专利名称：磁记录介质的制造方法和磁记录再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于硬盘装置(HDD)等中的磁记录介质的制造方法和磁记录再生装置。本申请基于在2012年I月20日提出的日本国专利申请2012-010399号要求优先权，将其内容援引于本申请中。
背景技术：
近年来，磁盘装置、软盘装置、磁带装置等的磁记录装置所应用的范围显著地扩大，在其重要性增加的同时，对于在这些装置中所使用的磁记录介质，正在谋求其记录密度的显著提高。特别是引入MR磁头和PRML技术以来，面记录密度的上升变得进一步显著，近年来还引入了 GMR磁头和TMR磁头等，面记录密度正在以一年约1.5倍的速度持续增加，对于这些磁记录介质，要求今后实现更高记录密度化。因此，要求实现磁性层的高矫顽力化、高信噪比(SNR)和高分辨率。另外，近年来，在线记录密度提高的同时通过磁道密度的增加来使面记录密度上升的尝试也在继续。在最新的磁记录装置中，其磁道密度已达到了 400kTPI。但是，如果将磁记录装置中的磁道密度提高下去，则相邻的磁道间的磁记录信息会相互干扰，其边界区域的磁化迁移区域成为噪声源，从而容易产生损害SNR的问题，这会直接导致比特误码率(BER)的恶化，因此对于记录密度的提高成为阻碍。为了使面记录密度上升，需要使磁记录介质上的各记录位的尺寸更微细，在各记录位确保尽可能大的饱和磁化和磁性膜厚。另一方面，如果将记录位微细化下去，则每一比特的磁化最小体积变小，产生因热摆所造成的磁化翻转从而记录数据消失的问题。例如，如果磁记录介质的记录密度变为2Tbpsi，则I比特占有的面积最大为322nm2 (以当量圆直径计约为18nm)，考虑了相邻的位间的相互作用时的有效区域变窄到约193nm2 (以当量圆直径计约为14nm)。想要在该面积下确保可热稳定地保持数据的粒径时，变得不能够确保用于维持磁记录装置中所需要的SNR的磁性粒子数。另一方面，如果为了维持磁记录装置的SNR而将磁性粒子微细化，则由于每个磁性粒子的体积减少所带来的热不稳定，变得不能够维持记录了的磁数据。另外，在磁记录装置中，如果将磁道密度提高下去，则磁道间距离接近，因此变得需要极高精度的磁道伺服技术。因此，在磁记录再生装置中，一般采用下述方法:记录时宽幅地写入数据，另一方面，再生时为了尽量排除来自相邻磁道的影响，与记录时相比窄幅地进行数据的读取。但是，在该方法中，虽然可以将磁道间的影响抑制在最小限度，但获得充分的再生输出较困难，其结果，存在难以确保充分的SNR的问题。作为解决这样的热摆问题和确保SNR、确保充分的输出的方法之一，曾进行了下述尝试:在磁记录介质的表面形成沿着磁道的凹凸，将记录磁道彼此物理性地分离，由此提高磁道密度(例如，参照专利文献I (日本特开2004-164692号公报))。这样的技术一般被称为分离磁道法(discrete track method)。另外,具有这样的磁分离了的磁道图案的磁记录介质被称为分离磁道介质。另外，为了谋求磁记录介质的进一步的高记录密度化，曾提出了通过对于磁道的纵向(圆周方向)也每一比特形成凹凸，将磁性粒子彼此物理性地分离，将一个磁性粒子作为一比特进行记录的磁记录介质。将这样的具有将磁道间和位间的两方磁分离了的图案的磁记录介质称为比特图案化介质(bit patterned media)。在该比特图案化介质中，通过将磁道间和位间的两方磁分离，可以抑制在它们之间产生的磁相互作用。由此，可以提高磁记录介质中的记录数据的稳定性。另外，由于I比特由单一的磁性粒子构成，因此通过抑制来自边界的扰乱的迁移噪声，使SNR提高，由此能够实现更致密的磁记录。在制造上述的分离磁道介质和比特图案化介质等的所谓的图案化介质时，进行了下述操作:通过在磁性层上形成了与磁记录图案对应的形状的掩模层后，利用该掩模层对磁性层进行蚀刻加工，由此将磁性层图案化成为与磁记录图案对应的形状。此外，为了将磁记录介质的表面平坦化，在被除去了磁性层的部分埋入非磁性层后，进行除去多余的非磁性层和掩模层的处理。但是，在这样的以往的图案化介质的制造方法中，作为使用掩模层对于磁性层实施了物理性的凹凸加工后，除去变为不需要的掩模层的方法，只有采用干蚀刻或湿蚀刻从磁性层上除去掩模层的方法，此时，存在由于发生磁性层的氧化和溶解等而损害磁特性的问题。因此，要求能够抑制对磁性层的磁损伤的掩模层除去方法。本发明是鉴于上述的以往情况提出的，其目的是提供一种磁记录介质的制造方法和磁记录再生装置，该磁记录介质的制造方法通过不对磁性层造成磁损伤而除去在该磁性层上形成的掩模层，能够以高的生产率制造磁记录图案的磁分离性能优异的磁记录介质，另外，该磁记录再生装置使用采用这样的制造方法制造的磁记录介质，能够进一步提高电磁转换特性。
发明内容
