专利名称：磁记录设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有非连续磁道的磁记录介质、具有该磁记录介质的磁记录设备和用于生产该磁记录介质的压模。
背景技术：
最近几年，对于非连续磁道介质投入了许多关注，该非连续磁道介质中，相邻的记录磁道由凹槽或非磁性材料形成的保护带分离以减少相邻磁道之间的磁性干扰，因此能够进一步提高磁记录介质的记录密度。为了生产这样的非连续磁道介质，磁性层的图形应该最好通过使用压模的压印方法来形成。在这种情况下，如果相应于伺服区的信号的磁性层的图形以及记录磁道的图形通过使用压印方法形成的话，就有可能不需要伺服磁道写的过程，导致成本的降低。
一参考文件涉及非连续磁道介质的伺服区Sz中的位置检测标记(地址部分)(日本专利申请公开公告号2004-110896)。但是，先有技术没有考虑位置检测标记(地址部分)的精细结构对信号质量带来的不利影响。
本发明的发明人研究了非连续磁道介质的从伺服区获得的地址信号的质量。结果发现，在一些情况下，地址信号的质量由于高噪声水平因此是不足的。一个可能的原因是，在两个用作伺服区上地址位的相应于两个相邻记录磁道的磁性图形被设置成使一个磁性图形的一角几乎与另一个磁性图形的一角点接触的情况下，磁通被集中在磁性图形的角上。磁通的集中可能使磁场的泄漏增加，转而可能增加噪声。此外，当用作地址位的两个磁性图形的角结合在一起时，磁信号将被增宽。这将难以辨别两个磁性图形。
发明内容
根据本发明的一个方面的磁记录介质包括基板和包含基板上的磁性图形的磁性层，所述磁性层包括构成记录磁道和伺服区的数据区，其中所述伺服区的磁性图形用作地址位，其中，在相应于两个相邻记录磁道的伺服区上的两个用作地址位的磁性图形以一个磁性图形的一角最接近于另一个磁性图形的一角这样的方式排列的情况下，两个磁性图形的角基本彼此分离。
根据本发明的另一个方面的磁记录设备包括包括基板和包含基板上的磁性图形的磁性层的磁记录介质，所述磁性层包括构成记录磁道和伺服区的数据区，其中所述伺服区的磁性图形用作地址位；和构造成当在所述磁记录介质上飞行时从所述磁记录介质读取信号的磁头；其中，在相应于两个相邻记录磁道的伺服区上的两个用作地址位的磁性图形以一个磁性图形的一角最接近于另一个磁性图形的一角这样的方式排列的情况下，两个磁性图形的角基本彼此分离。在上述设备中，两个磁性图形之间的最小距离最多是相应于磁头的平均飞行高度的距离的四倍长。
根据本发明的另一个方面还提供了一种用于用压印方法制造上述磁记录介质的压模，所述压模包括相应于磁记录层上的磁性图形的凸出和凹部的图形。
根据本发明的另一个方面还提供了一种制造用于用压印方法制造上述磁记录介质的压模的方法，所述方法包括在基板上涂覆正或负抗蚀剂；将所述基板放在具有使轴至少在一个方向上移动的旋转机构和移动机构的平台上；用来自轴的一点上的辐射照射正或负抗蚀剂，以利用径向排列的多个曝光和非曝光部分形成地址信号，其中来自多个曝光和非曝光部分的一端的一个或多个部分被省略；显影所述抗蚀剂；和在经显影的基板上电成型金属膜，然后剥离所述金属膜。
图1是显示根据本发明的实施例的磁记录设备的透视图；图2是显示根据本发明的实施例的磁盘中的磁性图形实例的平面图；图3是显示根据本发明的实施例的磁盘中用作地址位的分离的磁性图形的平面图；图4是通过模拟两个相邻的磁性图形的角被分离的情况和该角未被分离的情况显示读信号输出随时间的变化的图表；图5是示意性地显示磁盘的记录密度和磁头飞行高度之间的关系的图表；图6是显示磁头在磁盘上飞行的状态的示意图；图7是显示其中磁通围绕磁性图形的外周边传播的区域的示意图；图8是显示根据本发明的实施例的磁盘中的磁性图形的另一个实例的平面图；图9A，9B，9C，9D，9E，9F是显示用于制造本发明的实例中使用的压模的方法的截面图；图10A，10B，10C，10D，10E，10F是显示用于制造本发明的实例中的磁盘的方法的截面图；图11是显示本发明的实例的磁盘中用作地址位的分离的磁性图形的平面图；图12是显示用于制造如图11所示的磁性图形的压模的凸出图形的平面图；图13是显示比较例的磁盘中用作地址位的磁性图形的平面图；图14是显示用于制造如图13所示的磁盘的压模的凸出图形的平面图。
