磁記錄媒體的製造方法
2023-06-24 22:13:46
專利名稱：磁記錄媒體的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種磁記錄媒體的製造方法，該磁記錄媒體在襯底上以規定的凹凸圖案形成記錄層，用非磁性材料填充該凹凸圖案的凹部。
背景技術：
在過去，硬碟等的磁記錄媒體，力求根據構成記錄層的磁性顆粒的細微化、材料的變更、磁頭加工的細微化等的改進而顯著提高面記錄密度，今後也期待進一步提高面記錄密度。
但是，由於明顯出現起因於磁頭的加工界限、磁場的擴大的側幹擾條紋(サィドフリンジ)、交調失真(クロスト一ク)等的問題，而採用過去的改進方法提高面記錄密度出現了限度，故提出有下述的離散(ディスクリ一ト/Discrete)型的磁記錄媒體，該磁記錄媒體作為可進一步提高面記錄密度的磁記錄媒體的候補，以規定的凹凸圖案形成記錄層，在凹凸圖案中的凹部中填充非磁性材料而成(比如，參照日本專利特開平9-97419號公報)。
作為以規定的凹凸圖案形成記錄層的加工技術，可以利用反應性離子蝕刻等的幹蝕刻的方法(比如，參照日本專利特開平12-322710號公報)。
另外，作為實現非磁性材料的填充的方法，可以利用在半導體製造領域中所採用的濺射等的加工技術。此外，如果採用濺射等的加工技術，則按照記錄層的凹凸圖案，使非磁性材料的表面形成為凹凸形狀，該非磁性材料不僅在凹凸圖案中的凹部，還在記錄層的頂面上形成膜。
為了使磁頭的上浮穩定，最好對記錄層和非磁性材料的表面進行平坦化。另外，也為了獲得良好的磁特性，最好儘可能地去除記錄層上的剩餘的非磁性材料。對於去除該記錄層上的剩餘的非磁性材料及平坦化時，可以採用半導體製造領域中所使用的CMP(Chemical Mechanical Polishing)等加工技術。
但是，如果非磁性材料的膜的厚度薄，則非磁性材料不能完全地填充於凹凸圖案中的凹部，不能充分地使記錄層及非磁性材料的表面平坦化。另外，即使在凹凸圖案中的凹部完全地填充非磁性材料，但如果非磁性材料的成膜厚度薄，則不能充分地使記錄層和非磁性材料的表面平坦化。更詳細地說明的話，如圖21的(A)所示，非磁性材料102的表面按照記錄層104的凹凸形狀，呈稍稍凹凸形狀，但由於在平坦化步驟中，從整體上將非磁性材料102去除的同時，使表面的凹凸部逐漸地均勻，故如果非磁性材料的成膜厚度薄，則具有使表面的凹凸部均勻的效果的平坦化步驟實質上縮短，如圖21的(B)所示，存在即使去除非磁性材料102，直至記錄元件104的頂面，但非磁性材料102的表面的凹凸部不會充分均勻。
相對於此，如果增加非磁性材料的成膜厚度，則可解決以上問題，但是存在材料的使用效率降低、生產成本增加的問題。另外，存在平坦化步驟的時間變長、生產效率降低的問題。此外，由於存在非磁性材料的成膜厚度根據襯底的部位以一定比例變化的傾向，故如果增加非磁性材料的厚度，則相應地非磁性材料的膜厚分布(膜厚的差)增加，抵消增加非磁性材料的成膜厚度而引起的表面的平坦化效果，或無法在平坦化步驟中充分地平坦化表面，反之存在磁記錄媒體的表面的凹凸增大的情況。
發明內容
本發明是針對上述問題而提出的，其課題在於，提供磁記錄媒體的製造方法，其具有以規定的凹凸圖案形成的記錄層，並且有效可靠地製造表面充分地平坦的磁記錄媒體。
本發明通過下述方式解決了上述的課題，該方式為在非磁性材料填充步驟中，採用一邊對被加工體附加偏置功率，一邊在被加工體的表面上形成非磁性材料的膜的成膜方法，同時將成膜率的比V/Vo限制在如上述關係式(I)所示的範圍內，從而在非磁性材料填充步驟中抑制非磁性材料的表面的凹凸。
發明人用實驗等確認，如果記錄元件及非磁性材料的表面粗糙度Ra(中心線平均粗糙度)在1.7及其以下，則能可靠地獲得穩定的磁頭上浮。
但是，由於如果採用濺射等的成膜方法，在被加工體的表面上形成非磁性材料膜，存在按照記錄元件的凹凸形狀，均勻地形成非磁性材料的顆粒的膜的傾向，且形成膜的磁性材料的表面的凹凸容易變大，故即使經過平坦化步驟，仍難於使記錄元件及非磁性材料的表面粗糙度在1.7及其以下。
