磁记录介质及其制造方法、磁记录再生装置的制作方法

专利名称：磁记录介质及其制造方法、磁记录再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于磁记录再生装置(硬盘驱动)等的磁记录介质及其制造方法以及 磁记录再生装置。本申请要求在2008年4月4日在日本提出的申请日本特愿2008-098106号的优 先权，在此援引其内容。
背景技术：
近年来，磁记录被利用于例如磁记录再生装置、软盘装置、磁带装置等，其适用范 围显著增大，其重要性正在增大。另外，对于用于这些装置的磁记录介质，也正谋求其记录 密度的显著提高。特别是，在MR头和PRML技术的导入以来，面记录密度上升更加急剧增大。近年来 还导入GMR头、MR头等，面记录密度以1年约100%的步伐持续增加。因此，对于磁记录介质，今后要求达成更高记录密度，具体来说，要求达成磁性层 的高矫顽磁力化、高信噪比(SNR)、高分辨率等。另外，近年，也在持续努力，使得通过在提高 线记录密度的同时增加磁道(track)密度来使面记录密度上升。另外，在最新的磁记录再生装置中，磁道密度达到IlOkTPI之高。但是，若提高磁 道密度，则相邻的磁道之间的磁记录信息会相互干涉，该分界(边界)区域的磁化过渡区域 容易成为噪声源，产生损及SNR这样的问题。若对该情况放任不管，则会导致误码率(Bit Error rate)降低，从而阻碍记录密度的提高。在此，为了使面记录密度上升，需要将磁记录介质上的各记录位(bit)的尺寸设 为更加微细的尺寸，在各记录位确保尽可能大的饱和磁化和磁性膜厚。但是，若使记录位微 细化，则每1位的磁化最小体积变小，产生由因热起伏所导致的磁化反转而使记录数据消 失这样的问题。另一方面，在磁记录再生装置中，若提高磁道密度，则磁道之间的距离接近，因此 需要极高精度的磁道伺服技术。因此，为了一方面宽度大地执行记录，另一方面尽可能地 排除来自相邻磁道的影响，一般使用比记录时窄地执行再生的方法。但是，在该方法中，虽 然可以将磁道之间的影响抑制到最小限，但不能充分得到再生输出，其结果，有确保充分的 SNR变得困难这样的问题。于是，作为解决了上述的热起伏的问题、达成确保充分的SNR和输出的方法之一， 进行了如下尝试通过在磁记录介质的表面形成沿记录磁道的凹凸，物理性地分离记录磁 道彼此，由此提高磁道密度(以下，将这样的技术称为离散磁道法，将通过该离散磁道法制 造出的磁记录介质称为离散磁道介质。)。另外，还进行了如下尝试制造进一步分割了同 一磁道内的数据区域的所谓晶格介质(patterned media，图案化介质)。作为该离散磁道介质的一例子，在表面形成有凹凸图案的非磁性基板上形成磁性 层，形成物理性分离了的磁记录磁道及伺服信号图形的磁记录介质已为公众所知(例如参 照专利文献1)。
该磁记录介质为在表面具有多个凹凸的基板的表面上隔着软磁性层地形成强磁 性层、且在其表面形成有保护膜的磁记录介质。在该磁记录介质中，在凸部区域形成有与周 围物理性地分开了的磁记录区域。根据该磁记录介质，可以抑制在软磁性层的磁壁发生，因 此难以出现热起伏的影响。另外，也没有相邻的信号之间的干涉，因此使得可形成噪声少的 高密度磁记录介质。离散磁道法有在形成了由几层的薄膜构成的磁记录层之后物理性地形成磁道的 方法，和在基板表面形成了凹凸图案之后进行磁记录层的薄膜形成的方法(例如参照专利 文献2、3)。另外，作为使离散磁道介质的磁道之间物理分离的方法，公开了 通过在预先形成 的连续的磁性层注入氮、氧等的离子或者照射激光，使该部分的磁特性变化来分离的方法 (例如参照专利文献4 6)。专利文献1 日本特开2004-164692号公报专利文献2 日本特开2004-178793号公报专利文献3 日本特开2004-178794号公报专利文献4 日本特开平5-205257号公报专利文献5 日本特开2006-209952号公报专利文献6 日本特开2006-309841号公报

发明内容
如上述那样，在离散磁道介质和晶格介质的制造工序中，为了形成物理分离了的 磁记录区域，使用通过暴露在使用了氧、卤素的反应性等离子体或者反应性离子、在磁性 层形成分离的磁记录图案的方法，在磁性层通过进行离子注入而形成分离的磁记录区域的 方法(以下称为磁性层改性法)。这些制造方法为如下方法在磁性层表面形成掩模层，通过光刻技术对该掩模层 形成图案，在磁记录区域的分界区域进行离子注入等，使该部位的磁特性降低或者非磁性 化，由此制造离散磁道介质和晶格介质。这些制造方法，与物理加工磁性层将非磁性材料埋入分界区域、其后使表面平滑 化的制造方法(以下称为磁性层加工法)相比，在可以简化制造工艺方面以及减少制造工 艺中的磁记录介质的污染的影响方面优异。另一方面，在由这些方法制造出的磁记录介质中，对连续的磁性层局部进行离子 照射、离子注入的部位，相对于其他部位很微小地被削薄(蚀刻)，因此，在磁记录区域和其 周围的分界区域之间产生台阶。在这种情况下，也可在台阶部分填充其他的物质，使其表面 平滑化，但若使用这样的方法，则磁性层改性法相对于磁性层加工法的优点就会消失。对于磁记录介质来说，在其表面要求高度的平滑性，另一方面容许少许的凹凸，基 于这一观点，尝试在上述的磁性层的磁记录区域和其分界区域之间残存有凹凸的状态下在 该磁性层上通过CVD法形成碳膜，结果得知虽然也与碳膜的成膜条件有关，但进行了离子 注入等的凹部处的碳膜的膜厚与没有进行离子注入等的凸部相比薄。这可认为是因为通 过CVD法形成的碳原子团集中在基板表面的凸部，在该部位的碳的核形成优先进行，凸部 的碳膜厚与其它部位相比厚。