S卩，本发明提供以下的磁记录介质的制造方法和磁记录再生装置。(I)本发明的第I方式是一种磁记录介质的制造方法，其特征在于，包括:在非磁性基板上形成磁性层的工序；在上述磁性层上形成掩模层的工序；在上述掩模层上形成被图案化为规定的形状的抗蚀剂层的工序；利用上述抗蚀剂层，将上述掩模层图案化为与上述抗蚀剂层对应的形状的工序；利用上述图案化了的掩模层，将上述磁性层图案化为与上述掩模层对应的形状的工序；和通过反应性等离子体蚀刻除去残存于上述磁性层上的掩模层的工序，在含有有机化合物的气氛中进行上述反应性等离子体蚀刻，所述有机化合物具有选自羟基、羰基、羟基羰基、烷氧基、醚基之中的至少一种或多种官能团。(2)在上述(I)所述的磁记录介质的制造方法中，上述掩模层可以是碳膜。(3 )在上述(I)所述的磁记录介质的制造方法中，上述掩模层可以由选自N1、Fe、Co、Cr之中的至少一种的金属膜、或者含有选自所述N1、Fe、Co、Cr之中的多种金属的合金膜构成。(4)在上述(I)所述的磁记录介质的制造方法中，上述掩模层可以由树脂膜构成。 ( 5 )在上述(I)所述的磁记录介质的制造方法中，上述掩模层可以由叠层膜构成，该叠层膜是依次层叠了由碳膜、金属膜或合金膜、和树脂膜之中的任一种膜构成的第I层、和由蚀刻速率比上述第I层低的材料构成的第2层的叠层膜。(6)在上述(5)所述的磁记录介质的制造方法中，上述第2层可以由选自S1、Al、Cr、Cu、Mo、W、Pt、Au、Ta、N1、Fe、Co之中的至少一种的金属膜、或者含有所述S1、Al、Cr、Cu、Mo、W、Pt、Au、Ta、N1、Fe、Co之中的多种的合金膜构成。(7)本发明的第2方式是一种磁记录再生装置，其特征在于，具备:采用上述(I)
(6)的任一项所述的方法制造的磁记录介质；将上述磁记录介质沿记录方向驱动的介质驱动部；针对上述磁记录介质进行记录动作和再生动作的磁头；使上述磁头相对于上述磁记录介质进行相对移动的磁头移动单元；和用于进行向上述磁头输入信号和从上述磁头再生输出信号的记录再生信号处理单元。根据本发明的磁记录介质的制造方法，可以不对磁性层造成磁损伤而除去在该磁性层上残存的掩模层。因此，根据本发明，能够以高的生产率制造磁记录图案的磁分离性能优异的磁记录介质。此外，在使用了由这样的本发明的制造方法得到的磁记录介质的磁记录再生装置中，能够进一步地提高电磁转换特性。
图1A是用于说明应用了本发明的磁记录介质的制造方法的截面图。图1B是用于说明应用了本发明的磁记录介质的制造方法的截面图。图1C是用于说明应用了本发明的磁记录介质的制造方法的截面图。图1D是用于说明应用了本发明的磁记录介质的制造方法的截面图。图1E是用于说明应用了本发明的磁记录介质的制造方法的截面图。图1F是用于说明应用了本发明的磁记录介质的制造方法的截面图。图2是表示应用本发明制造的磁记录介质的一例的截面图。图3是表示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...抗蚀剂层5...非磁性层6...保护层7...润滑膜MP...磁记录图案30...磁记录介质31...非磁性基板32...软磁性层33...中间层34...记录磁性层34a...磁记录图案
35...保护层36...润滑膜37...非磁性层51...旋转驱动部52...磁头53...磁头驱动部54...记录再生信号处理系统
具体实施例方式以下，对于本发明涉及的磁记录介质的制造方法和磁记录再生装置的实施方式，参照附图详细地说明。再者，为易于明白本发明的特征，在以下的说明中使用的附图有时为方便起见将成为特征的部分放大地表示，各构成要素的尺寸比率等未必与实际的磁记录介质和磁记录再生装置相同。(磁记录介质的制造方法)首先，对于应用了本发明的磁记录介质的制造方法进行说明。本发明是具有磁分离了的磁记录图案的磁记录介质的制造方法，制造该磁记录介质时，首先，如图1A所示，在非磁性基板I上，依次层叠形成磁性层2、掩模层3、抗蚀剂层4。另外，对于抗蚀剂层4，采用例如光刻法、纳米压印法等，图案化成为与上述的磁性层2的磁记录图案对应的形状。具体地讲，将该抗蚀剂层4图案化时，优选采用纳米压印法。作为纳米压印法，可以采用热压印、紫外光(UV)压印、加压压印等的方法。其中，对使用了通过照射紫外光(UV)来固化的材料的抗蚀剂层4使用印模(stamp )(未图示)转印图案的UV压印法较简便。作为在对抗蚀剂层4按压了印模的状态下，对该抗蚀剂层4照射放射线的方法，例如可以采用:从印模的相反侧、即非磁性基板I侧照射放射线的方法；作为印模的材料选择可以透过放射线的物质，从印模侧照射放射线的方法；从印模的侧面照射放射线的方法；
坐坐寸寸ο再者，所谓本发明中的紫外光，是指波长低于400nm的近紫外、紫外、真空紫外等的光。另外，作为通过照射紫外光来固化的材料，例如可以列举紫外线固化树脂。另外，在这样的材料之中特别优选:作为抗蚀剂层4，使用酚醛清漆系树脂、丙烯酸酯类、脂环式环氧类等的紫外线固化树脂，作为印模材料，使用对于紫外光透射性高的玻璃或树脂。另外，在采用热压印法的情况下，可以使用热塑性树脂或热固性树脂。其中，在将热塑性树脂作为抗蚀剂层4使用的情况下，将该抗蚀剂层4预加热，在抗蚀剂层4带有流动性的时候按压印模，在冷却后剥离印模即可。另一方面，在使用热固性树脂作为抗蚀剂层4的情况下，一边对该抗蚀剂层4按压印模一边加热，在树脂固化了的时候剥离印模即可。另外，在采用加压压印法的情况下，作为在室温下对于压力发生塑性变形的材料，可以使用例如玻璃、金属玻璃、硅氧烷树脂等。并且，将这些材料作为抗蚀剂层4使用，在室温下按压印模后，进行剥离即可。
