专利名称：磁记录介质和磁记录再现装置的制作方法
技术区域本发明涉及一种记录层以凹凸图形形成的磁记录介质和磁记录再现装置。
背景技术：
以往，为了从与磁头的接触造成的磨耗和大气中的氧等造成的腐蚀方面保护记录层，硬盘等磁记录介质在记录层上形成非磁性的保护层，在保护层上还形成润滑层。作为形成保护层的方法可以采用CVD(化学气相沉积)法等气相蒸镀法。作为形成润滑层的方法可以采用浸渍法等。
此外，由于构成记录层的磁性颗粒的细微化、材料的改变、磁头加工的细微化等的改进，磁记录介质可实现面记录密度的更加显著的提高，并可期待今后面记录密度的进一步提高，但是磁头的加工界限、磁头的记录磁场的扩展引起的对相邻磁道的记录、再现时的串扰等问题突出，通过这些以往的改进方法使面记录密度的提高达到界限，因此作为可进一步实现面记录密度的提高的磁记录介质的候补，提出一种以规定的凹凸图形形成记录层而成的离散磁道介质和图形化介质等磁记录介质(例如参照专利文献1)。
在这样的离散磁道介质和图形化介质的情况下，从磁头浮动稳定性的角度来看，优选以非磁性材料填充凹部，介质表面平坦化(例如参照专利文献2)。此外，针对这种离散磁道介质和图形化介质，为了从与磁头的接触造成的磨耗和与大气中的氧等接触造成的腐蚀方面保护记录层，优选在记录层上也形成保护层和润滑层。
专利文献1为JP特开平7-129953号公报，专利文献2为JP特开2000-195042号公报。
但是利用CVD法等形成保护层时，为了将圆板形状的被加工体在外周或内周的端部的例如三个部位左右利用夹具而保持，在由夹具保持的部分及其附近，构成保护层的粒子没有充分遍及，形成保护层的厚度不充分、或者保护层完全没有形成的部分。由于磁记录介质的外周端部和内周端部通常为非记录区域，所以即使在保护层厚度不充分的部分产生记录层的腐蚀等，也不在记录/再现方面直接产生问题，但有可能记录层的腐蚀从保护层厚度不充分的部分向其它部分延伸，从而记录/再现特性恶化，在可靠性方面存在问题。
对此，若在以某种程度成膜了保护层后，一度从夹具中取出被加工体，在不同的部位利用夹具再次保持被加工体，进一步成膜保护层，则保护层能在被加工体的整个面形成膜，但由于这种情况下由夹具保持的部分及其附近与其它部分相比保护层薄，所以在可靠性方面仍然存在问题。另外，可以考虑以在由夹具保持的部分及其附近也充分地形成保护层的方式，在包含记录区域的整个面上形成厚的保护层的方法，但在如离散磁道介质和图形化介质那样假设面记录密度为200Gbpsi以上的磁记录介质的情况下，示出记录层上面和磁头的磁空间为15nm以下的指针，例如在保护层形成过厚即使几nm时，磁空间变得过大，可能导致记录/再现特性恶化。
此外，例如专利文献2中记载的那样，可以想到填充凹部的非磁性材料也在凸部上面形成，在其上面进一步形成保护层，但在这种情况下同样，由夹具保持的部分及其附近充分地形成非磁性材料时，与保护层形成过厚的情况一样，磁空间变得过大，可能导致记录/再现特性恶化。
发明内容
本发明是鉴于以上问题而提出的，其目的在于提供一种以凹凸图形形成记录层、面记录密度高且可确实得到良好的记录/再现特性的可靠性高的磁记录介质以及具有这种磁记录介质的磁记录再现装置。
本发明通过利用填充记录层的凹凸图形的凹部的非磁性材料覆盖记录层的非记录要素来实现上述目的。
通过这样，由非磁性材料和保护层的至少一方可以完全覆盖非记录要素。因此，例如即使在非记录要素上形成保护层厚度不充分的部分，该部分下的非记录要素被非磁性材料覆盖，保护其不被大气中的氧等腐蚀。而且，在非记录要素上，相比于记录要素上，记录层和磁头的磁空间仅大非磁性材料的厚度，由于非记录要素不进行数据的记录/再现，故实用上没有问题。此外，由于记录要素和磁头的磁空间不变大，故可以得到较好的记录/再现特性。