上述的形成在磁记录介质的表面的碳保护层，除了有保护磁记录介质不与磁头接 触的作用之外，还有防止磁性层由大气中的水分等腐蚀(氧化)的作用。另一方面，根据本发明者的研究，明确了 在基板上至少具有磁性层和碳保护层的 磁记录介质中，若在磁性层的表面存在凹凸，则覆盖磁性层的凹部的碳保护层的层厚变薄， 容易从该部位加剧磁性层的腐蚀。这可认为是因为仅仅是磁性层的凹部的碳保护层薄，因 此该区域的腐蚀加剧，除此之外，碳保护层的层厚在磁性层的表面具有差异也是原因。艮口， 明确了 若碳保护层在厚度方向具有分布，并且在碳保护层的薄的部位下有容易被腐蚀的 材料，则在该部位的腐蚀被加速。本发明是鉴于这样的以往的情况而提出的发明，其目的是提供能防止在上述的 磁性层等发生的腐蚀且使耐环境性提高的磁记录介质及其制造方法、以及使用了这样的磁 记录介质的磁记录再生装置。本发明提供以下的技术方案。(1) 一种磁记录介质，在基板上至少具备磁性层和覆盖上述磁性层的碳保护层；在上述磁性层的表面设置作为磁记录区域的凸部和作为分离上述磁记录区域的 分界区域的凹部；在作为上述分界区域的凹部和上述碳保护层之间设置有主要含有Cr或Ti的阻挡层。(2)根据前项(1)所述的磁记录介质，其中，上述分界区域是通过使上述磁性层的 一部分改性而形成的。(3)根据前项(1)或(2)所述的磁记录介质，其中，上述碳保护层的上述磁记录区 域上的层厚比上述分界区域上的层厚厚。(4)根据前项(1) (3)中任一项所述的磁记录介质，其中，上述阻挡层的层厚为 0. 3 5nm。(5) 一种磁记录介质的制造方法，包含在基板上形成磁性层的工序；在上述磁性层的表面形成作为分离磁记录区域的分界区域的凹部的工序；在上述凹部形成主要含有Cr或Ti的阻挡层的工序；和形成覆盖上述磁性层和上述阻挡层的碳保护层的工序。(6)根据前项(5)所述的磁记录介质的制造方法，其中，在磁性层的表面形成作为 分离磁记录区域的分界区域的凹部的上述工序具有在上述磁性层上形成掩模层的工序；在上述掩模层上形成抗蚀层的工序；在上述抗蚀层的与上述分界区域对应的位置形成凹部的工序；除去与上述凹部对应的部分的掩模层的工序；和将除去了上述掩模层的部位的上述磁性层的露出的表面暴露在反应性等离子体 或反应性离子中，使该部位的磁性层改性的工序。(7)根据前项(6)所述的磁记录介质的制造方法，其中，在抗蚀层的与分界区域对 应的位置形成凹部的上述工序中，在将印模(stamp，压型器)按压于上述抗蚀层的状态下 照射放射线，将上述印模的形状转印于该抗蚀层。
(8)根据前项(6)或(7)所述的磁记录介质的制造方法，其中，通过离子铣削，将除 去了所述掩模层的部位的所述磁性层的一部分除去。(9)根据前项(6)所述的磁记录介质的制造方法，其中，在凹部形成主要含有Cr或 Ti的阻挡层的上述工序具有在上述磁性层的表面及上述抗蚀层上形成阻挡层的工序；和在除去所述抗蚀层和掩模层的同时，通过揭起(lift off，剥离)而除去所述抗蚀 层上的所述阻挡层。(10)根据前项(9)所述的磁记录介质的制造方法，其中，在选择性地除去形成在 上述磁性层的磁记录区域上的阻挡层时，从相对于上述磁记录区域的表面倾斜的方向照射 离子束。(11) 一种磁记录再生装置，具备前项(1) ⑷中任一项所述的磁记录介质；介质驱动部，其沿记录方向驱动上述磁记录介质；磁头，其进行对上述磁记录介质的记录动作和再生动作；磁头移动单元，其使上述磁头相对于磁记录介质相对移动；和记录再生信号处理单元，其用于向所述磁头输入信号、以及从所述磁头再生输出 信号。如以上那样，根据本发明，可以提供磁性层的耐腐蚀性优异、特别是高温高湿环 境下耐环境性高并且生产率优异的磁记录介质及其制造方法、以及使用了这样的磁记录介 质的磁记录再生装置。


图IA是用于说明适用了本发明的磁记录介质的磁性层的剖视图。图IB是用于说明适用了本发明的磁记录介质的磁性层的剖视图。图IC是用于说明适用了本发明的磁记录介质的磁性层的剖视图。图2是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序A的剖 视图。图3是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序B的剖 视图。图4是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序C的剖 视图。图5是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序D的剖 视图。图6是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序E的剖 视图。图7是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序F的剖 视图。图8是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序G的剖 视图。