另外，在本发明中，也可以在转印这样的图案的工序之后，对抗蚀剂层4照射更强的紫外光或放射线。由此，可以提高抗蚀剂层4的固化度，使经过其以后的工序后的磁性层的图案形状(矩形性)提高。在转印上述的图案的工序中，作为印模，可以使用例如对金属板采用电子束描绘等的方法形成了微细的磁道图案的印模。另外，由于印模要求能够耐受上述工艺的硬度和耐久性，因此可使用例如Ni等。但只要符合上述要求，则其材质没有特别的限定。此外，在印模上，除了通常的记录数据的磁道以外，还可以形成脉冲串图案(burst pattern)、格雷码图案(Gray code pattern)、前同步码图案(preamble pattern)等的伺服信号的图案。接着，如图1B所示，利用抗蚀剂层4，将掩模层3图案化成为与磁记录图案对应的形状。具体地讲，将该掩模层3图案化时，采用各向异性的干蚀刻、例如离子铣削、增加了指向性的反应性蚀刻等。由此，按照在抗蚀剂层4上形成的图案，部分性地除去掩模层3上的、槽(凹)部分等的没有被抗蚀剂层4比较厚地覆盖的地方，直到磁性层2的表面露出。由此，可以将掩模层3图案化成为与抗蚀剂层4对应的形状、即与磁性层2的磁记录部的图案对应的形状。再者，抗蚀剂层4，伴随着蚀刻的进行会从掩模层3上除去，但抗蚀剂层4的形状被原样地转印到掩模层3上，因此能够将掩模层3图案化成为与抗蚀剂层4对应的形状。因此，抗蚀剂层4在掩模层3的图案化结束的时刻,可以残存于掩模层3上,也可以从掩模层3上被完全除去。接着，如图1C所示，使用上述图案化了的掩模层3，将磁性层2图案化成为与该掩模层3对应的形状。具体地讲，对形成有上述图案化了的掩模层3的磁性层2的表面照射离子束，通过蚀刻除去磁性层2的没有被该掩模层3覆盖的地方。接着，如图1D所示，通过反应性等离子体蚀刻除去残存于磁性层2上的掩模层3。具体地讲，在本发明中，反应性等离子体蚀刻在含有有机化合物的气氛中进行，该有机化合物具有选自羟基、羰基、羟基羰基、烷氧基、醚基之中的至少一种或多种官能团。在本发明中，为了实现这样工艺，掩模层3优选使用可通过反应性等离子体蚀刻作用来除去的掩模层，例如可以使用碳膜(C)或树脂膜、或者选自镍(Ni)、铁(Fe)、钴(Co)、铬(Cr)之中的至少一种的金属膜或含有这些金属之中的多种金属的合金膜等。其中，C膜可以使用溅射碳等的低密度的碳、采用CVD法形成的类金刚石碳(DLC)之类的高密度的碳。此外，不仅可以将它们以单层来使用，还可以层叠多层来使用。另一方面，树脂膜优选使用不含有金属系元素的树脂材料，例如除了环氧系树脂、丙烯酸系树脂、酚醛清漆系树脂等的一般的树脂材料以外，还可以使用紫外光固化性树脂等的抗蚀剂材料。另一方面，合金膜，例如除了坡莫合金所代表的NiFe合金(81Ni_19Fe、80N1-18Fe-2Co 等)以外还可以使用 CoFe、CoN1、NiFeCo、FeC、CoCr、CrNi 等。另外，掩模层3也可以使用叠层膜，该叠层膜是层叠了由上述的C膜、上述的树脂膜、和上述的金属膜或合金膜之中的任一种膜构成的第I层、和由蚀刻速率比该第I层低的材料构成的第2层。在构成掩模层3的叠层膜之中，例如在第I层使用上述的C膜或树脂膜的情况下，作为第2层，优选使用针对氧等离子体蚀刻的蚀刻速率低、可利用除了氧以外的反应性蚀刻、氩铣削进行蚀刻的金属材料。例如，该情况下的第2层可以很合适地使用选自S1、Al、Cr、Cu、Mo、W、Pt、Au、Ta、N1、Fe、Co 之中的至少一种的金属膜或含有 S1、Al、Cr、Cu、Mo、W、Pt、Au、Ta、N1、Fe、Co 之中的多种的合金膜。另外，合金膜可以很合适地使用例如AlS1、CrCu、Crff, A1W、NiW等。特别是作为掩模层3使用了依次层叠了第I层和第2层的叠层膜，所述第I层使用了层叠了碳膜和DLC膜的叠层膜，所述第2层使用了 Si膜的情况下，能够提高针对磁性层2的形状加工性。另一方面，在第I层使用了上述的金属膜或合金膜的情况下，作为第2层，优选使用对于一氧化碳的反应性蚀刻，蚀刻速率低、可利用除了一氧化碳以外的反应性蚀刻、氩铣削进行蚀刻的金属材料。例如，该情况下的第2层可以很合适地使用选自S1、Al、Cu、Mo、W、Ta、Pt、Au之中的至少一种的金属膜或含有这些元素中的多种的合金膜。另外，上述的合金膜可以很合适地使用例如八15138(:11、1'1、11￥31胃等。优选第2层在将磁性层2进行蚀刻后，厚度变为3nm以下，更优选该第2层在蚀刻磁性层2时被除去。另外，优选第2层的厚度比磁性层2的厚度薄。例如，在磁性层2的蚀刻深度为IOnm的情况下，优选第2层的厚度为IOnm以下。该情况下，在对磁性层2进行图案形成时第2层被除去，因此可以容易地剥离第I层。另一方面，作为第2层，使用选自N1、Fe、Co之中的合金膜的情况下，本发明的剥离较容易，因此没有厚度的限制。另外，在 上述的掩模层3中，将层叠了 C膜或树脂膜、与金属膜的叠层膜作为一个组(段)，通过层叠多个组(段)的该叠层膜，可以更加提高磁性层2的加工精度和矩形性等的形状加工性。特别是在采用按顺序层叠了碳膜、DLC膜、Ni膜、碳膜、硅膜的构成、和按顺序层叠了 DLC膜、碳膜、DLC膜、Si膜、Ni膜、碳膜、硅膜的构成的情况下，可以得到针对磁性层2的良好的形状加工性。对于本发明的反应性等离子体蚀刻，需要不对磁性层2造成磁损伤而除去掩模层