具体实施例方式
根据本发明的实施例的磁记录设备将参考图1进行说明。磁记录设备包括磁盘71、包括磁头的磁头滑动器76、支撑磁头滑动器76的磁头悬架组件(悬架75和致动臂74)、音圈电机(VCM)77以及电路板；所有这些部件都设置在机架70内。
磁盘71被安装在主轴电动机72上并通过主轴电动机72被驱动旋转。各种数字数据在垂直的磁记录系统中被记录到磁盘71。结合在磁头滑动器76中的磁头被称之为包括单磁极结构的写磁头和使用屏蔽MR读元件(GMR膜、TMR膜等)的读磁头的集成磁头。悬架75固定在致动臂74的一端支撑磁头滑动器76以便面对磁盘71的记录表面。致动臂74附接到枢轴73。音圈电机(VCM)77设置在致动臂74的另一端。音圈电机(VCM)77驱动磁头悬架组件以将磁头定位在磁盘71的任意径向位置处。电路板包括磁头IC以产生用于音圈电机(VCM)的驱动信号以及用于控制由磁头执行的读写操作的控制信号。
本发明中使用的磁盘被称之为非连续磁道介质。该非连续磁道介质具有形成在基板上的磁性层，其中每一个都包括构成记录磁道的磁性图形的数据区和每一个都在磁道方向上形成在数据区之间并包括用作地址位的磁性图形的伺服区被包含在磁性层的平面内。这些磁性图形通过槽或非磁性材料相互分离。
图2显示了形成在磁盘71表面上的磁性图形的实例。如图2所示，伺服区20和数据区30在圆周方向上交替形成。伺服区20包括前序部21、地址部22和分段部23；每一个这些区域都由磁性层的图形形成。伺服区20除了这些部分外还可以包括间隙部，或这些部分可以以不同的次序或排列方式排列。数据区30具有由磁性层的图形组成的记录磁道31以及由槽或非磁性材料组成的保护带32，记录磁道31和保护带32在半径方向上交替形成。在如图2所示的这种显微范围中，半径方向和圆周方向被描绘成相互正交。然而，伺服区可以在磁盘中整体形成圆弧形以便与磁头滑动器的致动臂的轨迹对应。此外，磁性层的图形可以取决于径向位置而变化。
在本发明的实施例中，在对应于两个相邻记录磁道的伺服区上用作地址位的两个磁性图形以一个磁性图形的一角与另一个磁性图形的一角最接近这样的方式排列，两个磁性图形的角基本分离。
伺服区22中的地址部的磁性图形的结构将参考图3进行说明。图3显示了用作记录磁道m的地址位的磁性图形22a和用作邻接记录磁道m+1的地址位的磁性图形22b和22c。22a、22b和22c的角度位置分别为θ、θ-1和θ+1。磁性图形22a的一角被排列成与磁性图形22b的一角最接近，且磁性图形22a和22b的角通过间隔J相互分离。同样，磁性图形22a的一角被排列成与磁性图形22c的一角最接近，且磁性图形22a和22c的角通过间隔J相互分离。
如图3所示的用作地址位的磁性图形之间的位置关系概括如下。磁性图形22a和22b之间的位置关系为，磁道m和角度位置θ的信号与磁道m+1和角度位置θ的信号以及磁道m和角度位置θ-1的信号不同、而磁道m和角度位置θ的信号与磁道m+1和角度位置θ-1的信号相同。磁性图形22a和22c之间的位置关系为，磁道m和角度位置θ的信号与磁道m+1和角度位置θ的信号以及磁道m和角度位置θ+1的信号不同、而磁道m和角度位置θ的信号与磁道m+1和角度位置θ+1的信号相同。具有这种位置关系的两个磁性图形使它们的角被排列成相互最接近。在这种情况下，具有磁道m和角度位置θ的磁性图形(22a)的一角与具有磁道m+1和角度位置θ-1的磁性图形(22b)或具有磁道m+1和角度位置θ+1的磁性图形(22c)的一角基本分离。
当用作地址位的两个邻接磁性图形的角被如上所述相互分离时，在磁性图形角处的磁通量的集中程度被减少。这样就减少了噪声以提供高质量的地址信号。这样的知识已经通过模拟提供。下面将参考图4说明由本发明人实现的模拟。