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图9是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序H的剖 视图。图10是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序I的剖 视图。图11是用于说明适用了本发明的磁记录介质的制造工序的图，是表示工序J的剖 视图。图12是表示除去阻挡层的工序的剖视图。图13是适用了本发明的磁记录再生装置的一构成例的立体图。附图标记说明1 非磁性基板；2 磁性层；3 掩模层；4 抗蚀层；5 印模；6 分界区域(凹部)； 7 磁记录区域(凸部)；8 阻挡层；9 碳保护层；31 磁盘(磁记录介质)；32 旋转驱动部 (介质驱动部)；33 磁头；34 磁头驱动部(磁头移动单元)；35 记录再生信号处理系统 (记录再生信号处理单元)；100 磁性层；101 凸部；102 凹部；103 碳保护层；M 磁记录 区域；S 分界区域。
具体实施例方式以下，参照附图，对适用了本发明的磁记录介质及其制造方法以及磁记录再生装 置进行详细说明。另外，在以下的说明中使用的附图，为了使特征容易理解，有时为了方便起见将特 征部分放大，各构成要素的尺寸比例等并不一定与实际相同。(磁记录介质)适用了本发明的磁记录介质为在基板上至少具有磁性层和碳保护层的磁记录介 质，其特征是，在磁性层的表面设置有作为磁记录区域的凸部和作为分离磁记录区域的分 界区域的凹部，在磁性层的分界区域和碳保护层之间设置有主要含有Cr或Ti的阻挡层。具体说，在从该磁记录介质的表面侧观察的情况下，在连续的磁性层形成进行了 非磁性化等的分界区域，从而形成分离了的磁记录区域。另外，在本发明中，只要从表面侧 观察磁性层、磁记录区域由分界区域分离即可，即使在磁性层的底部没有被分离，也可作为 本发明的分离了的磁记录区域达成本发明的目的。(另外，所谓磁性层的表面是指磁性层的 磁头侧的面(磁性层的基板侧的面的相反侧)，在磁性层自身的表面由碳保护层覆盖的情 况下，在以下的说明中也表述为磁性层的表面。)S卩，本发明能够适用于如下离散磁道型的磁记录介质在磁性层的表面形成沿记 录磁道的凹凸，使记录磁道彼此物理性地分离，由此提高磁道密度。另外，这种情况下的磁 记录区域形成磁记录磁道和伺服信号图形。本发明还能够适用于磁记录区域被配置成按 每1位具有一定的规则性的晶格介质、磁记录区域被配置成磁道状的介质、其他的包括伺 服信号图形等的磁记录介质。其中尤其是，离散型的磁记录介质，由于其制造的简便性，在 适用本发明方面优选。在此，对作为适用了本发明的磁记录介质的特征部分的磁性层进行说明，如图 IA IC所示，在各磁记录介质的磁性层100的表面设置有作为磁记录区域M的凸部101和 作为分离该磁记录区域M的分界区域S的凹部102。
其中，在如图IA所示的磁记录介质的情况下，在连续的磁性层100的成为分界区 域S的部位进行离子照射、离子注入等，由此该部位被稍稍蚀刻，形成多个凹部102，这些多 个凹部102之间形成作为磁记录区域M的凸部101。另外，也可以在连续的磁性层100的成 为分界区域S的部位，进行后述的离子铣削，由此形成这些多个凹部102。然后，在形成有这样的凸部101和凹部102 (凹凸)的磁性层100上，通过使用PVD 法(物理蒸镀法)，形成碳保护层103。在这种情况下，碳保护层103在凸部101和凹部102 的面上为相同的厚度，在碳保护层103的表面形成与在磁性层100的表面形成的凸部101 和凹部102大致相同的高度(深度)的凹凸。另一方面，在图IB所示的磁记录介质的情况下，在形成有凸部101和凹部102的 磁性层100上，通过使用CVD法(化学蒸镀法)，形成有碳保护层103。在这种情况下，有时 碳保护层103的进行了离子注入等的分界区域S (凹部102)的面上的层厚与没有进行离子 注入等的磁记录区域M(凸部101)的面上的层厚相比变厚。这可认为是因为在磁性层100进行了离子注入等的部位，在其表面形成极微小 的凹凸，在该部位的反应性原子团的附着概率提高，在该部位优先进行碳的核形成，离子注 入部位的碳保护层103的层厚与其他部位相比变厚。这样的倾向，向缓和形成在磁性层100 的表面的凸部101和凹部102的高低差的方向起作用，因此在提高磁记录介质的表面的平 滑性方面优选。但是，本发明不适于具有这样的凹凸形状的磁记录介质。即，是因为在该磁记录 介质的情况下，在磁记录区域M的周边部，碳保护层103的层厚厚，因此，不会从该部位发生 磁性层100的腐蚀。另外，在具有这样的凹凸形状的磁记录介质中，可考虑在磁性层100的 磁记录区域M和碳保护层103之间设置阻挡层，但若采用这样的结构，则磁记录区域M和磁 头之间的距离变长，使磁记录介质的电磁转换特性恶化。与此相对，本发明，如图IC所示，适用于碳保护层103的磁记录区域M(凸部101) 的面上的层厚与分界区域S(凹部102)的面上的层厚相比变厚的磁记录介质。即，在该磁记 录介质的情况下，磁性层100的磁记录区域M的耐腐蚀性由碳保护层103确保，除此之外， 通过由阻挡层覆盖分界区域S的表面，可以防止该分界区域S的氧化。