CN1819033A

CN1819033A - 图案化磁记录介质、其制造方法、压模及磁记录/再现装置

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Publication number: CN1819033A
Application number: CNA2006100089608A
Authority: CN
Inventors: 喜喜津哲; 镰田芳幸; 山本尚之; 兵藤浩之
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2006-08-16
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: US20060172153A1; US7625645B2; CN100375156C; US20090195925A1; US7655329B2; JP4519668B2; SG124392A1; JP2006209913A

Abstract

一种图案化磁记录介质具有形成在基底(11)上的磁记录层(13)和保护层(14)，其中，该磁记录层(13)包括图案化为磁轨的磁性材料(15)和填充在数据区域(33)内的磁轨间的非磁材料(16)，并且具有在距离介质外侧端1mm内的区域(42)中形成并延伸到该介质端部的一凹进部分(32)。该凹进部分(32)被形成为比该数据区域(33)深1到50nm。

Description

图案化磁记录介质、其制造方法、压模及磁记录/再现装置

发明背景

本发明涉及一种图案化的磁记录介质、一种用于该图案化的磁记录介质制造的压模、一种制造图案化的磁记录介质的方法，以及一种磁记录/再现装置。

最近，一种磁层被图案化为数据磁轨、伺服信号或数据位的形式的图案化磁记录介质(图案化介质)已经被研究以希望获得一种高密磁记录介质。

在其中薄膜材料被蚀刻的制造图案化磁记录介质的过程中，在表面通常会产生灰尘。而且，在某些情况下，表面粗糙程度被增加。具有灰尘和/或大的表面粗糙程度的磁记录介质不利于读/写磁头的飞行特性。

在传统的磁记录介质中，具有突出纹理图案的着陆区被形成在磁盘基片的内侧部分的接触式起停(CSS)技术是已知的。该技术被用来改进磁头的飞行特性(例如，见日本专利申请特开(KOKAI)公开8-124340和日本专利申请特开公开9-167305)。然而，该技术不适合应用到图案化磁记录介质。

发明概述

按照本发明的一个方面，提供了一种图案化磁记录介质，包括：形成在衬底上的磁记录层和保护层，该磁记录层包括以数据磁轨形式图案化的磁性材料和填充在这些磁轨之间的非磁材料；以及形成在距离外侧端1mm区域内的凹进部分。该凹进部分延伸到该介质端部并且比该数据区域的表面深1到50nm。

按照本发明的另一方面，提供用于图案化上述图案化的磁记录介质的压模，包括：与在距离与该图案化的介质端部相应的位置1mm区域内的介质凹进部分相应的图案。

按照本发明的又一方面，提供了一种制造上述图案化磁记录介质的方法，包括以下过程：在该介质上形成蚀刻掩模；以及移除在距离该介质的外侧端1mm区域之内的该蚀刻掩模。

按照本发明的又一方面，提供一种制造上述图案化磁记录介质的方法，包括以下过程：形成将被填统在该介质上的磁性材料的图案之间的非磁材料；以及移除在距离该介质的外侧端1mm区域之内的该非磁材料。

按照本发明的又一方面，提供一种磁记录/再现装置，包括：底盘；附加在该底盘内的轴；附加于该轴的如权利要求1所述的图案化磁记录介质；具有配置为在上述图案化磁记录介质上飞行的读/写磁头的滑块；以及允许该读/写磁头卸载的斜坡机构。