3。因此，在本发明中，在含有上述有机化合物的气氛中，进行反应性等离子体蚀刻，上述有机化合物具有选自羟基、羰基、羟基羰基、烷氧基、醚基之中的至少一种或多种官能团。S卩，在本发明中，在含有可形成为自由基的烃离子(hydrocarbon ion)、和羰基离子、氢离子、羟基离子以及它们的自由基等的反应等离子体气氛中进行蚀刻。例如，在上述的掩模层3使用C膜或树脂膜的情况下，烃离子、和羰基离子、氢离子、羟基离子以及它们的自由基等作为反应种变得有效。另外，在上述的掩模层3使用C膜或树脂膜、或者选自N1、Fe、Co、Cr之中的至少一种的金属膜或含有这些金属之中的多种金属的合金膜的情况下，羰基离子及其自由基作为反应种变得有效。该情况下，烃、羰基、羟基、氢、烷氧基等的离子和自由基，通过反应性蚀刻除去掩模层3，但其中，羰基、羟基、烷氧基的离子和自由基，在磁性层2的表面作用，通过氧化和/或蚀刻造成磁损伤。与此相对，烃和氢的离子和自由基，抑制磁性层2的氧化，还具有将被氧化了的磁性层还原的效果。因此，在本发明中，通过这两者的效果，能够不对磁性层2造成磁损伤而除去掩模层3。另外，作为在反应等离子体气氛中使烃离子、与氢离子、羰基离子、羟基离子、烷氧基离子以及它们的自由基共存的方法，有使用将醇、酮、醚、羧酸等的有机化合物气化了的原料的方法。另外，作为这样的原料，可列举例如甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、丙三醇、苯酚、丙酮、2-丁酮、环己酮、乙酰丙酮、甲醛、乙醛、甲酸、乙酸、丙酸、草酸、乙酸乙酯、乙酸丁酯、二乙醚、四氢呋喃、甲氧基苯、苯甲醚(anisole)、丙二醇单甲醚等等。另外，这些原料为了气化，优选在常温下为液体。另外，也可以采用将气体容器和气体供给系统加热的方法。此外，在上述的原料中，为了使等离子体稳定化，也可以混合少量的氩(Ar)、氪(Kr)等的惰性气体来使用。另外，为了使原料气体的供给稳定化，作为载气，也可以使用氦(He)、氩(Ar)、氢(H2)、甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)等的烃气体。另外，上述的羰基离子、羟基离子、烷氧基离子、氢离子和它们的自由基，有除去(气化)在掩模层3的表面残留的抗蚀剂层4的效果。S卩，由于抗蚀剂层4 一般含有较多的有机物，与作为掩模使用的碳膜相比密度低，因此容易被这些离子和自由基除去。接着，如图1E所示，在磁性层2图案化后，向在该磁性层2的表面形成的凹凸之间埋入非磁性层5。具体地讲，非磁性层5可以使用例如Cr、Ru、T1、W、Ta、Mo、CoCr, TiAl合金等的金属、Si氧化物、Cr氧化物、Ti氧化物、W氧化物、Co氧化物、Ta氧化物、Ru氧化物等的氧化物等。另外，形成非磁性层5时，可以很合适地采用例如溅射法。然后，以足以向上述的磁性层2的凹凸之间埋入的厚度形成了非磁性层5后，进行平坦化直到该磁性层2的表面露出。由此，可以使磁记录图案MP (磁性层2)从非磁性层5之间表露出。再者，作为平坦化处理方法，干式法有离子铣削，湿式法有CMP (化学机械抛光；Chemical Mechanical Polishing)的研磨加工,在本发明中任一种方法都可以很合适地使用。另一方面，在本发明中，未必需要进行如上述的图1E所示那样的使用了非磁性层5的平坦化处理，也可以省略这样的工序。例如，在磁性层2的表面形成的凹凸较浅的情况下，不进行上述的平坦化处理而在其上形成保护层，形成为残留有凹凸的磁记录介质。该情况下，虽然在磁记录再生装置内磁头的浮起高度降低，但作为磁记录再生装置可以毫无问题地实现。另外，该情况下，形成于磁性层2上的凹凸的深度优选为IOnm以下，更优选为6nm以下。再者，在凹凸的深度超过IOnm的情况下，磁头的浮起高度的降低显著，在磁记录再生中容易发生磁头和磁记录介质的接触，还有最终导致破损之虞。接着，如图1F所示，在磁性层2和非磁性层5上形成了保护层6后，通过在该保护层6上涂布润滑剂来形成润滑膜7。