另外，在本发明中，也可考虑将碳保护层103的磁记录区域M的面上的层厚和分界 区域S的面上的层厚设为相同，但若采用这样的结构，则很可能由于磁记录介质的制造条 件的稍稍变化，碳保护层在厚度方向具有分布，磁记录介质的耐环境特性参差不齐。阻挡层设置在分界区域S中的磁性层100和碳保护层103之间，但可以也设置在 磁记录区域M中的磁性层100和碳保护层103之间。但是，在磁记录区域M中的磁性层100 和碳保护层103之间设置有阻挡层的情况下，由于用于阻挡层的主要含有Cr或Ti的材料 大多为非磁性材料，因此磁记录再生装置的磁头和磁性层之间的距离扩大，磁记录介质的 磁记录再生特性降低。因此，在本发明中，磁性层100具有凸部101和凹部102，所以以填埋 该凹部102的方式设置阻挡层不会使磁记录介质的电磁转换特性降低，另外，从使磁性层 100的表面平滑化的角度出发，也是优选的。在具有如以上的结构的磁记录介质中，从碳保护层的薄部侵入的水分和/或氧由 阻挡层隔断，因此可以防止磁性层腐蚀。因此，根据本发明，可提供磁性层的耐腐蚀性优 异、特别是在高温高湿环境下耐环境性高、并且生产率(生产性)优异的磁记录介质。
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(磁记录介质的制造方法)接着，参照图2 12，对适用本发明的磁记录介质的具体的制造工序进行说明。适用本发明制造的磁记录介质，例如如图11所示，具有在非磁性基板的表面以软 磁性层、中间层、形成有磁图案的磁性层、碳保护层的顺序层叠有软磁性层、中间层、形成有 磁图案的磁性层和碳保护层的结构，还在最表面形成有润滑膜。另外，在该磁记录介质中，对于非磁性基板、磁性层和碳保护层以外的构成要素， 包括其材料、尺寸等在内可在不改变本发明的要旨的范围适当变更而实施。因此，在图2 12中，省略软磁性层、中间层和润滑膜的图示。在制造该磁记录介质时，首先，如图2所示，在非磁性基板1上形成连续的磁性层 2(以下称为工序A。)。非磁性基板1，只要是非磁性基板即可，可以使用任意的基板，例如，以Al为主 成分的例如Al-Mg合金等的Al合金基板、通常的由钠玻璃、硅酸铝系玻璃、结晶化玻璃 (crystallized glass，微晶玻璃)类、硅、钛、陶瓷、各种树脂形成的基板等。其中尤为优选 是使用Al合金基板、由结晶化玻璃等形成的玻璃制的基板或硅基板。另外，非磁性基板1的平均表面粗糙度(Ra)优选是Inm以下，更加优选是0. 5nm 以下，其中特别优选是0. Inm以下。磁性层2，可以使用在0.5原子％ 6原子％的范围内含有氧化物的磁性材料。具 体来说，优选是使用主要含有Co作为主成分的磁性合金，作为这样的磁性合金，例如可以 举出CoCr、CoCrPt、CoCrPtB、CoCrPtB-X、CoCrPtB-X-Y 中添加了氧化物的合金、CoCrPt-O、 CoCrPt-SiO2, CoCrPt-Cr2O3^ CoCrPt-TiO2, CoCrPt-ZrO2, CoCrPt-Nb2O5, CoCrPt-Ta2O5, CoCrPt-Al2O3^ CoCrPt-B2O3^ CoCrPt-WO2, CoCrPt-WO3 等的 Co 系合金。另外,上述的构成材 料中的X表示Ru、W等，Y表示Cu、Mg等。为了在再生时得到一定以上的输出，要求某种程度以上的磁性层2的厚度。另一 方面，通常，表示记录再生特性的诸参数随着输出的上升而劣化，因此需要将磁性层2的厚 度设定为最合适。具体来说，优选是将磁性层2的层厚设为3nm以上且20nm以下，更加优 选为5nm以上且15nm以下。这样，与使用的磁性合金的种类和层叠结构相符地，将磁性层 2形成为可得到充分的磁头输入输出即可。接着，如图3所示，在磁性层2上形成掩模层3(以下称为工序B。)。掩模层3可 以由下述材料形成，所述材料包含选自Ta、W、Ta氮化物、W氮化物、Si、SiO2、Ta2O5、Re、Mo、 Ti、V、Nb、Sn、Ga、Ge、As、Ni的任意一种以上。其中尤为优选是使用As、Ge、Sn、Ga，更加优 选是使用Ni、Ti、V、Nb，最为优选是使用Mo、Ta、W。另外，掩模层3的层厚一般优选是Inm 20nm的范围。通过使用这样的材料，可以提高掩模层3对铣削离子的屏蔽性，且可以提高由掩 模层3带来的磁记录区域的形成特性。此外，在这些物质的情况下，容易进行使用了反应性 气体的干蚀刻，因此在后述的图9所示的工序H中，能够减少残留物，减少磁记录介质表面 的污染。接着，如图4所示，在掩模层3上形成抗蚀层4(以下称为工序C。)。抗蚀层4，作 为通过放射线照射而硬化(固化)的抗蚀材料，可以使用酚醛清漆系树脂、丙烯酸酯类、脂 环族环氧树脂类等的紫外线硬化树脂等。