附图简要说明

图1是按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的示意性截面图；

图2是按照本发明的实施例的是一种图案化磁记录介质类型的离散磁轨介质的示意性平面图；

图3是按照本发明的实施例的具有凹进部分的图案化磁记录介质的示意性平面图；

图4是按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的示意性截面图；

图5是显示按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的凹进部分的示意性截面图；

图6是按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的一个例子的截面图；

图7是按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的另一个例子的截面图；

图8是显示按照本发明的一个实施例的另一图案化磁记录介质的一部分端部的平面图；

图9是显示按照本发明的一个实施例的另一图案化磁记录介质的一部分端部的平面图；

图10是按照本发明的实施例的压制压模的示意性截面图；

图11是显示按照本发明的实施例的压制压模一部分端部的平面图；

图12A和12B是显示按照本发明的实施例的制造图案化磁记录介质的方法的例子的截面图；

图13A和13B是显示按照本发明的实施例的制造图案化磁记录介质的方法的另一例子的截面图；

图14是显示按照本发明的实施例的制造图案化磁记录介质的方法的又一例子的截面图；以及

图15是按照本发明的实施例的磁记录/再现装置的透视图。

发明的详细描述

图案化磁记录介质的制造过程通常包括蚀刻处理以形成数据图案，会导致在磁盘基底的外部的灰尘和掩模材料残留物的积累。这是因为蚀刻掩模经常是通过涂敷液体材料比如抗蚀剂而形成的。在清洁过程中，灰尘和清洁液容易积累在基底的边缘部分，而这也会导致灰尘积累在磁盘基底的外部。因此，当基底的外端部与数据区的表面一样高时，在加载(loading)过程中灰尘被附着在磁头上并且使得磁头碰撞。通过本发明人的精心研究发现使得磁头碰撞的灰尘被局部化在距离磁盘基底外端部1mm的区域内。然后，发现在那一部分提供的凹进部分可以有效阻止磁头碰撞。

以下将结合附图描述本发明的实施例。

图1显示了按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的示意性截面图。该图案化磁记录介质由基底11、软磁底层12、包括图案化磁性材料15和填充在磁性材料15的图案之间的非磁材料16的磁记录层13、保护层14和滑润剂17构成。

图2是按照本发明的实施例的是一种图案化磁记录介质类型的离散磁轨介质的示意性平面图。记录磁轨21和分离该多个记录磁轨21的非磁材料25被交替形成。该非磁部分相应于传统介质中的保护带。该记录磁轨21分成存储伺服信号等的伺服区22和存储用户数据的用户区23。在图2中，实线和虚线被画在磁轨上以更好地理解。如图2所示的配置与传统磁记录介质中所使用的相似，但不同之处在于该非磁材料被包括在伺服区和磁轨之间。

图3显示按照本发明的实施例的具有凹进部分的图案化磁记录介质的示意性平面图。在距离该介质31的外端1mm内的区域内，延伸到该介质端的凹进部分32被形成。该图显示了形成在覆盖该介质整个周边的环形上的凹进部分32的例子。

图4显示按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的示意性截面图。参照该介质31，该图显示中心轴44、距离该介质31的外端1mm内的区域42以及从该介质的规范半径中减去1mm后的半径41。

在图3中的该凹进部分32应当被放置在距离该介质外端1mm内的区域里，但实际的介质有一个如图4所示的锥形端。因此，在本发明中，在半径41(通过从该介质的规范半径中减去1mm而确定)之外的区域42，被定义为“距离该介质外端1mm内的区域”。例如，当对2.5英寸型介质确定规范半径被为32.5mm时，区域41在距离图4中的中心轴4431.5mm的范围内，并且在半径41之外的区域42就是“距离该介质外端1mm内的区域”。应当注意的是，该凹进部分32被优选地形成在从该介质端部到至少一个离开该锥形部分的内侧。例如，在磁盘基底具有2.5英寸直径的情况下该锥形部分的特定值是150±70μm，从而该凹进部分32被优选地形成在距离介质外侧150μm的位置内部。在基底具有其它直径的情况下，该凹进部分的内部位置的距离可以类似地基于它的规格被决定。

图5显示了按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的凹进部分的示意性截面图。如该图所示，低于数据区域33的区域延伸到该介质外端。这个区域是凹进部分32并且当磁头加载(load)在该介质上时通过捕获灰尘能够阻止磁头碰撞。

该数据区域33和凹进部分32的高度差由标记43指示。由43指示的凹进量优选地为1nm到50nm。如果该凹进量小于1nm，由于在凹进部分32以外的灰尘而发生磁头碰撞。相反，凹进量大于50nm不是优选的，因为该凹进部分的形成成本较高，并且当该磁头加载在该凹进部分32时由于飞行高度的差异磁头碰撞可能发生在该部分。