通过经过如以上那样的工序，可以制造具有磁分离了的磁记录图案MP的磁记录介质。如上述那样，根据本发明，可以不对磁性层2造成磁损伤而除去在该磁性层2上残存的掩模层3。因此，根据本发明，能够以高的生产率制造磁记录图案MP的磁分离性能优异的磁记录介质。另外，使用了这样的磁记录介质的磁记录再生装置，能够进一步地提高电磁转换特性。再者，本发明中的磁记录图案，是磁记录数据在每一位具有一定的规则性地配置了的图案，其中也可以含有作为伺服信号发挥功能的数据。例如，所谓比特图案型，是在被磁分离了的各个区域按各一比特记录磁记录数据的类型。另外，所谓分离磁道型，是在形成为圆周状，并且在径向上与相邻的区域磁分离了的弧状区域连续地记录好几个比特列的类型。另外，所谓图案化介质，是上述的比特图案型和分离磁道型等的、具有在磁分离了的区域形成的磁性层的磁记录介质。另外，本发明中的磁记录图案，不限于上述的磁性层的一部分被非磁性层完全地分离了的状态。只要磁性层从表面侧来看被分离，则即使在磁性层的底部没有被分离，也能够实现本发明的目的，其包含在本发明的磁分离了的磁记录图案的概念中。另外，在本发明中，使用上述的掩模层3，将磁性层2图案化成为与该掩模层3对应的形状时，也可以对磁性层2的没有被掩模层3覆盖的表面进行离子注入，将该地方的磁性消磁。例如，从进行了图案加工的掩模层3之上注入P+、N2\ N+、C+、He+、Ne+、Ar+、Kr+、Xe+、As+、F+、Si+、B+等的离子。该情况下，磁性层2的进行了离子注入的地方的晶体结构紊乱，或者与磁性层2中所含有的Co、Fe、Ni等反应变为非磁性组织，由此可以使没有被掩模层3覆盖的部分的磁性层2的磁化消磁。在利用离子注入将磁性层2图案化了的情况下，优选:调整离子注入的条件，使得磁性层2不因离子注入而发生蚀刻、或者即使是发生蚀刻的情况也变为5nm以下的深度。由此，剥离掩模层3后的平坦化处理变得不需要。另外，在本发明中，也可以在将磁性层2蚀刻加工后，向在磁性层2的表面形成的凹凸之间埋入非磁性层5，其后，将与形成于磁性层2的凸表面的高度相比处于其上的多余的非磁性层5，与掩模层3 —起采用上述本发明的方法除去。该情况下，作为非磁性层5，优选使用由C膜或树脂膜、或者选自N1、Fe、Co、Cr之中的至少一种的金属膜或含有这些金属之中的多种金属的合金膜构成的非磁性材料。另夕卜，上述的合金膜可以很合适地使用例如CrN1、CoCr、CrFe、CN1、CCo、CFe、CCr等。另外，该情况下的非磁性层5，不需要比掩模层3的厚度厚地成膜，为在表面残留有凹凸的状态也无妨。(磁记录介质)接着，对于应用本发明制造的磁记录介质的具体的构成，列举例如图2所述的磁记录介质30为例详细地说明。该磁记录介质30,是具有记录磁性层34的所谓的图案化介质,该记录磁性层34由后述的磁记录图案34a被非磁性层37磁分离了的区域构成。再者，在以下的说明中例示的磁记录介质30，毕竟只是一例，应用本发明制造的磁记录介质未必限于这样的构成，在不变更本发明的要旨的范围可以适当变更来实施。该磁记录介质30，如图2所示，具有在非磁性基板31的两面顺序层叠了软磁性层32、中间层33、具有磁记录图案34a的记录磁性层34、和保护层35的结构，进而具有在最表面形成有润滑膜36的结构。再者，在图3中，是仅图示非磁性基板31的单面的图。作为非磁性基板31，可以列举例如Al-Mg合金等的以Al为主成分的Al合金基板、钠玻璃、铝硅酸盐系玻璃、结晶化玻璃(微晶玻璃)等的玻璃基板、硅基板、钛基板、陶瓷基板、树脂基板等的各种基板，其中，优选使用Al合金基板、玻璃基板、硅基板。另外，非磁性基板31的平均表面粗糙度(Ra)优选为Inm以下，更优选为0.5nm以下，进一步优选为0.1nm以下。软磁性层32,具有增大从磁头产生的磁通量的相对于基板面的垂直方向分量的功能，和将被记录信息的记录磁性层34的磁化方向更牢固地固定在与非磁性基板31垂直的方向的功能。这些功能特别是在使用以单磁极结构为基本的磁头作为记录再生用的磁头的情况下更加显著。作为软磁性层32，可以使用例如含有Fe、N1、Co等的非晶或微晶结构的软磁性材料。作为具体的软磁性材料，可以列举例如CoFe系合金(CoFeTaZr、CoFeZrNb等)、FeCo系合金(FeCo、FeCoB, FeCoV 等)、FeNi 系合金(FeN1、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSi 等)、FeAl 系合金(FeAl、FeAlS1、FeAlSiCr, FeAlO 等)、FeTa 系合金(FeTa、FeTaC, FeTaN 等)、FeMg 系合金(FeMgO等)、FeZr系合金(FeZrNb、FeZrN等)、FeC系合金、FeN系合金、FeSi系合金、FeP系合金、FeNb系合金、FeHf系合金、FeB系合金等。此外，作为软磁性层32，还可以使用以Co为主成分，含有Zr、Nb、Ta、Cr、Mo等中的至少一种，且具有非晶或微晶结构的Co合金。作为其具体的材料，可以列举例如CoZr、CoZrNb, CoZrTa, CoZrCr, CoZrMo 等作为优选材料。优选软磁性层32由两层以上的软磁性膜构成，在层叠了的软磁性膜之间设置Ru膜。通过将Ru膜的厚度在0.4 1.0nm或1.6nm 2.6nm的范围调整，在夹持了 Ru膜的上下的软磁性膜间产生反铁磁耦合(AFC)，可以抑制所谓的尖峰噪声(spike noise)。软磁性膜的层数优选为偶数。由此，通过AFC，相互反向地朝向的磁化相抵消，作为结果，软磁性层32整体的残留磁化变为0，可以抑制信号再生时的磁影响(噪声)。另一方面，即使软磁性膜的层数为奇数，通过使得从基板侧起的奇数号的膜与偶数号的软磁性膜的各自的合计磁化强度相等，也能够获得同样的效果。