接着，如图5所示，对掩模层3进行图案形成(以下称为工序D。)。具体来说，使用由对紫外线透射性高的玻璃或树脂形成的印模5，在抗蚀层4转印 负图案(negative pattern，负像图形)。负图案为在与分离磁记录区域(记录磁道)的分 界区域对应的磁性层2上的抗蚀层4形成了凹部4a的负图案。印模5，例如使用通过电子束描绘等的方法在金属板形成有与记录磁道对应的微 细的磁道图案(凹部)的印模，转印有与该磁道图案对应的凸部5a。作为印模的材料， 要求能耐受工艺过程的硬度、耐久性，因此，例如使用M等，但只要是符合上述目的的材 料即可，不一定特别限定于这样的材料。另外，在印模，除了通常的与用于记录数据的记 录磁道对应的磁道图案之外，还可以形成脉冲群图(Burst Pattern)、格雷码图案(Gray codePattern)、前导码图案(Preamble pattern)这样的与伺服信号对应的图案，将这些图 案转印在印模5。使用这样的印模5在抗蚀层4转印负图案时，在抗蚀层4的流动性高的状态下，如 由图5中的箭头所示，将印模5按压在抗蚀层4。然后，在将印模5按压在抗蚀层4上的状 态下，对该抗蚀层4照射放射线，使抗蚀层4硬化了之后，使印模5从抗蚀层4离开。由此， 可以在与分界区域对应的磁性层2上的抗蚀层4形成凹部4a。通过使用这样的制造方法，可以高精度地将印模5的形状转印于抗蚀层4。另外， 可以使得在后述的掩模层3的蚀刻工序中，消除掩模层3的边缘部分的塌陷(￥ > )，提高 掩模层3的对于注入离子的屏蔽性。另外，可以提高由掩模层3带来的磁记录区域的形成 特性。作为在将印模5按压在抗蚀层4上的状态下对抗蚀层4照射放射线的方法，有从 印模5的相反侧即非磁性基板1侧照射放射线的方法，选择放射线能透过的物质作为印模 5的材料、从印模5侧照射放射线的方法，从印模5的侧面侧照射放射线的方法，等等。另 外，还可以使用如下方法使用如红外线(热线)那样的相对于固体传导性高的放射线，从 印模5或非磁性基板1侧通过热传导照射放射线。另外，在使用印模5在抗蚀层4转印负 图案时，也可在图案转印之后对抗蚀层4照射放射线。另外，在此所说的放射线是指红外线、可视光线、紫外线、X射线、Y射线等广义概 念的电磁波。另外，作为通过放射线照射而硬化的材料，例如，对于红外线来说有热硬化树 脂，对于紫外线来说有紫外线硬化树脂。形成在抗蚀层4的凹部4a的厚度，优选是设定在0 IOnm的范围内。通过将凹 部4a的厚度设为上述范围，能够使得在后述的掩模层3的蚀刻工序中，消除掩模层3的边 缘的部分的塌边，提高掩模层3的对铣削离子的屏蔽性，而且提高由掩模层3带来的磁记录 区域的形成特性。另外，抗蚀层4的层厚一般为IOnm IOOnm程度。接着，如图6所示，通过除去与抗蚀层4的凹部4a对应的部分的掩模层3，形成凹 部3a(以下称为工序E。)。在凹部4a的底部残存有抗蚀层4的情况下，在该工序E中，将 该残存的抗蚀层4也与掩模层3 —起除去。接着，如图7所示，通过离子铣削除去磁性层2的表层的一部分，形成凹部2a(以 下称为工序F。)。凹部2a的深度d优选是设为0. 1 15nm的范围，更加优选是1 IOnm的范围。 若该凹部2a的深度d为小于0. lnm，上述磁性层2的除去效果不会出现，另一方面，若该凹
11部2a的深度d超过15nm，则磁记录介质的表面平滑性恶化，制造磁记录再生装置时的磁头 的上浮特性变差。另外，也可省略上述工序F。在这种情况下，可以在后述的工序G中，将磁性层2的 露出的面暴露在反应性等离子体、反应性离子中，由此形成蚀刻在磁性层2的凹部2a。因 此，在设置有上述离子铣削和暴露在反应性等离子体、反应性离子的工序情况下，上述凹部 2a的深度d为它们的合计的深度。接着，如图8所示，将磁性层2的通过离子铣削进行了除去的部位(凹部2a)暴露 在反应性等离子体、反应性离子，使该部位的磁性层2的磁特性改性。由此，可以由磁性层 2的被改性了的分界区域6将磁记录区域7分离(以下称为工序G。)。在本发明中，磁性层2的磁特性的改性，除了指为了分离磁性层2的磁记录区域 7而使分界区域6非磁性化之外，还指使磁性层2的矫顽磁力、剩余磁化强度(remanent magnetization)等部分地变化，该变化是指使矫顽磁力下降、使剩余磁化强度等下降。另外，作为使磁性层2的磁特性改性的方法之一，可以举出将成膜了的磁性层2 暴露在反应性等离子体、反应性离子，使磁性层2非晶体化。即，磁性层2的磁特性的改性 也包括通过磁性层2的结晶结构的改变来实现。在本发明中，所谓使磁性层非晶体化，是指使磁性层的原子排列成为不具有长程 有序的不规则的原子排列的形态，更加具体来说，是指设为小于2nm的细晶粒随机排列的 状态。而且，在通过分析方法确认该原子排列状态的情况下，通过X射线衍射或电子束衍 射，确认没有发现表示晶面的峰(peak)而仅发现晕轮(halo)的状态。在本发明中，通过将成膜了的磁性层2暴露在反应性等离子体、反应性离子来使 磁性层2改性，但该改性优选是通过构成磁性层2的磁性金属与反应性等离子体中的原子 或离子的反应来实现。另外，在此所说的反应，可以举出反应性等离子体中的原子等侵入 (进入)磁性金属，磁性金属的结晶结构变化，磁性金属的组成变化，磁性金属氧化，磁性金 属氮化，磁性金属硅化，等等。作为反应性等离子体，例如可以举出电感耦合等离子体(ICP =Inductively Coupled Plasma)、反应性离子等离子体(RIE =Reactive IonPlasma)等。另外，作为反应性离子，例如可以举出存在于电感耦合等离子体、反应性离子等离 子体内的反应性的离子等。电感耦合等离子体为通过对气体施加高电压来进行等离子体化，再由高频率的 变动磁场使在该等离子体内部发生由涡电流产生的焦耳热，由此得到的高温的等离子体。 电感耦合等离子体，其电子密度高，与以往的使用离子束制造离散磁道介质的情况相比，可 在大面积的磁性层以高效率实现磁特性的改性。反应性离子等离子体为在等离子体中添加有02、SF6、CHF3、CF4、CC14等反应性气体 的反应性高的等离子体。通过使用这样的等离子体作为本发明的反应性等离子体，可以以 更高效率实现磁性层2的磁特性的改性。在本发明中，反应性等离子体或反应性离子优选是含有卤素离子。另外，从提高 磁性层2与等离子体的反应性、且使形成的图案清晰的方面出发，优选卤素离子为将选自 CF4, SF6, CHF3、CCl4, KBr的任意1种以上的卤化气体导入反应性等离子体中而形成的卤素罔子。