即，根据下述本发明，可以解决上述问题。
(1)、一种磁记录介质，其特征在于，包括具有中心孔的基板；记录层，其在该基板上以规定的凹凸图形形成，具有在该凹凸图形的凸部中作为外周和内周的至少一方的端部的凸部而形成的非记录要素和作为其它区域的凸部而形成的记录要素；非磁性材料，其填充该记录层的凹凸图形的凹部，并覆盖上述非记录要素；在上述记录层和上述非磁性材料之上形成的保护层。
(2)、一种磁记录介质，其特征在于，包括基板；记录层，其在该基板上以规定的凹凸图形形成，具有在该凹凸图形的凸部中作为外周的端部和中央部的至少一方的凸部而形成的非记录要素和作为其它区域的凸部而形成的记录要素；非磁性材料，其填充该记录层的凹凸图形的凹部，并覆盖上述非记录要素；在上述记录层和上述非磁性材料之上形成的保护层。
(3)、如(1)或(2)所述的磁记录介质，其特征在于，上述保护层与上述记录要素接触。
(4)、如(1)或(2)所述的磁记录介质，其特征在于，上述非磁性材料配置在上述记录层之上的整个面上，并且，在上述非记录要素之上形成得比上述记录要素之上厚。
(5)、如(1)至(4)中任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述非磁性材料是氧化物、氮化物、碳化物的其中之一。
(6)、如(1)至(5)中任一项所述的磁记录介质，其特征在于，上述非记录要素上面的最小宽度比上述记录要素上面的最小宽度宽。
(7)、一种磁记录再现装置，其特征在于，包括(1)～(6)中任一项所述的磁记录介质、以及用于对该磁记录介质进行数据的记录/再现的磁头。
此外，在本申请中，所谓“在基板上以规定的凹凸图形形成的记录层”，是指连续记录层以规定的图形被划分为多个记录要素、非记录要素的记录层之外，还包括由连续记录层以规定的图形被部分地划分而一部分连续的记录要素、非记录要素构成的记录层；或者，例如像螺旋状的漩涡形状的记录层那样，与基板上的一部分连续形成的记录层；形成凸部和凹部双方的连续的记录层。
此外，在本申请中，所谓“作为外周的端部的凸部而形成的非记录要素”，是指在记录层的凸部中，作为记录层的外周的端部，在与基板的外周最近的位置上形成的凸部，该外周并不被限定为与基板的外周一致。“作为内周的端部的凸部而形成的非记录要素”也同样。
而且，本申请中所说的用语“磁记录介质”，不限定为只利用磁性进行信息的记录、读取的硬盘、floppy(注册商标)软盘、磁带等，也包含磁和光并用的MO(磁光盘)等光磁记录介质、磁和热并用的热辅助型的记录介质。
根据本发明，可以实现记录层以凹凸图形形成、面记录密度高、并能确实得到较好的记录/再现特性的可靠性高的磁记录介质。
图1是示意性示出本发明第一实施方式的磁记录再现装置的主要部分的大致结构的立体图。
图2是示意性示出该磁记录再现装置的磁记录介质的结构的侧剖视图。
图3是放大并示意性示出该磁记录介质的外周附近的结构的侧剖视图。
图4是示意性示出本发明第二实施方式的磁记录介质的结构的侧剖视图。
图5是放大并示意性示出该磁记录介质的外周附近的结构的侧剖视图。
图6是示意性示出本发明第三实施方式的磁记录介质的结构的侧剖视图。
图7是示意性示出该磁记录介质的制造工序的保持方法的一例的侧剖视图。
具体实施例方式
下面参照附图详细说明本发明的较佳实施方式。
如图1所示，本发明第一实施方式的磁记录再现装置10包括磁记录介质12、以及用于对磁记录介质12进行数据的记录/再现的磁头14，并在磁记录介质12的结构方面具有特征。针对其它结构，由于对本发明的理解并不特别必要，所以适当省略说明。