於是，發明人嘗試了下述方式，即，採用偏置濺射法等，一邊對被加工體附加偏置功率一邊在被加工體的表面上形成非磁性材料的膜的成膜方法，在被加工體的表面上形成非磁性材料的膜。附加偏置功率的成膜方法同時進行使非磁性材料成膜的成膜作用，以及由偏置功率提供的氣體等對成膜了的非磁性材料進行蝕刻處理的蝕刻作用，且以成膜作用超過蝕刻作用的方式進行成膜，但是這樣考慮的原因在於由於蝕刻作用存在將成膜了的非磁性材料的突出的部位，早於其它部位地選擇性地去除的傾向，故可通過該蝕刻作用抑制在非磁性材料填充步驟中所成膜的非磁性材料的表面的凹凸。
但是，實際上即使採用這樣的、附加偏置功率的成膜方法，將非磁性材料成膜，也存在不能夠充分地抑制非磁性材料的表面的凹凸，或將成膜了的非磁性材料剝離的情況，而且即使在經過平坦化步驟，仍難於將記錄層及非磁性材料的表面粗糙度Ra抑制在1.7及其以下。
於是，發明人進一步重複敏銳的分析，在將附加偏置功率的成膜方法中的各種成膜加工條件試行錯誤的過程中，發現了如下情況以相對偏置功率為0的情況下的成膜率Vo的成膜率V的比V/Vo限制在如上述關係式(I)所示的範圍內的方式，調節成膜加工條件，由此，在非磁性材料填充步驟中，將非磁性材料的表面的凹凸抑制得充分小，直至在平坦化步驟後，將記錄層及非磁性材料的表面粗糙度抑制在1.7及其以下的儘可能的程度。
另外，通過以將V/Vo限制在上述關係式(I)所示的範圍內的方式，調節成膜加工條件，可以將在非磁性材料填充步驟中成膜的非磁性材料的表面的凹凸抑制得充分小，其原因不一定明顯，但可大致地考慮成如下述的那樣。
所謂V/Vo的成膜率的比，是指代表附加偏置功率的成膜方法中的成膜作用，與蝕刻作用的比率的值，可以認為該值越小，蝕刻作用的比率相應地高，可以抑制在非磁性材料填充步驟中成膜的非磁性材料的表面的凹凸。
此外可以認為，在非磁性材料填充步驟中成膜的非磁性材料的表面粗糙度，相應於被加工體的表面的凹凸情況而增減，凹凸圖案的凸部的寬度L、凹部的深度d越大，表面粗糙度相應地變大。另一方面可以認為，非磁性材料的成膜厚度t越大，所成膜的非磁性材料的表面粗糙度相應地變小。
從而可以認為，凹凸圖案中的凸部的寬度L、凹部的深度d越大，膜厚t越大，則向提高蝕刻作用的比率的方向，即減小V/Vo的方向，調整成膜加工條件。換言之，可以認為若L·d/t越大，則向減小V/Vo的方向，調整成膜加工條件即可，通過將V/Vo限制在上述關係式(I)的左邊所示的上限值及其以下，可以充分抑制非磁性材料的表面的凹凸。
此外可以認為發生非磁性材料的剝離的原因在於，附加偏置功率的成膜方法中的蝕刻作用。於是，為了防止非磁性材料的剝離，有必要向抑制蝕刻作用的方向，即增大V/Vo的方向，調整成膜加工條件，將V/Vo限制在上述關係式(I)的右邊所示的下限值及其以上。
另外，上述關係式(I)中的各變量的單位為V(/min)、Vo(/min)、L(nm)、d(nm)、t(nm)。
即，通過下述這樣的本發明，可以力求解決上述課題。
(1)一種磁記錄媒體的製造方法，該磁記錄媒體的製造方法在襯底上以規定的凹凸圖案形成記錄層，用非磁性材料填充該凹凸圖案中的凹部，其特徵在於該方法包括下述的非磁性材料填充步驟而成，即，一邊向在上述襯底上上述記錄層以上述規定的凹凸圖案形成了的被加工體上附加偏置功率，一邊在該被加工體的表面上成膜上述非磁性材料，在上述凹部填充上述非磁性材料，並且，通過調節含有上述偏置功率的成膜加工條件，由此，可以調節上述非磁性材料的每單位時間的成膜厚度的成膜率V；若將在上述偏置功率為0的情況下的上述成膜率用Vo表示，將上述非磁性材料的成膜厚度用t表示，將上述凹凸圖案的凸部的寬度用L表示，將上述凹部的深度用d表示，則調節上述成膜加工條件，使得上述關係式(I)成立，並執行該非磁性材料填充步驟。
(2)如上所述的磁記錄媒體的製造方法，其特徵在於在上述非磁性材料填充步驟之後，設置平坦化步驟，在該步驟中，去除剩餘的上述非磁性材料，將上述記錄元件及非磁性材料的表面平坦化。