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虽然其详细原因还不清楚，但认为反应性等离子体中的卤素原子腐蚀形成在磁 性层2的表面的异物，由此使磁性层2的表面清洁化，磁性层2的反应性提高。另外，认为 清洁化了的磁性层2的表面和卤素原子以高效率发生反应。另外，在本发明中，除去磁性层2的表层的一部分、然后将表面暴露在反应性等离 子体、反应性离子来使磁性层2的磁特性改性，与没有除去磁性层2的一部分的情况相比， 磁记录区域的对比度(contrast)变得更加鲜明，而且磁记录介质的S/N提高。其原因认为是通过除去磁性层2的表层的一部分，实现其表面的清洁化、活性 化，与反应性等离子体、反应性离子的反应性提高，另外在磁性层2的表层导入虚位等缺 陷，反应性离子容易通过该缺陷侵入磁性层2。接着，如图9所示，在被改性了的磁性层2的分界区域6和抗蚀层4的表面，形成 主要含有Cr或Ti的阻挡层8 (以下称为工序H。)。阻挡层8，作为主要含有Cr或Ti的材料，除了 Cr、Ti之外，还可以使用例如CrMo、 CrW、CrCo、CrTi、TiN、TiCo等主要含有Cr或Ti的合金。另外，所谓主要含有Cr或Ti的合 金是指其原子比例第一的构成元素为Cr或Ti。Cr、Ti耐腐蚀性高、且结晶结构致密，因此 为适于隔断大气中的水分、氧的扩散的材料。另外，作为阻挡层8的形成方法，可以使用溅
射法等。阻挡层8的层厚优选是处于0. 3 5nm的范围。通过将阻挡层8的层厚设为上 述范围，可隔断大气中的水分、氧向磁性层的扩散，而且可使磁记录介质的表面成为平滑的接着，如图10所示，除去抗蚀层4和掩模层3(以下称为工序I。)。在该工序I 中，在除去抗蚀层4和掩模层3的同时，通过揭起，抗蚀层4上的阻挡层8也被除去。另外， 抗蚀层4和掩模层3的除去，可以使用干蚀刻、反应性离子蚀刻、离子铣削、湿式蚀刻等。另外，在除去形成在磁记录区域7的表面的阻挡层8时，可以采用从相对于该磁记 录区域7的表面倾斜的方向照射离子束的方法。其为如下方法如图12所示，通过从相对 于磁记录区域7的表面倾斜的方向照射离子束B，在具有分界区域(凹部)6的磁性层2的 表面选择性地蚀刻形成在磁记录区域(凸部)7的阻挡层8，仅在分界区域(凹部)6埋入形 成阻挡层8。优选是，在除去了抗蚀层4和掩模层3之后，设置对因上述工序F、G、H活性化了 的磁性层2照射惰性气体的工序。通过设置这样的工序，磁性层2稳定化，即使在高温多湿 环境下也可抑制磁性粒子的迁移等的发生。另外，虽然关于其原因还不清楚，但认为通过 惰性元素侵入磁性层2的表面，抑制了磁性粒子的移动，或者通过惰性气体的照射，除去了 磁性层2的活性的表面，抑制了磁性粒子的迁移等，等等。作为惰性气体，优选是使用选自Ar、He、Xe的任意1种以上的气体。其原因是这 些元素稳定，磁性粒子的迁移等的抑制效果高。另外，惰性气体的照射，优选是使用选自离 子枪、ICP、RIE的任意的方法。其中特别是从照射量多的方面出发，优选是使用ICP、RIE。接着，如图11所示，形成覆盖磁性层2和阻挡层8的表面的碳保护层9 (以下称为 工序J。)。碳保护层9，特别优选是使用CVD法形成DLC (Diamond Like Carbon，类金刚石 碳)薄膜。在本发明中使用的CVD法和CVD成膜装置为公知的，但为了使在磁性层2的磁 记录区域7上的碳保护层9的层厚比分界区域6上的层厚厚，优选是使用例如如以下那样
13的CVD成膜装置。S卩，CVD成膜装置，具备收容盘(disk)的室、在室的两侧壁内面设置成相对向的 电极、将高频电力供给到这些电极的高频电源、能与室内的盘连接的偏压电源、和成为用于 形成在盘上的碳保护层9的原料的反应气体的供给源。在室连接着将反应气体导入室内的导入管和将室内的气体排出到系统外的排气 管。在排气管设置排气量调节阀，通过调节排气量，可以将室的内压设定为任意的值。作为高频电源，优选是使用在碳保护层9的成膜时能将50 2000W的电力(功 率)供给到电极的高频电源。作为偏压电源，为了使等离子体集中在磁记录区域7的凸部、提高凸部的原子团 密度，提高凸部的成膜速度，优选是使用高频电源或脉冲直流电源。作为高频电源，优选是能将10 300W的高频电力施加在盘的高频电源。另外，作 为脉冲直流电源，优选是使用脉冲宽度为10 50000ns、频率处于IOkHz IGHz的范围 内、能将-400 -IOV的电压(平均电压)施加在盘的脉冲直流电源。优选是，之后，在碳保护层9上形成润滑层。