另外，磁记录介质12在中心孔12A由卡盘16固定，与该卡盘16一起自由旋转。此外，磁头14安装在臂18的前端附近，臂18以自由转动的方式安装在基座20上。这样，磁头14可以在磁记录介质12的沿着径向的圆弧轨道接近磁记录介质12的表面而运动。
如图2所示，磁记录介质12是垂直记录型的离散磁道介质，其包括具有中心孔的圆板形状的基板22；在该基板22上以规定的凹凸图形形成，具有在该凹凸图形的凸部中、作为外周和内周的端部的凸部而形成的非记录要素24B和作为其它区域的凸部而形成的记录要素24A的记录层24；填充记录层24的凹凸图形的凹部并覆盖非记录要素24B的非磁性材料26；在记录层24和非磁性材料26上形成的保护层28。
而且，磁记录介质12分为数据区域和伺服区域(图中省略)。数据区域和伺服区域交互设置在磁记录介质12的圆周方向(数据磁道的圆周方向)上。
记录层24的厚度为5～30nm。作为记录层24的材料可以采用CoCrPr合金等的CoCr类合金、FePt类合金、它们的积层体、SiO2等氧化物类材料中呈矩阵状包含有CoPt等铁磁性颗粒的材料等。
记录要素24A，在数据区域中，在径向上以细微间隔的同心圆状的磁道形状而形成，图2是将其示出的沿径向的侧剖视面。此外，记录要素24A，在伺服区域中，以规定的伺服信息的图形形状而形成(图中未示)。
外周的端部的非记录要素24B为沿着基板22的外周的圆环形状，在径向的宽度为10～500μm。另一方面，内周的端部的非记录要素24B为沿着基板22的中心孔12A的圆环形状，在径向的宽度为100～1500μm。非记录要素24B上面的径向的宽度(最小宽度)比记录要素24A上面的径向的宽度(最小宽度)宽。
作为基板22的材料可以采用由玻璃、NiP覆盖的Al合金、Si、Al2O3等非磁性材料。
作为非磁性材料26的材料可以采用SiO2、Al2O3、TiO2、铁氧体等氧化物、AlN等氮化物、SiC等碳化物等。
保护层28的厚度为1～5nm。保护层28与记录要素24A接触在一起。作为保护层28的材料可以采用例如被称为类金刚石碳的硬质碳膜等。此外，本申请中“类金刚石碳”(下面称为“DLC”)这样的用词的意思是，采用碳作为主要成分，为非晶结构，维氏硬度测定为2×109～8×1010Pa左右的硬度的材料。
在保护层28上形成润滑层30。润滑层30的厚度为1～2nm。作为润滑层30的材料可以采用PFPE(全氟聚醚)和冯步林(フオンブリン)类润滑剂等。
在基板22和记录层24之间，从基板22侧按顺序形成基底层32、反铁磁性层34、软磁性层36、取向层38。基底层32的厚度为2～40nm。作为基底层32的材料可以采用Ta等。反铁磁性层34的厚度为5～50nm。作为反铁磁性层34的材料可以采用PtMn金、RuMn合金等。
软磁性层36的厚度为50～300nm。作为软磁性层36的材料可以采用Fe(铁)合金、Co(钴)非晶合金、铁氧体等。而且，软磁性层36可以为具有软磁性的层和非磁性层的积层结构。取向层38的厚度为2～40nm。作为取向层38的具体材料可以采用非磁性的CoCr合金、Ti、Ru、Ru和Ta的积层体、MgO等。
接着，说明磁记录介质12的作用。
磁记录介质12，由于非记录要素24B被非磁性材料26覆盖，所以例如图3所示，即使在非记录要素24B上形成保护层28的厚度不充分的部分，该部分之下的非记录要素24B通过非磁性材料26，也保护其不被大气中的氧等腐蚀。此外，由于非磁性材料26是氧化物、氮化物、碳化物等，故在化学上稳定，即使与大气中的氧等接触也不被腐蚀。此外，在非记录要素24B上，与记录要素24A之上相比，记录层24和磁头14的磁空间仅大非磁性材料26的厚度部分，但是由于非记录要素24B不进行数据的记录/再现，所以实用上没有问题。另外，记录要素24A与保护层28接触，由于记录要素24A和磁头14的磁空间并不变大，所以可得到较好的记录/再现特性。