在图5中，该凹进部分32与该基底表面平行形成。然而，应当注意，即使该凹进部分32是斜的也可以获得本发明的优点。

图6显示了按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的一个例子的截面图。在该图中，通过减少保护层14的厚度来形成凹进部分。为了制造这样一个介质，在该保护层形成之前和之后的过程包括抑制该保护层的沉积或在距离该外侧1mm内的区域内蚀刻该保护层的过程。如果该方法被使用，不必改变前述从底层到磁层的层被沉积的过程。

图7显示了按照本发明的一个实施例的图案化磁记录介质的另一个例子的截面图。在该图中，该凹进部分的磁记录层13的厚度比该数据区域的厚度更小。通常，该保护层14应当尽可能薄，例如，设置为约5nm的厚度，从而磁隔离(magnetic spacing)可以尽可能地小。而且，该保护层14需要具有与磁头磨擦小的特性以及允许润滑剂与它有效粘接的特性。因此，优选地，在某些情况下，处理该保护层14下面的该磁记录层13以形成该凹进部分，而不是处理如图6所示的保护层14。为了制造这样一个介质，在该磁记录层形成之前和之后的过程可以包括抑制该磁记录层13的沉积或在距离该外侧1mm的区域内蚀刻该磁记录层13的过程。如果该方法被使用，不必改变前述直到该底层的沉积过程。

依赖于该介质的制造过程和系统需求，适当地选择是否减少图6所示的保护层的厚度、减少图7所示的磁记录层的厚度或减少上述两个层的厚度。在任何情况下，本发明的优点可以得到。

图8显示了按照本发明的一个实施例的另一图案化磁记录介质的一部分外端部。在该图中，水平方向是该介质的半径方向(r方向)，垂直方向是该介质的圆周方向(θ方向)。如该图所示，在该介质的外围该凹进部分32可以形成为多个凹进部分。即，该凹进部分32不需要是沿着该介质外围的连续区域。在多个凹进部分32间的距离被设置为100nm到100μm的范围。如果凹进部分32间的距离小于100nm，制造成本会增加。相反，如果该距离大于100μm，那么灰尘容易积累在凹进部分之间并且可能引起磁头碰撞。

如图8所示的多个凹进部分32的间歇图案，会有效地阻止在介质外围由于由该介质表面的高度差引起的飞行高度的改变而引起的磁头碰撞。

虽然多个凹进部分32被画成沿着半径方向的矩形，但应当注意，任意形状的凹进部分32都可以。例如，如图9所示，可以是相对于介质半径方向倾斜的形状。

接着，根据本发明的实施例的用于制造图案化磁记录介质的压模(压制主板)将被描述。压制方法被用来作为该图案化磁记录介质的制造方法之一。在该方法中，抗蚀剂被涂在该介质上，具有将被处理的图案的主板(压模)被压(压制)在该抗蚀剂上以将该图案转移到该抗蚀剂层。该图案化的抗蚀剂层被用作掩模用于蚀刻处理比如离子磨或RIE。根据该方法，甚至毫微米级的微小图案也能够以高吞吐量被转移到介质上，使得减少该介质的制造成本成为可能。根据本发明实施例的该图案化的磁记录介质也可以使用类似的压制方法低成本地制造。

在根据本发明实施例的压模中，相应于该介质的凹进部分的图案被形成在距离相应于该介质基底的外侧端的压模的位置1mm以内的区域内。该图案只需要满足在该处理之后形成比数据区域深1到50nm的凹进部分。这样的要求依赖于该掩模的材料和蚀刻方法。因此，不可能确定与该凹进部分相应的图案的实际高度。

图10显示了按照本发明的实施例的压制压模101的示意性截面图。在该图中，标记103表示与该介质数据区域的图案相应的图案。根据压模是负的或正的，一个突起部分相应于该介质上的凹进或突出。在该图中，标记102表示相应于该介质凹进部分的图案。虽然图案102被表示为一个突起，但根据压模的类型即压模是负的或正的图案102可以是一个凹进。