作为在润滑层使用的润滑剂，可以举 出氟系润滑剂、烃系润滑剂以及它们的混合物等，通常以1 4nm的厚度形成润滑层。通过经由如以上的制造工序制作出的磁记录介质，通过使磁性层2的分界区域6 的磁特性降低，例如使矫顽磁力、剩余磁化强度降低到极限，可以消除磁记录时的写入渗出 (書t滲 )，可以得到高的面记录密度。而且，根据本发明，可通过简便的制造工艺制造这 样的磁记录介质。(磁记录再生装置)接着，图13中示出适用了本发明的磁记录再生装置(HDD)的一构成例。适用了本发明的磁记录再生装置，如图13所示，具备适用了上述本发明的磁盘 (磁记录介质)31、旋转驱动该磁盘31的旋转驱动部(沿记录方向驱动磁记录介质的介质 驱动部)32、进行对磁盘31的记录动作和再生动作的磁头33、使磁头33沿磁盘31的径向 移动的磁头驱动部(使磁头相对于磁记录介质相对移动的磁头移动单元)34、和用于进行 向磁头33的信号输入以及从磁头33的输出信号的再生的记录再生信号处理系统(记录再 生信号处理单元)35。该磁记录再生装置，通过使用适用了上述本发明的磁记录介质，能够构成记录密 度高的磁记录再生装置。另外，以往为了排除磁道边缘部的磁化过渡(磁化遷移)区域的影 响，将再生磁头宽度设为比记录磁头宽度窄来应对，对于这样的磁记录再生装置，磁性上不 连续地加工磁记录介质的记录磁道，由此能够将两者设为大致相同的宽度而使其动作。由 此，可以得到充分的再生输出和高的SNR。此外，通过由GMR头或TMR头构成磁头33的再生部，在高记录密度下也可以得到 足够的信号强度，可以实现具有高记录密度的磁记录再生装置。另外，若将该磁头33的上 浮量设定在0. 005μ m 0. 020 μ m的范围内，以比以往低的高度使其上浮，则输出提高，可 得到高的装置SNR，可以提供大容量且高可靠性的磁性记录再生装置。另外，若组合利用最 大似然解码法的信号处理电路，则可进一步提高记录密度。例如，在以磁道密度为IOOk磁 道/英寸以上、线记录密度为1000KB/英寸以上、每平方英寸100GB以上的记录密度记录、 再生的情况下，也可得到足够的SNR。实施例以下，通过实施例进一步明确本发明的效果。另外，本发明不限于以下的实施例， 可以在不变更其要旨的范围适当变更来实施。(实施例1)在实施例1中，将安放有HD用玻璃基板(圆盘状)的真空室预先真空排气到 1. 0X10_5pa 以下。在此使用的玻璃基板采用以 Li2Si205、Al2O3-K2O, Al2O3-K2O, MgO-P2O5, Sb2O3-ZnO为构成成分的结晶化玻璃为材质，外径65mm、内径20mm、平均表面粗糙度(Ra)为2埃。使用DC溅射法，在该玻璃基板，作为软磁性层形成65Fe-30Co-5B、作为中间层形 成Ru、作为磁性层形成粒状、” 二”、结构的垂直取向的磁性层。磁性层的合金组成 设为Co-10Cr-20Pt-8 (SiO2)(这为摩尔比。)，膜厚设为150人。关于其他层的膜厚，FeCoB软 磁性层设为600 A、Ru中间层设为100 A。在其上，使用溅射法形成掩模层，掩模层使用Ta， 膜厚设为60nm。在其上，通过旋涂法涂敷抗蚀剂。抗蚀剂使用作为紫外线硬化树脂的酚醛 清漆系树脂。另外膜厚设为lOOnm。在其上，使用具有磁记录区域的负图案的玻璃制的印模，以IMPa(约8. 8kgf/cm2) 的压力将印模按压在抗蚀层上。在该状态下，从紫外线的透射率为95%以上的玻璃制的印 模的上部，照射波长250nm的紫外线10秒钟，使抗蚀层硬化。其后，使印模从抗蚀层分离， 转印出磁记录区域。转印于抗蚀层的磁记录区域中，抗蚀层的凸部为宽度120nm的圆周状、 抗蚀层的凹部为宽度60nm的圆周状，抗蚀层的层厚为80nm，抗蚀层的凹部的厚度为约5nm。 另外，抗蚀层凹部相对于基板面的角度为大致90度。其后，通过干蚀刻除去抗蚀层的凹部的部位及其下的Ta层。干蚀刻条件，对于抗 蚀层的蚀刻设为02气体40sccm、压力0. 3Pa、高频等离子体电力300W、DC偏压30W、蚀刻时 间10秒；对于Ta层的蚀刻设为CF4气体50sccm、压力0. 6Pa、高频等离子体电力500W、DC 偏压60W、蚀刻时间30秒。其后，对于在磁性层没有由掩模层覆盖的部位，通过离子铣削除去其表面。通过离 子铣削除去的深度设为4nm。在离子铣削中使用Ar离子。离子铣削的条件设为高频放电力 800W、加速电压500V、压力0. 014Pa、Ar流量5sccm、电流密度0. 4mA/cm2。将实施了离子铣 削的表面暴露在反应性等离子体中，对该部位的磁性层进行磁特性的改性。磁性层的反应 性等离子体处理使用7 > 々(ULVAC)社的电感耦合等离子体装置NE550。在等离子体 的发生中使用的气体和条件是使用90cc/分钟的CF4,用于等离子体的发生的投入电力为 200W，装置内的压力设为0. 5Pa，对磁性层进行300秒钟的处理。其后，将CF4更换为氧气， 对磁性层进行50秒钟的处理。在磁性层，在进行了磁特性的改性的表面以4nm的厚度形成 Cr的膜作为阻挡层。其后，通过干蚀刻除去抗蚀层和掩模层。干蚀刻的条件设为3&气体lOOsccm、压 力2. OPa、高频等离子体电力400W、处理时间300秒钟。其后，在磁性层的表面进入氩离子 注入。