此外，由于非记录要素24B上面的最小宽度比记录要素24A上面的最小宽度大，因此不易产生设置在非记录要素24B上的非磁性材料26的剥离和脱落。
另外，磁记录介质12，由于记录层24的凹凸图形的凹部由非磁性材料26填充，表面的凹凸小，故磁头14的浮动高度稳定，在这一点上也能得到较好的记录/再现特性。
另外，磁记录介质12，由于记录要素24A在数据区域中以磁道形状而形成，所以不易产生对与记录对象的磁道相邻的其它磁道的记录和再现时的串扰等问题。
另外，磁记录介质12，由于记录要素24A之间被分割，在记录要素24A之间的凹部中不存在记录层24，因此不会从凹部产生噪声，从这一点上也能得到较好的记录/再现特性。
在此简单说明磁记录介质12的制作方法。首先，在基板22上利用溅射法按顺序形成基底层32、反铁磁性层34、软磁性层36、取向层38、连接记录层(未加工的记录层24)、第一掩模层和第二掩模层，进一步利用旋涂法涂敷抗蚀剂层。此外，作为第一掩模层的材料可以采用例如C(碳)，作为第二掩模层的材料可以采用例如Ni(镍)。
接着，在抗蚀剂层上利用纳米印刻法转印凹凸图形，通过将O2气体作为反应气体的反应性离子蚀刻，去除凹部底部的抗蚀剂层，通过作为加工用气体而使用了Ar气体的离子束蚀刻，去除凹部底部的第二掩模层，进一步，通过将O2气体作为反应气体的反应性离子蚀刻，去除凹部底部的第一掩模层。
然后，通过作为加工用气体而使用Ar气体的离子束蚀刻，在厚度方向去除凹部底部的连接记录层，形成被划分为记录要素24A和非记录要素24B的记录层24。
接着，通过溅射法在表面成膜非磁性材料26，填充记录层24的凹凸图形的凹部。非磁性材料26按照记录层26的凹凸图形而以凹凸图形进行成膜，在非记录要素24B上形成比记录要素24A上宽度大的凸部。
另外，在使被加工体旋转的同时，通过作为加工用气体使用Ar气体的离子束蚀刻，从斜侧照射Ar气体，同时去除记录要素24A上剩余的非磁性材料26而使表面平坦化。由于如离子束蚀刻这样的干式蚀刻，相比于凹部，相对于凸部的蚀刻率高，而且相比于面积大的凸部，相对于面积小的凸部的蚀刻率高，故去除记录要素24A上剩余的非磁性材料26，在设置记录要素24的区域中即使表面平坦化，在非记录要素24B上也残留有非磁性材料26。
另外，通过利用CVD法而成膜保护层28，利用浸渍法成膜润滑层30，从而得到上述磁记录介质12。
接着，说明本发明第二实施方式。
本第二实施方式的磁记录介质40，相对于上述第一实施方式的磁记录介质12的保护层28与记录要素24A相接触，如图4所示，非磁性材料26设置在记录层24上，并且，相比于记录要素24A之上，在非记录要素24B之上形成得更厚。而关于其它结构，由于与上述磁记录介质12相同，故赋予与图2和图3相同的附图标记，而省略了说明。
以填充记录要素24A间的凹部的非磁性材料26的上面和记录要素24A的上面一致的方式使这些非磁性材料26和记录要素24A的上面平坦化并不容易，即使在它们之上形成保护层28、润滑层30，表面也容易成为在某种程度上反映了记录层24的凹凸图形的凹凸形状。
相对于此，如果像磁记录介质40那样在整个面上设置非磁性材料26，非磁性材料26上面的平坦化变得容易，表面也容易成为平坦的形状。从而，可以确实得到磁头14稳定的浮动特性。
另外，由于非磁性材料26，相比于记录要素24A上，非记录要素24B上形成得更厚，所以例如图5所示那样在非记录要素24B上形成保护层28厚度不充分的部分的情况下，保护该部分之下的非记录要素24B不被大气中的氧等腐蚀的效果好。另外，在非记录要素24B上，相比于记录要素24A之上，记录层24和磁头14的磁空间仅大非磁性材料26的厚度的差的部分，由于非记录要素24B不进行数据的记录/再现，所以实用上不存在问题。