在图4中，显示在右边的(1)、(2)和(3)显示了三种类型的磁性图形，其中它们最接近的角以不同方式排列。在图4的右边所示的(1)、(2)和(3)中，横向对应于半径方向，与上述方向交叉的方向对应于圆周方向。在(1)中角在理想点接触。在(2)中角被连接。在(3)中角被分离(本发明)。
图4中的图表显示了当磁头在半径方向上从下(磁道m)行进到上(磁道m+1)时获得的时间和读信号输出之间的关系。模拟在20mm的半径位置处磁头在以4,200rpm旋转的磁盘上飞行的条件下执行。在图表中，(a)表示磁头在磁道m的磁性图形的下方位置的情况，(b)表示磁头在磁道m的磁性图形和磁道m+1的磁性图形之间的中间位置的情况，以及(c)表示磁头在磁道m+1的磁性图形的上方位置的情况。
如果磁性图形中的变化在读信号的基础上被确定，那么当读磁头在两个邻接磁性图形之间的中间位置时获得参考读信号。在角在理想点接触的图形(1)中，两个磁性图形可以基于读信号的波形被充分地相互区分。这里，如图4中的(1)所示，表述“在理想点接触”表示“角在不具有宽度的一点(该点就这种意义来说是理想的)上接触”。在连接的图形(2)中，来自连接部分的磁场被觉察并将噪声加入到读信号中。因此，结果信号极大地偏离参考信号，因此增大了图形确定的错误因素。相反，在分离的图形(3)中，获得的读信号处于等于或略大于用角在理想点接触的图形(1)获得的信号的电平。因此，在情况(3)中几乎没有噪声被加入到信号，从而能够使两个磁性图形被正确地相互区分。
在本发明的实施例中，最好将两个磁性图形之间的间隔的最小距离L设置为对应于磁头的平均飞行高度h的距离的最多四倍。这里，磁头的平均飞行高度h基本上取决于磁盘的记录密度。图5示意性地显示了磁盘的记录密度和磁头的飞行高度之间的关系。最小距离L被设置为对应于磁头平均飞行高度h的距离最多四倍的原因将参考图6和图7说明。图6是显示磁头76a在磁盘71上飞行的示意图。来自磁性图形22a的磁通到达磁头76a，在大于磁性图形22a的物理面积的区域上扩展。磁通的扩展程度与从磁性图形22a的端部测量的磁头的平均飞行高度h一样大。图7显示了磁通在两个磁性图形的外围扩展的区域。从图中可以看出，如果两个磁性图形之间的间隔的最小距离大于对应于磁头的平均飞行高度h的距离的四倍，那么当磁头通过两个磁性图形之间的间隔时，信号强度可能降低或磁头错误地确定没有数位。相反，如果满足条件0＜L≤4h，那么考虑到来自磁性图形的磁通向飞行中的磁头的扩展，使来自两个磁性图形的磁通适当重叠。此外，几乎没有噪声被加入到读信号。
图8显示形成在磁盘71表面上的磁性图形的另一个实例。在图2中，分段(校注同上)ABCD被设置为一个部分。相反，在图8中，分段部被分割成第一分段部(AB)25和第二分段部(CD)26。在第一分段部25和第二分段部26中，如图8所示，邻接的两个磁性图形可能被排列成一个磁性图形的一角与另一个磁性图形的一角最接近，如同在地址部22中的情况。因此，在具有如图8所示的这种伺服区的磁盘中，不仅在地址部22中而且在第一分段部25和第二分段部26中，两个磁性图形的角最好都如图3所示地被相互分离。
为了如图3所示地使磁性图形的角相互分离，使用具有对应于磁性图形的突出和凹槽的图形的压模来实现压印。压模具有突出的图形，其中对应于磁记录介质中的磁性图形的角之间的间隔的部分被连接在一起。
下面将说明本发明的实例。
(实例)本实例的磁盘根据图9A到9F以及图10A到10F所示的处理过程制作。该磁盘在半径范围在5mm和10mm之间的数据区中具有100KTPl(每英寸磁道)的磁道密度。一个磁道包括120个扇区。一个扇区对应于10,000个字节。
图11显示了地址部22的一部分，其为一个扇区中的伺服区的一部分。该图显示了用作地址位的两个磁性图形以一个磁性图形的一角与另一个磁性图形的一角最接近这样的方式排列，两个磁性图形的角通过间隔J相互分离。本实例被设计成使地址位之间的间隔J的最小距离为40nm。对应于磁头的平均飞行高度的距离为15nm。
