钟。之后，在即将被处理主体上进行28秒、24秒、20秒、18秒和17秒这5个不同阶段的入射角变为90°的离子束刻蚀。这样，就形成了一种结构，其中由形成非磁性层6的非磁性材料制成的凸起形状被提供在非磁性层6中。除了上述步骤以外，每个具有图2所示结构的磁记录介质20以与实例1相同的方式制造。结果是，入射角为2°的离子束刻蚀的刻蚀速率在磁记录层5上是1.7nm/min，在非磁性层6上是4.6nm/min。另一方面，入射角为90°的离子束刻蚀的刻蚀速率在磁记录层5上是30.9nm/min，在非磁性层6上是24.9nm/min。顺便指出，所获得的每个磁记录介质在磁记录层5和非磁性层6之间的边界部分具有凹槽形状。
在如此制造的每个磁记录介质20中，如图2所示形成非磁性层6的凸起形状22。当离子束照射时间是28秒时，每个凸起形状22的高度是3.0nm，当离子束照射时间是24秒时，每个凸起形状22的高度是2.0nm，当离子束照射时间是20秒时，每个凸起形状22的高度是1.0nm，当离子束照射时间是18秒时，每个凸起形状22的高度是0.4nm，当离子束照射时间是17秒时，每个凸起形状22的高度是0.1nm。顺便指出，在每一种情况下，形成在磁记录层5和非磁性层6之间的每个边界部分的每个凹槽形状21深度是0.1nm。每个凸起形状为山形。因此，每个凸起形状的上表面宽度W2基本上为零。
在实例4中得到的这5种刻蚀时间不同的磁记录介质中，如上文所述，每个凸起形状22的高度分别为3.0nm、2.0nm、1.0nm、0.4nm和0.1nm。测量值与前述刻蚀速率下得到的它们的理论值有所不同，这是因为在磁记录层图案边缘部分的刻蚀速率增加，使得增加了磁记录层5和非磁性层6之间刻蚀速率的差。
表1示出了用每个实例的10个样品经过CSS测试后测出的压碎的片数，和飞行波动的测量结果的平均值。CSS(接触启动停止)测试是一种测量方法，其中在磁头与磁记录介质表面接触的状态下磁记录介质被反复旋转和停止。CSS测试要进行50个小时，然后确定它是否有压痕。飞行波动测量是通过使用LDV(激光多普勒振动计)进行的(磁头飞行位置被固定在径向20mm位置处)。顺便指出，作为凸起形状为0nm高的磁记录介质，其中没有凸起形状或凹槽的磁记录介质60被制造成如图10所示，并将其作为比较例进行评价。
如表1的结果表明，在本发明的任一磁记录介质中，即每个凸起形状的高度与每个凹槽形状的凹槽深度之和不小于0.2nm、每个凸起形状的高度不大于2nm的磁记录介质中没有压碎现象发生。关于磁头的飞行波动，当每个凸起形状的高度小时飞行波动为2nm，但当每个凸起形状的高度增加时飞行波动达到6nm。因此证明当每个凸起形状的高度小时没有影响，但当每个凸起形状的高度大时飞行波动增加。
表1
(实例5)在前述的即将被处理的主体制造方法中，用于实例5的即将被处理主体的磁记录层图案的加工尺寸是磁道间距为360nm，磁记录层的每个凸起部分宽度为130nm，每个凹入部分深度为22nm。
在薄膜成形功率为500W、Ar的气压为0.3Pa的条件下，如此获得的即将被处理主体通过溅射的方法形成40nm厚的SiO2薄膜。接下来，通过浸渍的方法将负性抗蚀剂(商标名称NEB22A，Sumitomo化学品有限公司制造)施加到其上，这样形成了由76nm厚的抗蚀剂层制成的第二非磁性层6b。因此，制造了图8A所示的即将被处理主体。