此外，磁记录介质40在记录要素24A上也设置了非磁性材料26，在记录层24上的非磁性材料26不是用来补充保护层28对记录要素24A的保护效果，记录要素24A上的非磁性材料26很薄也足够。从而，非磁性材料26和保护层28的合计厚度可以与上述磁记录介质12的保护层28相等，可以实现与上述磁记录介质12相等的磁空间，得到与上述磁记录介质12同样的较佳的记录/再现特性。
接着，说明本发明的第三实施方式。
相对于上述第一实施方式的磁记录介质12具有中心孔12A，本第三实施方式的磁记录介质50是没有中心孔的圆板形状，其中央部形成圆板形的非记录要素24B。该中央部的非记录要素24B的直径为200～3000μm。而关于其它结构，由于与上述磁记录介质10相同，故赋予与图2和图3相同的附图标记而省略了说明。此外，图中的附图标记CL表示磁记录介质50的中心轴线。
由此，即使在没有中心孔的磁记录介质50，通过以覆盖非记录要素24B的形式形成非磁性材料26，在非记录要素24B上形成保护层28厚度不充分的部分的情况下，该部分之下的非记录要素24B也通过非磁性材料26而保护其不被大气中的氧等腐蚀。
另外，制作没有中心孔的磁记录介质时，如图7所示，将被加工体5在中央部利用一对夹具54A和54B从两侧夹住而进行保持，形成保护层28，此时，在中央部的与夹具54A和54B接触的部分，在非记录要素24B上没有形成保护层28。从而具有如下优点，即，即使在中央部，通过在非记录要素24B上设置非磁性材料26，在中央部的与夹具54A和54B接触的部分之下的非记录要素24B通过非磁性材料26而保护其不被大气中的氧等腐蚀。
而且，没有中心孔的磁记录介质被安装入磁记录再现装置时，在中央部通过粘接剂而固定在旋转轴等上。从而，在中央部，通过在非记录要素24B上设置非磁性材料26，加固了由粘接剂固定的部分，能够实现抑制在该部分产生龟裂等，而抑制记录层24的腐蚀的产生、扩展。
而且，上述第一和第三实施方式中，不仅外周端部的非记录要素24B，而且内周端部(或中央部)的非记录要素24B也被非磁性材料26覆盖，但是也可以在保护层28的形成工序中，只在外周端部、内周端部(或中央部)的任一方，在被加工体由夹具等保持的情况下，只在由夹具等保持的一方的端部(或中央部)，用非磁性材料26覆盖非记录要素24B。
同样在上述第二实施方式中，在外周端部、内周端部双方的非记录要素24B上，非磁性材料26形成得比在记录要素24A上厚，但是也可以在保护层28的形成工序中，只在外周端部、内周端部的任一方，在被加工体由夹具等保持的情况下，只在由夹具等保持的一方的端部的非记录要素24B上，非磁性材料26形成得比在记录要素24A上厚。
此外，上述第一～第三实施方式中，虽然在基板22和记录层24之间形成了基底层32、反铁磁性层34、软磁性层36、取向层38，但是基板22和记录层24之间的层的结构只要根据磁记录介质的种类和要求适当变化即可。例如可以省略基底层32和反铁磁性层34，而在基板22上直接形成软磁性层36。另外，可以省略取向层38，而在软磁性层36上直接形成记录层24。
此外，虽然在上述第一～第三实施方式中，磁记录介质12、40、50是垂直记录型的磁记录介质，但是本发明也可适用于面内记录型的磁记录介质。
此外，虽然在上述第一～第三实施方式中，磁记录介质12、40、50在基板22的一个面上形成记录层24等，但本发明也可适用于在基板的两面形成记录层等的两面记录式的磁记录介质。