如图12所示，为了制造具有这种伺服区的磁盘，使用具有对应于磁盘上的磁性图形的突出和凹槽的图形的压模来实现压印。在通过压印和随后的处理过程形成的磁性层的突出和凹槽的图形中，凹槽可以被填入非磁性材料以使其表面变平。
下文将详尽说明一种在该实例中用于制造磁盘的方法。
首先，使用图9A到9C中所示的方法制作压模。
如图9A所示，用六甲基二矽酸盐(hexamethyl disilazane)(HMDS)表面处理用作压模的主盘基板的6英寸硅晶片1。另一方面，由ZEON公司制造的抗蚀剂ZEP-520用苯甲醚稀释到二分之一浓度，随后用0.2-μm薄膜过滤器过滤。用抗蚀剂溶液旋转涂覆硅晶片1，接着在200℃预烘干三分钟，从而形成大约0.1μm厚的抗蚀剂层2。
如图9B所示，使用具有ZrO/W热场发射型电子枪发射器的电子束光刻设备以50kV的加速电压将需要的图形直接绘制在硅晶片1上的抗蚀剂层2上。在绘制过程中，使用产生形成伺服图形、分段图形、地址图形和磁道图形的信号，发送到绘制设备的平台驱动系统(称之为具有用于至少在一个方向上移动的轴的移动机构和旋转机构的X-θ平台驱动系统)的信号以及以同步方式控制电子束偏转的信号的信号源。在该处理过程中，所实现的绘制使得在对应于两个邻接的记录磁道的伺服区上用作地址位的两个磁性图形以一个磁性图形的一角与另一个磁性图形的一角最接近这样的方式排列的地点，两个磁性图形的角基本上相互分离。在绘制处理过程中，使平台以500mm/s的恒定线性速率(CLV)旋转并在半径方向上移动。电子束在每次旋转中进行偏转以将磁道区域绘制入同心圆。平台每次旋转移动25.4nm以便具有对应于一个地址位的宽度的一个磁道通过10次旋转而形成。电子束光刻设备的信号经过处理，以便当用作地址位的两个磁性图形以一个磁性图形的一角与另一个磁性图形的一角最接近这样的方式排列时，不为图形最接近侧的形成进行曝光。
下面将概述上述处理过程。压印基板被涂覆正抗蚀剂。基板被放置在具有用于至少在一个方向上移动的轴的移动机构和旋转机构的平台上。正抗蚀剂被曝光于从轴上一个位置发射的光。这里，在用多个位于半径方向上的曝光部分形成一个地址信号的过程中，来自多个曝光部分的端部的一个或多个曝光部分被省略。
对于负抗蚀剂，在用多个位于半径方向上的非曝光部分形成一个地址信号的过程中，来自多个非曝光部分的端部的一个或多个非曝光部分被省略。
如图9C所示，将硅晶片1浸入ZED-N50(由ZEON公司制造)中90秒以显影抗蚀剂2。随后将该晶片浸入ZMD-B(由ZEON公司制造)中并漂洗90秒。随后该晶片在空气下干燥以产生抗蚀剂主版5。
如图9D所示，由镍构成的传导膜6通过溅射淀积在抗蚀剂主版5上。具体地，纯镍被用作靶并使腔抽到8×10-3Pa的真空。通过将氩气引入腔中而使腔的压力调整到1Pa。在该腔中，施加400-W DC的电源以执行40秒的溅射从而淀积大约30nm厚的传导膜6。
如图9E所示，带有传导膜6的抗蚀剂主版5被浸入镍氨基磺酸盐电镀溶液(由昭和化学株式会社制造的NS-160)中。抗蚀剂主版5被电成型90分钟以形成大约300μm厚的镍电成型膜7。电成型的条件如下镍氨基磺酸盐600g/L，硼酸40g/L，表面活性剂(硫酸月桂酯钠(sodium lauryl sulfate))0.15g/L，液体温度55℃，pH4.0电流密度20A/dm2。
如图9F所示，电成型膜7和传导膜6从抗蚀剂主版5与在其上附着的抗蚀剂的残余物一起被剥落。用氧等离子灰化去除抗蚀剂残留。具体地，将氧气以100ml/min引入腔中并将腔中的压力调整到4Pa。接着，在腔中施加100-W的电源以执行20分钟的等离子灰化。因此，提供了包括传导膜6和电成型膜7的父本压模。随后，使用金属刀片将父本压模的不必要部分冲切掉以获得压印压模8。该压模8具有图12所示的图形。在压模8中，对应于地址位的两个图形的角被连接在一起(该图形几乎与地址位相反)。
接着，用图10A到10F所示的方法制造磁盘。