中间层33，作为控制其紧上面的层的取向性和晶体尺寸的取向控制层发挥功能。中间层33，优选根据记录磁性层34的种类分别使用合适的材料。例如，在使用Co系材料(CoCrPt> CoPt> CoPd等)作为记录磁性层34的情况下,优选使用Ru单质、或以Ru为主成分，并含有Cr、Co、Fe、N1、C等中的至少一种的、具有hep晶体结构的Ru系合金材料,优选hep晶体结构的C轴相对于非磁性基板31垂直朝向地形成。具体地讲，在软磁性层32上形成以Ni为主成分的合金(N1、Niff, NiCr, NiTa等)的膜，再在该膜上形成Ru系合金膜。Ni系合金膜也可以置换为Pt系合金、Ta系合金、C系合金。另外，作为Ru系合金，也可以使用添加了例如Si02、Cr203、Ti02等氧化物的粒状结构的材料。此外，在作为记录磁性层34使用Fe系合金材料的情况下，作为中间层33优选使用 Mg。、C、Mo 等。记录磁性层34，可以为面内磁记录介质用的水平磁性层，也可以为垂直磁记录介质用的垂直磁性层，但为了实现更高的记录密度，优选为垂直磁性层。在为形成于记录磁性层34的圆周状的磁记录图案34a被非磁性层37磁分离而成的所谓的分离磁道型的磁记录介质的情况下，优选记录磁性层34主要由以Co为主成分的合金形成。例如，可以很合适地使用CoCrPt系、CoCrPtB系、CoCrPtTa系的磁性层、向这些物质中加入了 Si02、Cr2O3等氧化物的粒状结构的磁性层。在垂直磁记录方式的分离磁道型的磁记录介质的情况下，例如可以利用下述的磁性层，所述磁性层中层叠有:由软磁性的FeCo合金(FeCoB、FeCoSiB, FeCoZr, FeCoZrB,FeCoZrBCu 等)、FeTa 合金(FeTaN、FeTaC 等)、Co 合金(CoTaZr、CoZrNB、CoB 等)等构成的软磁性层32 ;由Ru等构成的中间层33 ;和由60Co-15Cr-15Pt合金和/或70Co-5Cr-15Pt_10Si02合金构成记录磁性层34。另外，也可以在软磁性层32和中间层33之间层叠由Pt、Pd、NiCr、NiFeCr等构成的取向控制膜。另一方面，在面内磁记录介质的情况下，作为记录磁性层34，可以利用层叠了非磁性的CrMo基底层和铁磁性的CoCrPtTa磁性层的记录磁性层。记录磁性层34的厚度，设为3nm 20nm,优选设为5nm 15nm。另外，记录磁性层34只要相应于使用的磁性合金的种类和叠层结构来形成使得可得到充分的磁头输入输出即可。另外，记录磁性层34，为了在再生时得到一定以上的输出，需要某种程度以上的膜厚，另一方面，表示记录再生特性的各种参数，随着输出的上升而劣化是通例，因此需要设定为最佳的膜厚。记录磁性层34通常采用溅射法作为薄膜形成。作为粒状结构的记录磁性层34，优选为:至少作为磁性粒子含有Co和Cr，并在磁性粒子的晶粒边界部含有选自Si氧化物、Cr氧化物、Ti氧化物、W氧化物、Co氧化物、Ta氧化物、Ru氧化物之中的至少一种或两种以上的磁性层。具体地讲,可以列举例如CoCrPt-Si氧化物、CoCrPt-Cr氧化物、CoCrPt-W氧化物、CoCrPt-Co氧化物、CoCrPt-Cr氧化物-W氧化物、CoCrPt-Cr氧化物-Ru氧化物、CoRuPt-Cr氧化物-Si氧化物、CoCrPtRu-Cr氧化物-Si氧化物等。
具有粒状结构的磁性晶粒的平均粒径，优选为5nm 8nm。另外，在磁性层中存在的氧化物的总量优选为3 15摩尔％。在为形成于记录磁性层34上的圆点(dot)状的磁记录图案34a被非磁性层37磁分离而成的、所谓的比特图案型的磁记录介质的情况下，在获得充分的耐热摆性方面优选:作为记录磁性层34，使用例如CoPt、FePt, CoPd等的高Ku磁性材料。例如，作为CoPt系合金，可以很合适地使用80Co-20Pt、75Co_25Pt、作为FePt系，可以很合适地使用 50Fe-50Pt、45Fe-45Pt-10Cu 和 45Fe-45Pt_10C 等。这些高Ku磁性材料，可以采用溅射法进行成膜，也可以采用依次堆积各构成元素的叠层法来形成。例如，在CoPd系的磁性材料的情况下,优选将Co和Pd交替地堆积的叠层法。将Ku磁性材料成膜后，进行通过热处理(退火)提高结晶性的处理也是有效的，例如，优选在真空气氛下，以300°C以上、15分钟 4小时的条件进行退火。另外，退火温度，按各材料设定适当的温度即可，例如，优选=CoPt合金设为400°C、FePt系合金设为500°C。另外，比特图案型的磁记录介质30，为了提高其记录密度，优选将记录磁性层34之中的磁记录图案34a的圆点直径Φ设定为5nm 15nm。另外,优选将圆点间的间距P设定为3nm 25nm,为了提高记录密度,优选尽可能窄。另一方面，如果间距P过窄，则磁分离变得不充分，圆点间的作用变大，记录的磁性数据的维持变难。保护层35，只要使用在磁记录介质中通常所使用的材料即可，作为这样的材料，可以列举例如碳(C)、氢化碳(HxC)、氮化碳(CN)、无定形碳、碳化娃(SiC)等的碳质材料、SiO2、Zr203、TiN等。另外，保护层35也可以是层叠了 2层以上的保护层。