此外，虽然在上述第一～第三实施方式中，磁记录介质12、40、50是在数据区域中，记录要素24A以细微的间隔并列设置在磁道的径向上的离散磁道型的磁盘，但本发明当然也可适用于记录要素在磁道的圆周方向(扇形的方向)上以细微的间隔并列设置的磁盘、在磁道的径向和圆周方向两个方向上以细微的间隔并列设置的磁盘，磁道呈螺旋形状的磁盘。此外，本发明对MO等光磁盘、磁和热并用的热辅助型的磁盘、进一步具有圆形的盘形状以外的凹凸图形的记录层的其它磁记录介质也适用。
本发明可以利用于例如离散磁道介质、图形化介质等记录层以凹凸图形形成的磁记录介质。
权利要求
1.一种磁记录介质，其特征在于，包括具有中心孔的基板；记录层，其在该基板上以规定的凹凸图形形成，具有在该凹凸图形的凸部中作为外周和内周的至少一方的端部的凸部而形成的非记录要素和作为其它区域的凸部而形成的记录要素；非磁性材料，其填充该记录层的凹凸图形的凹部，并覆盖上述非记录要素；在上述记录层和上述非磁性材料之上形成的保护层。
2.一种磁记录介质，其特征在于，包括基板；记录层，其在该基板上以规定的凹凸图形形成，具有在该凹凸图形的凸部中作为外周的端部和中央部的至少一方的凸部而形成的非记录要素和作为其它区域的凸部而形成的记录要素；非磁性材料，其填充该记录层的凹凸图形的凹部，并覆盖上述非记录要素；在上述记录层和上述非磁性材料之上形成的保护层。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，上述保护层与上述记录要素接触。
4.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于，上述保护层与上述记录要素接触。
5.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，上述非磁性材料配置在上述记录层之上的整个面上，并且，在上述非记录要素之上形成得比上述记录要素之上厚。
6.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于，上述非磁性材料配置在上述记录层之上的整个面上，并且，在上述非记录要素之上形成得比上述记录要素之上厚。
7.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，上述非磁性材料是氧化物、氮化物、碳化物的其中之一。
8.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于，上述非磁性材料是氧化物、氮化物、碳化物的其中之一。
9.根据权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，上述非记录要素上面的最小宽度比上述记录要素上面的最小宽度宽。
10.根据权利要求2所述的磁记录介质，其特征在于，上述非记录要素上面的最小宽度比上述记录要素上面的最小宽度宽。
11.一种磁记录再现装置，其特征在于，包括权利要求1～10中任一项所述的磁记录介质、以及用于对该磁记录介质进行数据的记录/再现的磁头。
全文摘要
本发明提供一种磁记录介质，其记录层以凹凸图形形成，面记录密度高，并可确实得到较好的记录/再现特性，可靠性高。磁记录介质(12)包括记录层(24)，其在基板(22)上以规定的凹凸图形形成，具有在该凹凸图形的凸部中作为外周和内周的端部的凸部而形成的非记录要素(24B)和作为其它区域的凸部而形成的记录要素(24A)；非磁性材料(26)，其填充凹凸图形的凹部，并覆盖非记录要素(24B)；在记录层(24)和非磁性材料(26)上形成的保护层(28)。
文档编号G11B5/72GK1773610SQ20051009909
公开日2006年5月17日 申请日期2005年9月7日 优先权日2004年11月10日
发明者服部一博, 岛川和也 申请人:Tdk股份有限公司