如图10A所示，用丙酮使压模8受到超声波清洗15分钟。使压模8受到如下所述的处理以改进压印中的脱模能力。准备用乙醇稀释到5％浓度的氟硅烷[CF3(CF2)7CH2CH2Si(OMe)3](GE东芝硅酮株式会社制造的TSL8233)溶液。将压模8浸入到溶液中30分钟，接着使用吹风机吹走残余的溶液，随后使压模8在120℃退火一小时。
另一方面，通过溅射将磁记录层12淀积在由直径为0.85英寸的环形玻璃构成的磁盘基片11上。磁记录层12以4,000rmp的旋转速度旋转涂覆抗蚀剂15(由Rohm和Haas制造的S1801)。
如图10B所示，使压模8与磁盘基板11表面上的抗蚀剂15接触并以1,800bar的压力加压一分钟以将压模8的图形转印到抗蚀剂15。将被转印图形的抗蚀剂15用UV照射五分钟，随后在160℃烘烤30分钟。由于通过压印来形成突出和凹槽的处理过程，因此抗蚀剂残余留在凹槽的底部。
如图10C所示，在凹槽底部的抗蚀剂残余通过用氧气进行反应离子蚀刻(RIE)去除。如图10D所示，使用作为掩模的抗蚀剂15的图形通过氩离子铣削来蚀刻磁记录层12。如图10E所示，抗蚀剂15的图形通过氧RIE被剥离。如图10F所示，碳保护层13被淀积在磁记录层12的整个表面上。随后，将滑润剂施加到产生的磁盘上。如图10A所示的压模8中的凹槽对应于图10F中所示的介质上的突出的磁性图形。
如图10D所示，在上述磁盘介质中，磁记录层12在不存在抗蚀剂15掩模的部分被蚀刻到其底部。但是，可以通过在蚀刻进行到磁记录层12的底部之前停止氩离子铣削来制造具有含有突出和凹槽的磁记录层12的介质。或者，例如，可以通过在未设置磁性层12的基板上施加抗蚀剂、在基板的抗蚀剂上压印压模、蚀刻基板以在基板上形成突出和凹槽、以及在基板上淀积磁性膜的方法来制造介质。此外，在包括上述情况的任何情况下，槽可以被填入任何非磁性材料。
通过包括使用一个压模的压印处理过程的方法来制造一千个磁盘。使用压印处理过程的每个适当号码产生的磁盘来装配磁记录设备。通过检测地址信号对磁记录设备的性能进行试验。结果，对于包括在第1,000次压印处理过程中产生的磁盘的所有磁盘，都在内圆周位置和外圆周位置之间的范围内获得所需要的地址信号。
(比较例)在比较例中，用于电子束光刻的条件从上述实施例中的用于制造压模的方法中的条件发生变化。即，在电子束光刻中，当对应于伺服区上的地址部的部分中的两个突出图形以一个突出图形的一角与另一个突出图形的一角最接近这样的方式排列时，用于绘制这两个突出图形的电子束在被施加时稍微有所相互覆盖，在图形的边缘未执行省略曝光的处理过程。在其他方面中，与上述实施例中相似的处理过程被用于产生压模，然后使用该结果压模制造磁盘。
图14显示了在比较例中使用的压模的突出图形。如该图所示，所形成压模的两个邻接的突出图形的角几乎相互点接触。图13显示了根据比较例的使用该压模制造的磁盘的磁性图形。如该图所示，所形成磁盘的两个邻接的磁性图形的角几乎相互点接触。
如在实例的情况，通过包括使用一个压模的压印处理过程的方法来制造一千个磁盘。使用压印处理过程的每个适当号码产生的磁盘来装配磁记录装置。通过检测地址信号来测试该磁记录装置的性能。
结果，对于第500个磁盘，地址信号中的噪声增加或特别在内圆周部分检测到地址信号错误。用原子力显微镜(AFM)检查用于处理第500个磁盘后的压模。在对应于地址位的突出图形中未检测出缺陷。噪声增加的原因可能是因为，在内圆周部分中，数位长(在圆周方向上一个数位的长度)较短，以致来自地址位之间的接触点的噪声的影响比在外圆周部分中更显著。此外，对于第1000个磁盘，地址信号错误发生在从内圆周部分到外圆周部分的整个磁盘上。用AFM检查用于处理第1000个磁盘后的压模。接着，在对应于地址部的突出图形中的地址位之间的接触点中观测到缺陷。这可能因为重复的压印操作使地址位之间的部分变形而变得更厚，导致了来自地址位之间的接触点的噪声的不利影响。
在下文中将说明制造根据本发明的实施例的磁记录介质的另一种方法，以及用于根据本发明的实施例的磁记录介质中的各个层次的材料和层次的堆叠结构。
<压印方法>