氩离子注入的条件设为氩气5sccm、压力0. 014Pa、加速电压300V、电流密度0. 4mA/ cm2、处理时间10秒钟。通过干蚀刻除去抗蚀层和掩模层。在其表面通过CVD法形成碳(DLC 类金刚石碳)保护层。在碳保护层的成膜中使用RF等离子体CVD装置，施加电力设为13. 56MHz、500W，成膜时间设为10秒。另外，在碳保 护层的成膜时，在基板施加-150V、脉冲宽度200nm、频率200kHz的直流脉冲电压。其后，作 为润滑剂，涂敷20埃的Z-dol 2000，制造出磁记录介质。实施对如以上那样制作出的磁记录介质的耐环境性评价。评价通过下述方式进行，所述方式为将磁记录介质保持在温度80°C、湿度85% 的大气环境下96小时，其后，数出在磁记录介质的表面产生的Φ5微米以上的腐蚀斑的数 量。另外，在该磁记录介质的表面，分别在5个部位滴下3%的硝酸水溶液(100微升/ 部位)，在5个部位滴下纯水(100微升/部位)，静置1小时后回收这些液体，通过ICP-MS 测定包含在这些液体中的Co量。另外，用ICP-MS的测定，以含有200ppt的Y的3%硝酸1 毫升作为基准液。其结果，腐蚀斑为1个/面，钴的抽出(提取)量为0.12微克/面。(实施例2)在实施例2中，除了作为阻挡层形成Ti的膜之外，以与实施例1同样的条件制造 出磁记录介质。然后，对该实施例2的磁记录介质，实施耐环境性评价，结果，腐蚀斑为1个 /面，钴的抽出量为0. 41微克/面。(比较例1)在比较例1中，除了没有设置阻挡层之外，以与实施例1同样的条件制造出磁记录 介质。然后，对该比较例1的磁记录介质，实施耐环境性评价，结果，腐蚀斑为19个/面，钴 的抽出量为0. 39微克/面。产业上的利用可能性根据本发明，可以以高生产率提供如下磁记录介质记录密度高，磁记录区域的耐 腐蚀性特别是耐环境性高，因此耐久性优异。因此，本发明的产业上的利用可能性高。
权利要求
一种磁记录介质，在基板上至少具备磁性层和覆盖所述磁性层的碳保护层；在所述磁性层的表面设置有作为磁记录区域的凸部和作为将所述磁记录区域分离的分界区域的凹部；在作为所述分界区域的凹部与所述碳保护层之间设置有主要含有Cr或Ti的阻挡层。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述分界区域是通过使所述磁性层的一 部分改性而形成的。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述碳保护层的所述磁记录区域上的层 厚比所述分界区域上的层厚厚。
4.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述阻挡层的层厚为0.3 5nm。
5.一种磁记录介质的制造方法，包含 在基板上形成磁性层的工序；在所述磁性层的表面形成作为将磁记录区域分离的分界区域的凹部的工序； 在所述凹部形成主要含有Cr或Ti的阻挡层的工序；和 形成覆盖所述磁性层和所述阻挡层的碳保护层的工序。
6.根据权利要求5所述的磁记录介质的制造方法，其中，在磁性层的表面形成作为将 磁记录区域分离的分界区域的凹部的所述工序具有在所述磁性层上形成掩模层的工序； 在所述掩模层上形成抗蚀层的工序；在所述抗蚀层的与所述分界区域对应的位置形成凹部的工序； 除去与所述凹部对应的部分的掩模层的工序；和将除去了所述掩模层的部位的所述磁性层的露出表面暴露于反应性等离子体或反应 性离子，使该部位的磁性层改性的工序。
7.根据权利要求6所述的磁记录介质的制造方法，其中，在抗蚀层的与分界区域对应 的位置形成凹部的所述工序中，在将印模按压于所述抗蚀层的状态下照射放射线，将所述 印模的形状转印于该抗蚀层。
8.根据权利要求6所述的磁记录介质的制造方法，其中，通过离子铣削，将除去了所述 掩模层的部位的所述磁性层的一部分除去。
9.根据权利要求6所述的磁记录介质的制造方法，其中，在凹部形成主要含有Cr或Ti 的阻挡层的所述工序具有在所述磁性层的表面以及所述抗蚀层上形成阻挡层的工序；和在除去所述抗蚀层和掩模层的同时，通过揭起而除去所述抗蚀层上的所述阻挡层。
10.根据权利要求9所述的磁记录介质的制造方法，其中，在选择性地除去形成在所述 磁性层的磁记录区域上的阻挡层时，从相对于所述磁记录区域的表面倾斜的方向照射离子 束ο
11.一种磁记录再生装置，具备权利要求1 4中任一项所述的磁记录介质； 介质驱动部，其沿记录方向驱动所述磁记录介质； 磁头，其进行对所述磁记录介质的记录动作和再生动作； 磁头移动单元，其使所述磁头相对于磁记录介质相对移动；和记录再生信号处理单元，其用于向所述磁头输入信号、以及从所述磁头再生输出信号。
全文摘要
本发明的磁记录介质在基板(1)上至少具备磁性层(2)和覆盖上述磁性层(2)的碳保护层(9)，在上述磁性层(2)的表面设置有作为磁记录区域的凸部(7)和作为分离上述磁记录区域的分界区域的凹部(6)，在作为上述分界区域的凹部(6)和上述碳保护层(9)之间设置有主要含有Cr或Ti的阻挡层(8)。
文档编号G11B5/65GK101983404SQ20098011213
公开日2011年3月2日 申请日期2009年4月2日 优先权日2008年4月4日
发明者福島正人 申请人:昭和电工株式会社