对于按照本发明实施例的被用于制造具有图8或图9所示的多个凹进部分32的介质的压制压模，相应于该介质的凹进部分32的图案102被形成为多个分割的图案，如图11的平面图所示。在图案102间的距离被设置在100nm到100μm的范围内。在图11中，水平方向是该介质的半径方向(r方向)，而垂直方向是该介质的圆周方向(θ方向)，如图8或9所示。如果图案102间的距离小于100nm，则该压模的制造成本会增加。相反，如果该距离大于100μm，在凹进部分间会积累灰尘并且可能引起磁头碰撞。

当图案化磁记录介质通过具有图11所示的不连续图案102的压模被制造时，可以阻止在该介质外围的由于该介质表面高度差引起的飞行高度的改变而引起磁头碰撞。应当注意，与该介质的凹进部分相应的图案可以具有不同于图11所示的形状。

接下来，根据本发明实施例的一种制造图案化记录介质的方法将被描述。

一部分制造过程将参照图12A和12B被示意性地描述。图12A显示了磁记录层121被沉积在基底11上以及蚀刻掩模122被涂在其上的状态。作为该蚀刻掩模122，一种有机材料比如抗蚀剂或无机材料比如旋涂玻璃(SOG)可以被使用。接着，如图12B所示，该蚀刻掩模122的局部移除部分123形成在距离介质外端1mm以内的区域内。如图12B所示，不需要完全移除该移除部分123内的蚀刻掩模122。该凹进部分可以通过该处理过的蚀刻掩模122被形成在磁记录层121中。由于在该移除部分123中的薄蚀刻掩模比厚的更快丢失，因此该凹进部分被成功地形成在该介质121上。

移除该蚀刻掩模的方法包括，例如，掩模溶剂被涂在与凹进部分相应的部分以减少该掩模的厚度的方法和/或在与凹进部分相应的部分中的掩模被不产生灰尘的布或滚筒擦去的方法。涂溶剂的方法产生更少的灰尘并且更容易，但在凹进部分的宽度的控制性方面不好。相反，掩模被擦除的方法可能产生灰尘，但在凹进部分的宽度的控制性方面较好。对于掩模被擦除的方法，布或滚筒被放置在旋转涂布机的外围，然后在旋转涂敷该掩模材料后立即移动到该基底上。这允许具有良好控制性的高速掩模移除处理。该掩模可以用其它方法移除。这些方法可以被应用于不是上述材料的材料构成的蚀刻掩模。

优选与数据区域的掩模的形成同时地移除凹进部分的蚀刻掩模，因为数据区域和凹进部分可以一次形成。然而，灰尘可以到达数据区域从而引起信息(比如伺服信息)的丢失。

当该蚀刻掩模122被涂于层121时，在该层121处沉积了直到磁记录层的各层，可以制造图7所示的在凹进部分中磁记录层的厚度较小的介质。当该蚀刻掩模122被涂于层121(其中直到磁记录层和保护层的各层被沉积)时，可以制造图6所示的在凹进部分中保护层的厚度较小的介质。

一部分另一制造过程将参照图13A和13B被示意性地描述。图13A显示了在基底11上的软磁底层12上的磁性材料15的图案形成之后，要被填充在磁性材料15的图案之间的非磁材料16被沉积的状态。接着，如图13B所示，该非磁材料16的局部移除部分133被形成在距离介质外侧端1mm以内的区域内。

形成非磁材料16的方法包括通过溅射或类似方法沉积非磁材料比如SiO₂的方法。在该情况下，在形成被涂于该非磁材料的蚀刻掩模的移除部分后，该非磁材料16的移除部分133可以通过蚀刻被形成，如图12所示的方法。该非磁材料16的移除部分133可以以如下方式被形成：在只有该非磁材料16的外围被快速蚀刻的条件下执行蚀刻。

形成非磁材料16的另一方法是涂敷SOG。在该情况下，为了形成该非磁材料16的移除部分133，例如，可以使用将SOG溶剂被涂在与凹进部分相应的部分以减少厚度的方法，和/或在与凹进部分相应的部分中的SOG被用不产生灰尘的布或滚筒擦去的方法。溶剂被涂抹的方法会产生更少的灰尘并且容易实现，但在凹进部分的宽度的控制性方面不好。相反，SOG被擦除的方法可能产生灰尘，但在凹进部分的宽度的控制性方面较好。在SOG被擦除的方法中，布或滚筒被放置在旋转涂布机的外围，然后在旋涂该SOG后立即移动布或滚筒到该基底上。这允许具有良好控制性的高速处理。该SOG可以用其它方法移除。