此外，在本申請中，「在襯底上以規定的凹凸圖案形成記錄層」是包括以下情況的意義上採用的，該情況是指在襯底上記錄層以規定的圖案分割成多個記錄元件形成，且在記錄元件之間形成凹部的情況之外；記錄層部分地被分割，比如螺旋形狀的記錄元件，或一部分連續了的規定圖案的記錄元件形成於襯底上，且在該記錄元件之間形成凹部的情況；在記錄層中形成了凸部、凹部雙方的情況。
本發明，由於抑制在非磁性材料充填步驟中成膜的非磁性材料的表面的凹凸，故即使在非磁性材料的成膜的薄的情況下，仍可以通過平坦化步驟，使記錄層及非磁性材料的表面平坦化。另外，由於可以使非磁性材料的成膜薄，故可以相應地縮短平坦化步驟的時間，可以提高生產效率。於是，即使以凹凸圖案形成記錄層，仍可以有效可靠地製造表面充分平坦的磁記錄媒體。
圖1為示意地表示與本發明的實施例相關的被加工體的加工母體的結構的側面剖視圖；圖2為示意地表示將該被加工體加工而得到的磁記錄媒體的結構的側面剖視圖；圖3為示意地表示用於在該被加工體中填充非磁性材料的偏置濺射裝置結構的側面剖視圖；圖4為表示該磁記錄媒體的製造步驟的概要的流程圖；圖5為示意地表示在抗蝕層上轉印了凹凸圖案的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖6為示意地表示將凹部底面的抗蝕層去除的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖7為示意地表示將凹部底面的第2掩模層去除的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖8為示意地表示將凹部底面的第1掩模層去除的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖9為示意地表示形成有記錄元件的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖10為示意地表示將殘留於記錄元件的頂面上的掩模層去除的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖11為示意地表示在記錄元件的頂面及記錄元件之間的凹部，形成了隔膜的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖12為示意地表示向記錄元件之間的凹部填充非磁性材料的步驟的側面剖視圖；圖13為示意地表示非磁性材料成膜了的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖14為示意地表示將記錄元件及非磁性材料的表面平坦化了的上述被加工體的形狀的側面剖視圖；圖15為表示與本發明的例及比較例1及2相關的各磁性記錄媒體與關係式(I)的關係的曲線圖；圖16為表示與本發明的例相關的磁記錄媒體的磁性材料填充步驟後的記錄元件及非磁性材料的表面狀態的光學顯微鏡照片；圖17為表示該磁記錄媒體的磁頭上浮變化的數據；圖18為表示與比較例2相關的磁記錄媒體的磁性材料填充步驟後的記錄元件與非磁性材料的表面狀態的光學顯微鏡照片；圖19為表示與比較例3相關的磁記錄媒體的磁頭上浮變化的數據；圖20為表示與比較例4相關的磁記錄媒體的磁頭上浮變化的數據；圖21為示意地表示過去的非磁性材料的成膜形狀及平坦化後的記錄元件及非磁性材料的表面的剖面形狀的側面剖視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細說明。
本實施例涉及下述的磁記錄媒體的製造方法，即，通過對在襯底表面上形成連續記錄層等而成的如圖1所示的被加工體的加工母體實施加工，將連續記錄層以規定的凹凸圖案分割為多個記錄元件，同時，向記錄元件之間的凹部(凹凸圖案的凹部)填充非磁性材料，並製造如圖2所示的磁記錄媒體，且在非磁性材料填充步驟上具有特徵。其它步驟與過去相同，因此適當地省略說明。