与作为实例的图8A-8G所描述的磁记录介质的制造过程中的离子束刻蚀相似的离子束刻蚀被运用到即将被处理主体，其中形成由抗蚀剂层构成的第一非磁性层6和第二非磁性层6b。在图9所示的刻蚀速率下进行离子束刻蚀。即，采用Ar气并且入射角为30°的离子束刻蚀进行2分钟12秒(见图8B-8D和其中的说明)。之后，进行20秒的入射角为15°的离子束刻蚀(见图8E)。另外在此之后，进行1分钟5秒的入射角为2°的离子束刻蚀(见图8F)。经历这些离子束刻蚀过程的即将被处理主体(见图8G)的结构是其中由构成非磁性层6的非磁性材料形成的凸起形状(图8G中附图标记为6d)形成在非磁性层6上，同时凸起形状形成在与非磁性层相邻的磁记录层(图8G中附图标记为5)的边界部分附近。通过CVD的方法在其上形成作为保护膜7的厚度为2nm的DLC。进一步地，在保护膜7上，通过浸渍法形成2nm厚的全氟聚醚(PFPE)作为润滑层8。这样，实例5中的磁记录介质就制造成了。
如此制造的磁记录介质50A的模式是如图5A所示，由形成非磁性层6的非磁性材料制成的凸起形状52和52(图8G中附图标记为6d)形成在非磁性层6上。每个凸起形状52和52的高度是1.5nm。每个凸起形状呈山形。因此，每个凸起形状的上表面宽度W2基本上为零。在任何情况下，形成在每个非磁性层单元6中的每个凸起形状被包括在距离与非磁性层单元6相邻的每个磁记录层单元5和5的边缘部分大约70nm的位置，使得将非磁性层单元6设置于其间。
权利要求
1.一种磁记录介质，包括盘衬底；以预定的凹凸图案形成于所述盘衬底上的磁记录层；形成在所述凹凸图案中的凹入部分的非磁性层；和由非磁性材料制成、形成在所述磁记录层和所述非磁性层的至少其中之一上的凸起形状，其中，每个所述凸起形状的上表面的宽度小于所述磁记录层的所述凹凸图案的每个凸起部分的宽度或者小于所述非磁性层形成其中的每个所述凹入部分的宽度。
2.如权利要求1所述的磁记录介质，其中每个所述凸起的形状呈山形，其上部宽度小于其下部宽度。
3.如权利要求1所述的磁记录介质，其中所述磁记录层上的所述凸起形状由至少与所述非磁性层相同的材料制成。
4.如权利要求1所述的磁记录介质，其中所述非磁性层上的所述凸起形状由至少与所述非磁性层相同的材料制成。
5.如权利要求4所述的磁记录介质，其中每个所述凸起形状的高度方向的上顶端位置高于所述磁记录层厚度方向的上表面位置。
6.如权利要求4所述的磁记录介质，其中每个所述凸起形状的高度方向的上顶端位置与所述磁记录层厚度方向的上表面位置基本上在同一水平面。
7.如权利要求4所述的磁记录介质，其中每个所述凸起形状是形成在所述非磁性层的每个单元的边界部分附近，所述磁记录层的单元相邻于所述非磁性层单元。
8.如权利要求1所述的磁记录介质，其中每个所述凸起形状的高度不小于0.2nm，并且不大于2nm。
9.如权利要求1所述的磁记录介质，其中所述磁记录层和所述非磁性层之间的边界部分具有凹槽类形状。
10.如权利要求9所述的磁记录介质，其中每个所述凸起形状的高度和每个所述凹槽类形状的凹槽深度的和不小于0.2nm，并且所述凸起形状的高度不大于2nm。
11.如权利要求1所述的磁记录介质，其中所述凸起形状的所述上表面具为一个平坦表面，其宽度不大于所述磁记录层的每个所述凸起部分的所述宽度的1/3或不大于所述非磁性层形成其中的每个所述凹入部分的宽度的1/3。
全文摘要
一种磁记录介质，至少包括盘衬底1、以预定的凹凸图案形成于盘衬底1上的磁记录层5、以及形成在凹凸图案的凹入部分中的非磁性层6。由非磁性材料制成的凸起形状形成在磁记录层5或者非磁性层6上。每个凸起形状例如形成为山形，其上表面的宽度(W1或W2)小于磁记录层5的每个凸起部分的宽度W5或者小于非磁性层6形成其中的每个凹入部分的宽度W6。
文档编号G11B5/012GK1758344SQ20051006566
公开日2006年4月12日 申请日期2005年3月3日 优先权日2004年3月3日
发明者诹访孝裕, 高井充, 服部一博, 大川秀一, 日比干晴 申请人:Tdk株式会社