除了参考图9A到图9F和图10A到图10F的实例中描述的方法外，也可使用一种在基板本身上类似使用压模形成凸出和凹部、然后在该基板上淀积磁性材料的方法来制造非连续磁道介质。磁头主要从排列在最靠近该磁头的位置的凸出上的磁性材料接收磁信号。不管使用什么方法来生产介质，凹部都可以用磁性材料填充，凹部可以是凹槽，或凹部可以用非磁性材料填充。尽管在批量生产和成本上不是最好，但在用压模形成凸出和凹部时可以施加热量、光或超声波。
<磁盘基板>
磁盘基板可以是例如玻璃基板、铝基合金基板、陶瓷基板、碳基板、具有氧化表面的硅单晶基板、或其表面上具有NiP层的任何所述基板。玻璃基板可由无定形玻璃或结晶玻璃形成。无定形玻璃包括钠钙玻璃、铝硅玻璃或类似物。结晶玻璃包括锂基结晶玻璃或类似物。陶瓷基板包括主要由氧化铝、氮化铝、氮化硅或类似物构成的烧结体、或通过纤维增强烧结体获得的材料。使用电镀或溅射在基板的表面上形成NiP层。
<软磁性下垫层>
当制造垂直的磁记录介质时，使用一种其中垂直的磁记录层形成在软磁性下垫层(SUL)上的所谓的垂直双层介质。在垂直双层介质中设置的该软磁性下垫层通过该层从记录磁极传送记录磁场，并将记录磁场返回到靠近磁极设置的返回磁轭。也就是，该软磁性下垫层提供写磁头的一部分功能，用以向记录层施加陡峭的垂直磁场以提高记录效率。
该软磁性下垫层由至少包含Fe，Ni，和Co中之一的高导磁率材料组成。这种材料包括诸如FeCo和FeCoV的FeCo基合金、诸如FeNi，FeNiMo，FeNiCr和FeNiSi的FeNi基合金、诸如FeAl，FeAlSi，FeAlSiCr，FeAlSiTiRu和FeAlO的FeAl基和FeSi基合金、诸如FeTa，FeTaC和FeTaN的FeTa基合金，以及诸如FeZrN的FeZr基合金。
该软磁性下垫层可以由具有微晶结构或含有诸如FeAlO，FeMgO，FeTaN和FeZrN的分散在基质中的精细颗粒，每种都包含60％或更多的Fe的粒状结构的材料组成。
该软磁性下垫层可以由诸如含有Co和Zr、Hf、Nb、Ta、Ti和Y中至少之一的Co合金的其他材料组成。该材料最好含有80％或更多的Co。当这样的Co合金通过溅射淀积时容易形成无定形层。由于没有磁晶各向异性、结晶缺陷和颗粒边界，无定形软磁性材料展示出非常好的软磁性。进而，无定形软磁性材料的使用减少了来自介质的噪声。优选的无定形软磁性材料包括例如CoZr基、CoZrNb基和CoZrTa基合金。
为了改进软磁性下垫层的结晶性或对于基板的粘附，另一个下垫层可以设置在该软磁性下垫层下。该下垫层的材料包括Ti、Ta、W、Cr、Pt及其合金以及含有上述金属的氧化物和氮化物。
由非磁性材料组成的中间层可以设置在软磁性下垫层和垂直磁记录层之间。该中间层用以破坏软磁性下垫层和记录层之间的交换耦合相互作用并控制记录层的结晶性。中间层的材料包括Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si及其合金以及含有上述金属的氧化物和氮化物。
为了防止尖峰噪声，软磁性下垫层可被分解成通过厚度为0.5到1.5nm的夹在其间的Ru层彼此反铁磁性地耦合的数个层。或者，软磁性下垫层可与由诸如CoCrPt、SmCo、FePt的带有平面内各向异性的硬磁性材料组成的闭合层(pinning layer)交换耦合。在这种情况下，为了控制交换耦合力，诸如Co的磁性层和诸如Pt的非磁性层被堆积在Ru层上。
<垂直磁记录层>
垂直磁记录层由例如主要包含Co、至少包含Pt、至少包含Cr，按需要包含Cr以及进一步包含氧化物(诸如硅氧化物和钛氧化物)的材料组成。在垂直磁记录层中，磁结晶颗粒最好形成柱形结构。在具有这样的结构的垂直磁记录层中，磁结晶颗粒具有良好的方向性和结晶性，能提供适合于高密度记录的信噪比(SNR)。氧化物的数量对获得上述结构很重要。Co、Pt和Cr的所有数量中氧化物的含量最好大于等于3mol％以及小于等于12mol％，大于等于5mol％和小于等于10mol％更好。如果在垂直磁记录层中氧化物的含量在这个范围之内，那么氧化物就被沉积在磁性颗粒的周围，能隔离磁性颗粒并减小它们的尺寸。如果氧化物的含量超出上述范围，那么留在磁性颗粒中的氧化物使方向性和结晶性降低。而且，氧化物被沉积在磁性颗粒的上方和下方以防止形成在其中磁性颗粒在垂直方向穿透垂直磁记录层的柱形结构。另一方面，如果氧化物的含量少于上述范围，那么磁性颗粒的隔离以及它们尺寸的减少就不足。这样就增加了读数据中的噪声，并不可能获得适合于高密度记录的信噪比(SNR)。