如圖1所示，被加工體10的加工母體為如下結構，即，在玻璃襯底12上，依次形成基底層14、軟磁性層16、定向層18、連續記錄層20、第1掩模層22、第2掩模層24、抗蝕層26。
基底層14的厚度為30～200nm，材料為Cr(鉻)合金或Cr合金。
軟磁性層16的厚度為50～300nm，材料為Fe(鐵)合金或Co(鈷)合金。
定向層18的厚度為3～30nm，材料為CoO、MgO、NiO等。
連續記錄層20的厚度為5～30nm，材料為CoCr(鈷-鉻)合金。
第1掩模層22的厚度為3～50nm，材料為TiN(氮化鈦)。
第2掩模層24的厚度為3～30nm，材料為Ni(鎳)。
抗蝕層26的厚度為30～300nm，材料為負型抗蝕劑(NBE22A，住友化學工業株式會社製造)。
如圖2所示，磁記錄媒體30為垂直記錄型的離散型磁碟，其構成為上述連續記錄層20沿磁軌的徑向以細微的間距被分割成為多個記錄元件31，在記錄元件31之間的凹部33填充非磁性材料32，在記錄元件31及非磁性材料32上依次形成保護層34、潤滑層36。另外，磁記錄媒體30在伺服區域中，以規定的伺服圖案，將連續記錄層20分割成多個記錄元件(省略圖示)。另外，在記錄元件31和非磁性材料32之間形成有隔膜38。
非磁性材料32的材料為SiO2(二氧化矽)，保護層34和隔膜38的材料均為稱為「類似金剛石的碳」的硬質碳膜、潤滑層36的材料為PFPE(全氟聚醚(perfluoropolyether))。另外，在本說明書中，所謂「類似金剛石的碳(以下稱為「DLC」)」的術語是以碳為主成分的非結晶結構，用維氏硬定測定，硬度在200～8000kgf/mm2的程度的材料的含義上使用。
非磁性材料32的填充採用如圖3所示的偏置濺射裝置而進行。
偏置濺射裝置40包括真空腔42；靶架46，該靶架46用於在真空腔42的內保持SiO2(非磁性材料)的靶44；被加工體架48，該被加工體架48用於在真空腔42的內保持被加工體10。
在真空腔42中，設置有供氣孔42A和排氣孔42B，該供氣孔42A用於供給Ar(氬)氣等的濺射氣體，該排氣孔42B用於排出濺射氣體。
電源46A與靶架46連接，電源48A與被加工體架48連接。
偏置濺射裝置40，可調節偏置電壓(電源48A的電壓)的大小、真空腔42內的壓力、靶44及被加工體10的間距等的濺射條件(成膜加工條件)，通過調節濺射條件可以調節成膜率V。
接著，根據圖4所示的流程，對被加工體10的加工方法進行說明。
首先，準備圖1所示的被加工體10的加工母體(S102)。該被加工體10的加工母體通過下述方式獲得，即在玻璃襯底12上，通過濺射法依次形成基底層14、軟磁性層16、定向層18、連續記錄層20、第1掩模層22、第2掩模層24，另外，用浸漬法塗敷抗蝕層26。此外，也可以通過旋塗法塗敷抗蝕層26。
在該被加工體10的加工母體的抗蝕層26上，用轉印裝置(省略圖示)，通過納印刻(nano imprint)法，以含有接觸孔的規定伺服圖案(省略圖示)及細微間距，轉印相當於記錄元件31的凹凸圖案的如圖5所示的凹凸圖案(S104)。另外，也可對抗蝕層26進行曝光、顯影，並形成相當於分割圖案的多個凹部。
然後，通過灰化處理，如圖6所示，去除凹凸圖案的凹部底面的抗蝕層26(S106)。另外，此時，凹部以外的區域的抗蝕層26也稍微被去除，但殘留有與凹部底面的高度差的部分。
接著，通過採用Ar(氬)氣的離子束蝕刻，如圖7所示，去除凹部底面的第2掩模層24(S108)。另外，此時，凹部以外的區域的抗蝕層26也稍微被去除。
接著，通過採用SF6(六氟化硫黃)的反應性離子蝕刻，如圖8所示，去除凹部底面的第1掩模層22(S110)。由此，在槽底面，露出連續記錄層20。另外，此時，凹部以外的區域的抗蝕層26完全被去除。此外，槽以外的區域的第2掩模層24一部分被去除，但殘留微量。
然後，通過以CO氣體及NH3氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，如圖9所示，去除凹部底面的連續記錄層20(S112)。由此，連續記錄層20被分割成為多個記錄元件31。