保护层35的厚度，如果超过10nm，则磁头和记录磁性层34的距离变大，变得得不到充分的输入输出特性，因此优选设为低于10nm。润滑膜36，可以通过在保护层35上涂布例如氟系润滑剂、烃系润滑剂、或由它们的混合物等构成的润滑剂来形成。另外，润滑膜36的膜厚通常为I 4nm左右。如以上那样的具有由磁分离了的区域构成的磁性层的磁记录介质(图案化介质)30，通过采用应用了上述的本发明的磁记录介质的制造方法，能够将制造工序简化，并以高的生产率制造。(磁记录再生装置)接着，对于应用了本发明的磁记录再生装置(HDD)进行说明。应用了本发明的磁记录再生装置，例如，如图3所示，具备:上述的磁记录介质30 ；将上述的磁记录介质30旋转驱动的旋转驱动部51 ;针对上述的磁记录介质30进行记录动作和再生动作的磁头52 ;使磁头52在上述的磁记录介质30的径向上移动的磁头驱动部53 ;和用于进行向磁头52输入信号和从磁头52再生输出信号的记录再生信号处理系统54。在该磁记录再生装置中，通过使用上述的磁记录介质30,可消除对该磁记录介质30进行磁记录时的洇写，能够得到高的面记录密度。即，通过使用上述的磁记录介质30，能够构成记录密度高的磁记录再生装置。另外，上述的磁记录介质30，加工了记录磁道使得在径向上变得磁不连续。 由此，对于以往为了排除磁道边缘部的磁化迁移区域的影响而使再生磁头宽度比记录磁头宽度窄地对应的情况，可使这两者成为大致相同的宽度来动作。因此，能够得到充分的再生输出和高的SNR。进而，通过利用GMR磁头或TMR磁头构成磁头52的再生部，即使在高记录密度下也可以得到充分的信号强度，能够实现具有高记录密度的磁记录再生装置。另外，如果将该磁头52的浮起量设定在0.005 μ m 0.020 μ m的范围内，以低于以往的高度浮起，则输出提高，可获得高的装置SNR，并且，能够提供大容量且可靠性高的磁记录再生装置。此外，如果组合采用最大似然译码法的信号处理电路，则能够进一步提高记录密度，例如，即使在以磁道密度400k道/英寸以上、线记录密度1500k比特/英寸以上、每一平方英寸600G比特以上的记录密度进行记录和再生的情况下，也能够得到充分的SNR。实施例以下，通过实施例更加明确本发明的效果。再者，本发明不限定于以下的实施例，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，首先，将洗涤过的玻璃基板(- 二力$ ^ >夕公司制，外径2.5英寸)收纳到DC磁控溅射装置(7木A K公司制C-3040)的成膜室内，将成膜室内减压排气到到达真空度变为I X 10_5Pa后，使用Cr靶在该玻璃基板上形成层厚为IOnm的密着层。在此使用的玻璃基板，外径为65mm、内径为20mm、平均表面粗糙度(Ra)为0.2nm。接着，采用DC溅射法，按顺序层叠了作为软磁性层的层厚为60nm的FeCoB膜、作为中间层的层厚为IOnm的Ru膜、作为记录磁性层的层厚为IOnm的80Co_20Pt合金膜。
接着，在其上，采用溅射法按顺序形成20nm的碳膜和5nm的硅膜来作为掩模层。接着，在其上，采用旋涂法涂布抗蚀剂材料，形成了层厚为40nm的抗蚀剂层。再者，抗蚀剂材料使用环氧系紫外线固化树脂。然后，使用具有磁记录图案的正图案的玻璃制的印模，在以IMPa(约lOkgf/cm2)的压力将该印模按压于抗蚀剂层上的状态下，从紫外线的透射率为95%以上的玻璃制的印模的上部照射10秒钟的波长为365nm的紫外线，使抗蚀剂层固化。其后，从抗蚀剂层分离印模，在抗蚀剂层上转印了与磁记录图案对应的凹凸图案。再者，转印到抗蚀剂层上的凹凸图案，与每平方英寸2太比特(Tbpsi)的磁记录图案对应，数据区域的凸部为直径IOnm的圆筒(圆点)状，在圆周方向上相邻的凸的间隔为17.96nm，通过沿着圆周的等间隔配置，形成了磁道。另外，中途以横穿磁道的方式设置了256条的伺服区域。抗蚀剂层的层厚，在凸部分为55nm，在凹部分约为10nm。接着，通过干蚀刻将抗蚀剂层的凹部的地方以及其下的硅膜除去。此时的干蚀刻的条件是，将CF4气设为40SCCm，压力设为0.3Pa，高频等离子体电力设为300W，RF偏置功率设为10W，蚀刻时间设为15秒。其后，通过形成于硅膜上的开口部，采用干蚀刻除去碳膜。干蚀刻的条件是，将O2气设为40SCCm，压力设为0.5Pa，高频等离子体电力设为200W，RF偏置功率设为50W，蚀刻时间设为40秒。接着，对记录磁性层的没有被掩模层覆盖的地方利用离子束进行加工。离子束加工条件，将Ar气设为5SCCm，压力设为0.05Pa，高频等离子电力设为200W，加速电压设为1000V，引出电压设为-500V，加工时间设为30秒。 接着，进行掩模层的除去。加工条件是，作为剥离气体使用气化了的甲醇，将流量设为40SCCm，压力设为0.5Pa，高频等离子体电力设为600W、直流偏电压设为50V、蚀刻时间设为30秒，结果凸部的磁性层表面表露出，碳膜和硅膜以及抗蚀剂膜被除去。接着,在加工后的表面,形成50nm的50Al_50Ti膜作为非磁性层,其后,通过采用离子束的平坦化加工，使凸部的记录磁性层表露出。