在垂直磁记录层中Pt的含量最好大于等于10％和小于等于25％。当Pt的含量在这个范围内时，垂直磁记录层提供所需的单轴磁各向异性常数Ku。而且，磁性颗粒显示出良好的结晶性和方向性，导致适合于高密度记录的热波动特性和读/写特性。如果Pt的含量超出上述范围，磁性颗粒中可能形成fcc结构层因此降低结晶性和方向性。另一方面，如果Pt的含量少于上述范围，那么就不可能获得单轴磁各向异性常数Ku和适合于高密度记录的热波动特性。
在垂直磁记录层中Cr的含量最好大于等于0％和小于等于16％，大于等于10％和小于等于14％更好。当Cr的含量在这个范围内时，能在不减少单轴磁各向异性常数Ku的情况下维持高磁化。这样就带来适合于高密度记录的充分的读/写特性和热波动特性。如果Cr的含量超过上述范围，那么磁性颗粒的常数Ku减少因此而降低磁性颗粒的热波动特性以及结晶性和方向性。结果，读/写特性就可能变差。
垂直磁记录层可以不仅包含Co、Pt、Cr和氧化物，还可以包含从由B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru和Re组成的集合中选出的一个或多个添加元素。这些添加元素能够促进磁性颗粒尺寸的减小或改进结晶性和方向性。这样接着可以提供更适合于高密度记录的读/写特性和热波动特性。这些添加元素的总含量最好小于等于8％。如果总含量超过8％，磁性颗粒中将形成hcp相之外的其他相。这将扰乱磁性颗粒的结晶性和方向性，不可能提供适合于高密度记录的读/写特性和热波动特性其他用于垂直磁记录层的材料包括CoPt基合金、CoCr基合金、CoPtCr基合金、CoPtO、CoPtCrO、CoPtSi和CoPtCrSi。垂直磁记录层可以由多层膜构成，该多层膜包含主要包括从由Pt、Pd、Rh和Ru组成的集合中选出的元素的合金膜和Co层。垂直磁记录层可以由诸如CoCr/PtCr、CoB/PdB和CoO/RhO的多层膜构成，这些膜通过将Cr、B或O添加到上述多层膜的每一层中而制备。
垂直磁记录层的厚度最好在5nm到60nm之间的范围，在10nm到40nm之间更好。具有该范围内的厚度的垂直磁记录层适合于高密度记录。如果垂直磁记录层的厚度少于5nm，那么读输出往往变得太低以至噪声成分变得相对较高。另一方面，当垂直磁记录层的厚度超过40nm时，那么读输出往往变得太高以至扭曲波形。垂直磁记录层的矫顽力最好大于等于237000A/m(3000Oe)。如果矫顽力少于237000A/m(3000Oe)，那么热波动特性可能会降低。垂直磁记录层的垂直度最好大于等于0.8。如果垂直度小于0.8，那么抗热波动性往往会降低。
<保护层>
保护层用于防止垂直磁记录层的腐蚀和磁头接触介质时防止损坏介质表面。用于保护层的材料包括例如C、SiO2和ZrO2。保护层最好具有1到10nm的厚度。当保护层的厚度在这个范围内时，磁头和介质之间的距离可以减少。这样就适合于高密度记录。
<润滑层>
润滑剂可由例如聚氟化醚(perfluoropolyether)、氟化乙醇(fluorinated alcohol)或氟化羧酸(fluorinated carboxylic acid)组成。
其他的优点和修改对于本领域的熟练技术人员来说是很容易理解和实现的。因此，本发明在其广阔的各个方面并不限于本文显示和描述的具体细节和代表性实施例。所以，可以有各种各样的修改和变化而不背离由附后的权利要求及其等同内容定义的本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种磁记录介质，其特征在于，该磁记录介质包括基板；和包含基板上的磁性图形的磁性层，所述磁性层包括构成记录磁道和伺服区的数据区，其中所述伺服区的磁性图形被用作地址位，其中，在相应于两个相邻记录磁道的伺服区上的两个用作地址位的磁性图形以一个磁性图形的一角最接近于另一个磁性图形的一角这样的方式排列的情况下，该两个磁性图形的角基本彼此分离。