此外，通過該反應性離子蝕刻，凹部以外的區域的第2掩模層24完全被去除。另外，凹部以外的區域的第1掩模層22也有一部分被去除，但在記錄元件31的頂面上殘留微量。
之後，通過以SF6氣體為反應氣體的反應性離子蝕刻，如圖10所示，將殘留於記錄元件31的頂面上的第1掩模層22完全去除(S114)。
接著，清洗被加工體10的表面(S116)。具體來說，供給NH3氣體等還元性的氣體，去除被加工體10的表面的SF6氣體等。
然後，通過CVD法，如圖11所示，在記錄元件31上，以1～20nm的厚度，形成DLC的隔膜38(S118)。
此後，採用偏置濺射裝置40，將非磁性材料32成膜，使得在記錄元件31之間的凹部33中填充SiO2的顆粒(S120)。在這裡，將非磁性材料32成膜，使得完全覆蓋隔膜38。另外，由於記錄元件31由隔膜38覆蓋·保護，故記錄元件31的性能不會因非磁性材料32的偏置濺射而老化。
此時，成膜率V(/min)、偏置功率為0的情況下的成膜率Vo(/min)、非磁性材料32的成膜厚度t(nm)、記錄元件31的寬度(凹凸圖案的凸部的寬度)L(nm)、記錄元件31之間的凹部33的深度d(nm)由上述關係式(I)表示，0.1≤V/Vo≤-0.003×(L·d/t)+1.2以滿足上述關係的方式，調節偏置濺射裝置40的濺射條件(成膜加工條件)。具體來說，調節偏置電壓的大小、真空腔42內的壓力、靶44及被加工體10的間距等濺射條件。此外，存在偏置電壓、真空腔42內的壓力越大，V/Vo的值減少的傾向，存在靶44及被加工體10的間距越短，V/Vo的值稍微增加的傾向。
這樣地，在調節了濺射條件的狀態下，若在被加工體架48上保持被加工體10，從供氣孔42A向真空腔42的內供給濺射氣體，則濺射氣體與靶44衝突，SiO2的顆粒飛散，堆積於被加工體10的表面上。由於SiO2的顆粒欲遵照記錄元件的凹凸形狀均勻地堆積，故存在如圖12(A)所示地，表面呈凹凸形狀的傾向。
另一方面，通過電源48A向被加工體架48附加偏置電壓，濺射氣體由於偏置電壓向被加工體10的方向偏置，與已堆積的SiO2衝突，將已堆積的SiO2的一部分蝕刻。由於該蝕刻作用存在快於其它的部分地、選擇性地去除堆積的SiO2中的突出部分的傾向，故如圖12(B)所示，使SiO2的表面的凹凸依次均勻。
此時，由於將V/Vo的值限制在-0.003×(L·d/t)+1.2及其以下，可以可靠地獲得一定的蝕刻作用，故可以將SiO2的表面的凹凸抑制得小些。另一方面，由於將V/Vo的值限制在0.1及其以上，蝕刻作用受到一定的限制，故可以防止已堆積的SiO2的剝離。
即，如圖13所示，非磁性材料32相對如前述的圖21(A)所示的過去的成膜形狀，成膜成為表面的凹凸受到抑制的平坦的形狀。另外，為了理解偏置濺射的成膜作用及蝕刻作用，圖12(A)、(B)分別表示這些作用，但實際上這些作用同時進行，成膜作用超過蝕刻作用，由此，一邊將表面的凹凸抑制得小些，一邊推進成膜。
接著，通過離子束蝕刻，如圖14所示，將非磁性材料32去除，直至記錄元件31的頂面，將記錄元件31及非磁性材料32的表面平坦化(S122)。此外，既可完全去除記錄元件31的頂面的隔膜38，也可殘留一部分。
由於非磁性材料32在非磁性填充步驟(S120)中，成膜為呈表面的凹凸被抑制在微小的形狀，故通過離子束蝕刻，從整體上去除的同時，可靠地使表面的凹凸均勻、平坦化。
此外，此時，為了進行高精度的平坦化，最好是Ar離子的入射角相對於表面在-10～15°的範圍。另一方面，如果在非磁性材料填充步驟，獲得記錄元件31及非磁性材料32表面的良好的平坦性，則Ar離子的入射角可在30～90°的範圍。通過如這樣地構成，加工速度加快，可以提高生產效率。在這裡，所謂「入射角」是相對於被加工體的表面的入射角度，在被加工體的表面與離子束的中心軸之間所形成的角度的含義上而採用的。比如，在離子束的中心軸與被加工體的表面平行的情況下，入射角為0°。