离子束加工条件，将氩气设为30SCCm，压力设为2.0Pa,高频等离子体电力设为300W，加速电压设为300V，引出电压设为-300V。通过SIMS，监测Co的峰，由此进行终点检测，在凸部记录磁性层表露出的地方停止。时间需要120秒。此时的平均表面粗糙度(Ra)，另行使用原子力显微镜(AFM)进行了测定，为0.25nm(I μ m见方的视场)。接着,采用CVD法,形成厚度为4nm的DLC膜,涂布2nm的润滑剂,制作了磁记录介质。测定了采用以上方法制造的磁记录介质的电磁转换特性。电磁转换特性的评价，使用旋转台(spinstand)实施。此时，作为评价用的磁头，记录用磁头使用垂直记录磁头，读取用磁头使用TuMR磁头。介质，预先使用在基板的上下具有磁铁的专用的擦除装置，在与基板垂直的方向上施加磁场，进行DC擦除。使该介质以每分钟7200转旋转，确认了使用上述的磁头能够正确地定位。其后，读取数据区域的信号，使用示波器进行了傅立叶变换，在半径20mm下在839.2MHz得到了峰。可知这是相当于圆点间隔17.96nm的频率，图案正确地形成2Tbpsi的样式。相应于该频率，测定了记录了信号时的BER。其结果，BER为10的-7.9次方。此外，制成的磁记录介质的平均表面粗糙度(Ra)，另行使用原子力显微镜(AFM)进行了测定，为0.25nm (1 μ m见方的视场)。以下，归纳了评价结果示于表I。另外，在除去掩模层的前后，进行静磁特性(矫顽力)的确认。对于静磁特性的评价，使用了利用Kerr效应的装置。其结果，如表I所示，在除去掩模层的前后，看不到静磁特性的变化。再者，对于除去掩模 层之前的静磁特性，在通过计算除去了由掩模层所致的磁化的影响后算出记录磁性层的磁特性。
权利要求
1.一种磁记录介质的制造方法，其特征在于，包括: 在非磁性基板上形成磁性层的工序； 在所述磁性层上形成掩模层的工序； 在所述掩模层上形成被图案化为规定的形状的抗蚀剂层的工序； 使用所述抗蚀剂层，将所述掩模层图案化为与所述抗蚀剂层对应的形状的工序；使用所述图案化了的掩模层，将所述磁性层图案化为与所述掩模层对应的形状的工序；和 通过反应性等离子体蚀刻除去残存于所述磁性层上的掩模层的工序， 在含有有机化合物的气氛中进行所述反应性等离子体蚀刻，所述有机化合物具有选自羟基、羰基、羟基羰基、烷氧基、醚基之中的至少一种或多种官能团。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，所述掩模层由碳膜构成。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，所述掩模层由选自N1、Fe、Co、Cr之中的至少一种的金属膜、或者含有选自所述N1、Fe、Co、Cr之中的多种金属的合金膜构成。
4.根据权利要求1所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，所述掩模层由树脂膜构成。
5.根据权利要求1所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，所述掩模层由叠层膜构成，所述叠层膜是依 次层叠了第I层和第2层的叠层膜，所述第I层由碳膜、金属膜或合金膜、和树脂膜之中的任一种膜构成，所述第2层由蚀刻速率比所述第I层低的材料构成。
6.根据权利要求5所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，所述第2层由选自S1、八1、0、(:11、]\10、1、？1411、了&、附、？6、(:0之中的至少一种的金属膜、或者含有所述5丨、41、0、Cu、Mo、W、Pt、Au、Ta、N1、Fe、Co之中的多种的合金膜构成。
7.—种磁记录再生装置，其特征在于，具备: 采用权利要求1所述的方法制造的磁记录介质； 将所述磁记录介质沿记录方向驱动的介质驱动部； 针对所述磁记录介质进行记录动作和再生动作的磁头； 使所述磁头相对于所述磁记录介质进行相对移动的磁头移动单元；和 用于进行向所述磁头输入信号和从所述磁头再生输出信号的记录再生信号处理单元。
全文摘要
一种磁记录介质的制造方法，其包括在非磁性基板(1)上形成磁性层(2)的工序；在磁性层(2)上形成掩模层(3)的工序；在掩模层(3)上形成被图案化为规定的形状的抗蚀剂层(4)的工序；使用抗蚀剂层(4)，将掩模层(3)图案化为与该抗蚀剂层(4)对应的形状的工序；使用被图案化了的掩模层(3)，将磁性层(2)图案化为与该掩模层(3)对应的形状的工序；和通过反应性等离子体蚀刻除去残存于磁性层(2)上的掩模层(3)的工序，反应性等离子体蚀刻在含有有机化合物的气氛中进行，所述有机化合物具有选自羟基、羰基、羟基羰基、烷氧基、醚基之中的至少一种或多种官能团。
文档编号G11B5/667GK103219014SQ20131002484
公开日2013年7月24日 申请日期2013年1月18日 优先权日2012年1月20日
发明者樋渡诚, 山根明, 茂智雄, 坂胁彰 申请人:昭和电工株式会社