2.如权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，其中所述伺服区包括前序部、地址部和分段部。
3.如权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，其中所述磁性图形由非磁性材料彼此隔离。
4.如权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，其中所述磁性图形由凹槽彼此隔离。
5.如权利要求1所述的磁记录介质，其特征在于，其中所述磁性图形包括软磁性下垫层和形成在软磁性下垫层上的垂直磁记录层。
6.如权利要求5所述的磁记录介质，其特征在于，该磁记录介质进一步包括在垂直磁记录层上的保护层。
7.一种磁记录设备，其特征在于，该磁记录设备包括包括基板和包含基板上的磁性图形的磁性层的磁记录介质，所述磁性层包括构成记录磁道和伺服区的数据区，其中所述伺服区的磁性图形用作地址位；和构造成当在所述磁记录介质上飞行时从所述磁记录介质读取信号的磁头；其中，在相应于两个相邻记录磁道的伺服区上的两个用作地址位的磁性图形以一个磁性图形的一角最接近于另一个磁性图形的一角这样的方式排列的情况下，两个磁性图形的角基本彼此分离。
8.如权利要求7所述的磁记录设备，其特征在于，其中两个磁性图形之间的最小距离最多是相应于磁头的平均飞行高度的距离的四倍长。
9.如权利要求7所述的磁记录设备，其特征在于，其中所述伺服区包括前序部、地址部和分段部。
10.如权利要求7所述的磁记录设备，其特征在于，其中磁性图形由非磁性材料彼此隔离。
11.如权利要求7所述的磁记录设备，其特征在于，其中磁性图形由凹槽彼此隔离。
12.如权利要求7所述的磁记录设备，其特征在于，其中所述磁性图形包括软磁性下垫层和形成在软磁性下垫层上的垂直磁记录层。
13.如权利要求12所述的磁记录设备，其特征在于，该磁记录设备进一步包括在垂直磁记录层上的保护层。
14.一种用压印方法制造如权利要求1所述的磁记录介质的压模，其特征在于，所述压模包括相应于磁记录层上的磁性图形的凸出和凹部的图形。
15.如权利要求14所述的压模，其特征在于，其中所述压模具有凸出图形，其中相应于磁记录介质中所述磁性图形的角之间的间隔的部分结合在一起。
16.如权利要求14所述的压模，其特征在于，其中所述压模由镍形成。
17.一种制造用于用压印方法制造如权利要求1所述的磁记录介质的压模的方法，其特征在于，所述方法包括向基板涂覆正或负抗蚀剂；将所述基板放在具有使轴至少在一个方向上移动的旋转机构和移动机构的平台上；用来自轴的一点上的辐射照射正或负抗蚀剂，以利用径向上排列的多个曝光和非曝光部分形成地址信号，其中来自多个曝光和非曝光部分的一端的一个或多个部分被省略；显影所述抗蚀剂；和在经显影的基板上电成型金属膜，然后剥离所述金属膜。
全文摘要
一种磁记录设备具有磁记录介质，该磁记录介质包括基板和包含基板上的磁性图形的磁性层，所述磁性层包括构成记录磁道和伺服区的数据区，所述伺服区的磁性图形被用作地址位，以及构造成在磁记录介质上飞行时从磁记录介质读取信号的磁头，其中，在相应于两个相邻记录磁道的伺服区上的两个用作地址位的磁性图形以一个磁性图形的一角最接近于另一个磁性图形的一角这样的方式排列的情况下，两个磁性图形的角基本彼此分离。
文档编号G11B5/65GK1822110SQ20061000370
公开日2006年8月23日 申请日期2006年2月5日 优先权日2005年2月3日
发明者冲野刚史, 森田成二, 鎌田芳幸, 百鸟聪志, 樱井正敏, 中村博昭 申请人:株式会社东芝