接著，通過CVD(Chemical Vapor Deposition/化學汽相澱積)法，在記錄元件31及非磁性材料32的頂面上，以1～5nm的厚度形成DLC的保護層34(S124)。
此外，通過浸漬法，在保護層34上，以1～2nm的厚度，塗敷PFPE的潤滑層36(S126)。由此，完成如上述圖2所示的磁記錄媒體30。
如上述一樣，由於可在非磁性材料填充步驟(S120)中，非磁性材料32成膜成為呈表面的凹凸限制在微小的形狀，故即使在非磁性材料填充步驟(S120)中，非磁性材料32成膜得薄，仍可可靠地將記錄元件31及非磁性材料32的表面平坦化。另外，通過非磁性材料32成膜得薄，可以提高非磁性材料32的材料的使用效率，同時可以縮短平坦化步驟的時間，可以提高生產效率。
還有，在本實施例中，在非磁性材料填充步驟(S120)中，採用偏置濺射法，使非磁性材料32成膜，在記錄元件31之間的凹部33中填充有非磁性材料32，但是，本發明並不限於此，如果可以一邊在被加工體上附加偏置功率，一邊在被加工體的表面使非磁性材料成膜，則不特別限定成膜方式，比如，也可採用附加偏置功率的CVD(Chemical Vapor Deposition/化學汽相澱積)法、IBD(Ion Beam Deposition/離子束澱積)法等的成膜方法，使非磁性材料32成膜，在記錄元件31之間的凹部33中填充非磁性材料32。
同樣在此情況下，通過以使上述關係式(I)成立的方式，調節成膜加工條件，可以在非磁性材料填充步驟中，將非磁性材料32成膜為呈將表面的凹凸限制在微小的形狀，直至只要可以在平坦化步驟後，將記錄層及非磁性材料的表面粗糙度抑制在1.7及其以下。
此外，在本實施例中，通過採用了氬氣的離子束蝕刻，將非磁性材料32去除到記錄元件31的頂面，將記錄元件31及非磁性材料32的表面平坦化，但是，本發明並不限於此，也可以通過採用了比如Kr(氪)、Xe(氙)等其它稀有氣體的離子束蝕刻，將非磁性材料32去除到記錄元件31的頂面，將記錄元件31及非磁性材料32的表面平坦化。另外，還可以通過採用了SF6、CF4(四氟化碳)、C4F6(六氟化乙烷)等的滷素系氣體的反應性離子束蝕刻，進行平坦化。此外，還可以在非磁性材料成膜後，將抗蝕劑等塗敷得平坦之後，使用採用離子束蝕刻法去除剩餘的非磁性材料，直至記錄元件的蝕刻法，或CMP(Chemical Mechanical Polishing/化學機械拋光)法進行平坦化。
還有，在本實施例中，在連續記錄層20上形成第1掩模層22、第2掩模層24、抗蝕層26，通過3個階段的幹蝕刻，將連續記錄層20分割，但是，如果能夠高精度地分割連續記錄層20，則抗蝕層、掩模層的材料、層疊數量、厚度、幹蝕刻的種類等不受到特別限制。
此外，在本實施例中，連續記錄層20(記錄元件31)的材料為CoCr合金，但是，本發明並不限於此，本發明也可適用於由比如，包含鐵屬元素(Co、Fe(鐵)、Ni)的其它合金，它們的疊層體等的其它材料的記錄元件構成的磁記錄媒體的加工。
再有，在本實施例中，在連續記錄層20下面形成有基底層14、軟磁性層16、定向層18，但是，本發明並不限於此，連續記錄層20的下方的層的結構可相應於磁記錄媒體的種類而適當地變更。比如，也可以省略基底層14、軟磁性層16、定向層18之中的一個或2個層。還可以在襯底上直接形成連續記錄層。
此外，本實施例通過例子示出數據區域的加工，但顯然是，對於伺服區域，也可以以上述關係式(I)成立的方式設定非磁性材料填充步驟的濺射條件，由此，將伺服區域中的記錄元件及非磁性材料的表面粗糙度抑制得小些。
還有，在本實施例中，磁記錄媒體30為記錄元件31在磁軌的徑向以細微間距並設的垂直記錄型的離散型的磁碟，但本發明並不限於此，當然，本發明也可適用於記錄元件在磁軌的周向(扇區的方向)以微小間距並設的磁碟、在磁軌的徑向及周向這兩個方向上以微小間距並設的磁碟、具有形成了凹凸圖案的連續記錄層的預置記錄媒體(Pre-Embossed Recording Medium)型的磁碟、磁軌呈螺旋狀的磁碟的製造。另外，本發明同樣適用於MO等的光磁碟、同時採用磁和熱的熱輔助型的磁碟，另外，磁帶等的盤狀以外的其它離散型的磁記錄媒體的製造。
例如上述實施例，調節濺射條件，使得在非磁性材料填充步驟(S120)中的成膜率V(/min)、偏置功率為0的情況下的成膜率Vo(/min)、記錄元件31的寬度L(nm)、記錄元件31之間的凹部33的深度d(nm)、SiO2的成膜厚度t(nm)滿足上述關係式(I)給出的關係，製作記錄元件31的寬度L(nm)、記錄元件31之間的凹部33的深度d(nm)不同的種類的磁記錄媒體30。另外，對於記錄元件31的寬度L(nm)、記錄元件31之間的凹部33的深度d(nm)相同的一部分的種類，以非磁性材料填充步驟中的偏置功率、SiO2(非磁性材料32)的成膜厚度t(nm)不同的方式，製作多個磁記錄媒體30。此外，在平坦化步驟(S122)中，將Ar離子的入射角相對於表面約成2°的方式調節。
在本實例製作的磁記錄媒體30的記錄元件31的寬度L(nm)、記錄元件31之間的凹部33的深度d(nm)、非磁性材料填充步驟(S120)的偏置功率、SiO2的成膜厚度t(nm)、成膜率V(/min)、偏置功率為0的情況下的成膜率Vo(/min)在表1中示出。另外，在縱軸為V/Vo的值，橫軸為上述關係式(I)的右邊-0.003×(L·d/t)+1.2的圖15的曲線圖中，用三角形的符號表示在本實例製作的磁記錄媒體30。
對於這些磁記錄媒體30，在非磁性材料填充步驟(S120)後，用光學顯微鏡觀察成膜的SiO2的表面時，如圖16所示，對於任意的磁記錄媒體30，未確認有SiO2的剝離，表面良好。另外，通過原子力顯微鏡，觀察這些磁記錄媒體30的平坦化步驟(S122)後的記錄元件和SiO2的表面，並測量表面粗糙度Ra時，對於任意的磁記錄媒體30，表面粗糙度Ra在1.7(nm)及其以下。
此外，對於這些磁記錄媒體30之中的一個磁記錄媒體30，在平坦化步驟中(S122)，過度地進行離子束蝕刻的加工，在表面粗糙度Ra約為1.7(nm)以後，形成保護層34、潤滑層36，將其安裝於讀寫試驗儀上，並進行上浮試驗。在採用雷射測量上浮變動時，獲得了如圖17所示的結果。
(比較例1)對於上述例，以在非磁性材料填充步驟(S120)中，V/Vo的值大於上述關係式(I)的右邊-0.003×(L·d/t)+1.2的方式，調節濺射條件，並使非磁性材料的成膜，製作多個磁記錄媒體30。其它的條件與上述例相同。
在本比較例1製作的磁記錄媒體30的記錄元件31的寬度L(nm)、記錄元件31之間的凹部33的深度d(nm)、非磁性材料填充步驟(S120)中的偏置功率、SiO2的成膜厚度t(nm)、成膜率V(/min)、偏置功率為0的情況下的成膜率Vo(/min)在表1中示出。另外，在上述圖15的曲線圖中用菱形的符號表示在本比較例1製作的磁記錄媒體30。
對於這些磁記錄媒體30，在非磁性材料填充步驟(S120)後，用光學顯微鏡觀察成膜了的SiO2的表面時，對於任意的磁記錄媒體30均未確認有SiO2的剝離。另外，用原子力顯微鏡觀察這些磁記錄媒體30的平坦化步驟(S122)後的記錄元件及SiO2的表面，測量表面粗糙度Ra，此時，對於任意的磁記錄媒體30，其表面粗糙度Ra均超過了1.7(nm)。
(比較例2)對於上述實例，在非磁性材料填充步驟中，以V/Vo的值小於上述關係式(I)的左邊的0.1的方式，調節濺射條件，並形成SiO2的膜，製作了多個磁記錄媒體30。其它條件與上述例相同。
在本比較例2製作的磁記錄媒體30的記錄元件31的寬度L(nm)、記錄元件31之間的凹部33的深度d(nm)、非磁性材料填充步驟(S120)的偏置功率、SiO2的成膜厚度t(nm)、成膜率V(/min)、偏置功率為0的情況下的成膜率Vo(/min)在表1中示出。另外，在上述圖15的曲線圖中，用正方形的符號，表示在本比較例2製作的磁記錄媒體30。
對於這些磁記錄媒體30，在非磁性材料填充步驟後，用光學顯微鏡觀察成膜了的SiO2的表面時，確認有如圖18所示的非磁性材料的剝離。另外，由於SiO2剝離，無法測量這些磁記錄媒體30的平坦化步驟後的記錄元件及SiO2的表面粗糙度Ra。
(比較例3)對於上述例的記錄元件30之中的一個磁記錄媒體30，在平坦化步驟中(S122)，過度地進行離子束蝕刻的加工，在表面粗糙度Ra約為2.5(nm)後，形成保護層34、潤滑層36，並將其安裝於讀寫試驗儀上，進行上浮試驗。在採用雷射測量上浮變化量時，獲得了如圖19所示的結果。
(比較例4)製作具有連續記錄層的非分割型的、連續記錄層的表面粗糙度Ra約為0.8(nm)、連續記錄層以外的結構與上述磁記錄媒體30在結構上與通用的市售產品相同的結構的磁記錄媒體，並將其安裝於讀寫試驗儀上，進行上浮試驗。在用雷射測量上浮變化量時，獲得了如圖20所示的結果。
如圖15所示，顯然未產生非磁性材料的剝離，且平坦化步驟後的表面粗糙度Ra被抑制在1.7(nm)及其以下的磁記錄媒體(例)、平坦化步驟後的表面粗糙度Ra超過1.7(nm)的磁記錄媒體(比較例1)、產生了非磁性材料的剝離的磁記錄媒體(比較例2)，存在以上述關係式(I)的右邊-0.003×(L·d/t)+1.2、V/Vo、上述關係式(I)的左邊0.1為界限而分布的傾向。即，可以知道，通過以滿足上述關係式(I)的方式調節非磁性材料填充步驟的濺射條件，可以將平坦化步驟後的表面粗糙度Ra抑制在1.7(nm)及其以下。
另外，通過實驗等確認，在過去的具有連續記錄層的磁記錄媒體中，如果磁頭的上浮變化量在4nm(±2nm)及其以下，則信息的記錄、讀取特性良好，但是，如圖19所示，在平坦化步驟後的表面粗糙度Ra(大於1.7)為2.5(nm)的比較例3的情況下，磁頭的上浮變化量為6nm(±3nm)的程度，大幅度地超過了4nm(±2nm)。另一方面，如圖17所示的例那樣確認了，如果平坦化步驟後的表面粗糙度Ra約為1.7(nm)，則在將記錄層分割成為多個記錄元件的離散型的磁記錄媒體中，與具有表面粗糙度Ra為0.8(nm)的連續記錄層的比較例4的過去的磁記錄媒體幾乎相同地，將磁頭的上浮變化量抑制在4nm(±2nm)及其以下。即，可以知道，在記錄層以凹凸圖案形成的磁記錄媒體中，以滿足上述關係式(I)的方式，使非磁性材料的成膜，並填充記錄層的凹凸圖案的凹部，然後將其平坦化，由此，磁頭上浮穩定，可獲得良好的信息的記錄、讀取特性。
本發明可利用於，製造比如離散型硬碟等，具有形成了凹凸圖案的記錄層的磁記錄媒體。表1如下
權利要求
1.一種磁記錄媒體的製造方法，在襯底上以規定的凹凸圖案形成記錄層，並用非磁性材料填充該凹凸圖案的凹部，其特徵在於該方法包括如下的非磁性材料填充步驟，即一邊在上述襯底上形成了上述規定的凹凸圖案的被加工體上附加偏置功率，一邊在該被加工體的表面上使上述非磁性材料的成膜，並在上述凹部中填充上述非磁性材料，而且，通過調節包括上述偏置功率的成膜加工條件，使作為上述非磁性材料的每單位時間的成膜厚度的成膜率V的調節變為可能；將在上述偏置功率為0的情況下的上述成膜率用Vo、上述非磁性材料的成膜厚度用t，上述凹凸圖案的凸部的寬度用L、上述凹部的深度用d表示，以滿足下述關係式(I)的方式，調節上述成膜加工條件，並執行上述非磁性材料填充步驟，其中該關係式為，0.1≤V/Vo≤-0.003×(L·d/t)+1.2……(I)。
2.根據權利要求1所述的磁記錄媒體的製造方法，其特徵在於在上述非磁性材料填充步驟之後，設置平坦化步驟，該平坦化步驟去除剩餘的上述非磁性材料，並將上述記錄層及非磁性材料的表面平坦化。
全文摘要
本發明提供一種磁記錄媒體的製造方法，其能夠有效可靠地製造具有形成了規定的凹凸圖案的記錄層且表面充分平坦的磁記錄媒體，該製造方法，在非磁性材料填充步驟中，將作為每單位時間的成膜厚度的成膜率V、上述偏置功率為0的情況下的上述成膜率V
文檔編號G11B5/65GK1591587SQ20041006447
公開日2005年3月9日 申請日期2004年8月27日 優先權日2003年8月27日
發明者諏訪孝裕, 高井充, 服部一博, 大川秀一 申請人:Tdk股份有限公司