如图13B所示，不需要完全移除在移除部分133中的非磁材料16。该图案化的介质可以通过在图7所示的后续处理中直接沉积该保护层来制造。

如图14所示，该非磁材料16可以正好被蚀刻到磁性材料15的表面。该方法的优点是减少磁隔离损失，但成本较高。

接着，根据本发明实施例的磁记录/再现装置将被描述。该磁记录/再现装置具有底盘、附加在该底盘内的轴、安置在该轴上并在其外侧端上具有凹进部分的图案化磁记录介质、具有配置为在上述图案化磁记录介质上飞行的读/写磁头的滑块以及允许该读/写磁头卸载的斜坡机构。该滑块的飞行高度优选为20nm或更少。

如上所述，当具有凹进部分的图案化磁记录介质被用在具有斜坡加载机构的磁记录/再现装置中时，在磁头的加载期间灰尘不会被捕获。当具有凹进部分的图案化磁记录介质被用在使用接触式起停(CSS)机构的磁记录/再现装置中时，当磁头在该磁盘的外围附近访问时灰尘不会被捕获，但它不如具有斜坡加载机构的装置效果好。

在下面的描述中，一种材料和一种用于普通磁记录介质的层的堆叠结构可以被应用于根据本发明实施例的图案化磁记录介质。

<基底>

对于该基底，例如，它可以使用玻璃基底、铝基合金基底、陶瓷基底、碳基底或具有氧化物表面的硅基底，或那些镀有NiP的基底等等。

玻璃基底包括非晶玻璃和结晶玻璃，而且可以被使用的非晶玻璃包钠钙玻璃(soda-lime glass)和铝硅酸盐玻璃(alumino-silicate glass)。可以被使用的结晶玻璃包括锂基结晶玻璃。对于陶瓷基底，例如，它可以使用氧化铝、氮化铝和氮化硅以及包括这些材料作为主要成份的复合物或这些物质的纤维增强材料。

也可以使用通过电镀或溅射的方法将NiP层形成在表面的金属或非金属基底。

应当注意，下文仅使用了溅射法作为在基底上形成薄膜的方法，而真空沉积法、电镀法等也可以被用于本发明的实施例。

<软磁底层>

当该磁记录层13是垂直磁化薄膜且该介质被用作垂直磁化记录介质时，具有高渗透性的软磁底层(支持层)可以被提供以构造所谓的垂直两层介质。在该垂直两层介质中，该软磁底层(SUL)起到磁记录头比如单极磁头的一部分得作用，其使来自磁头的穿过该记录介质的记录磁场水平地通过以使其返回到该磁头。该软磁底层应用具有足够强度的大磁场梯度以改善该读/写性能。

包括Fe、Ni和Co的材料可以被用作软磁底层。更具体地，例如，它包括FeCo基合金，比如FeCo或FeCoV，FeNi基合金，比如FeNi、FeNiMo、FeNiCr或FeNiSi，FeAl基的合金，FeSi基合金，比如FeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu或FeAlO，FeTa基合金，比如FeTa、FeTaC或FeTaN或FeZr基合金，比如FeZrN。

也可以使用具有微结晶结构的材料，比如包括60％或更多铁的FeAlO、FeMgO、FeTaN或FeZrN，或具有粒状结构的材料没，其中细结晶粒被分散在非磁基质中。

作为用于软磁底层的另一种材料，包括Co和至少从一组Zr、Hf、Nb、Ta、Ti和Y中选择的一种的Co合金可以被使用。优选地包含80％或更多的Co。当通过溅射法形成薄膜时这样的Co合金通常是非晶的。该.非晶的软磁材料不具有结晶磁性的各向异性、结晶缺陷和颗粒边界，并因此显示出良好的软磁特性。这样的非晶的软磁材料的使用可以减少介质的噪声。

优选的非晶的软磁材料包括例如CoZr、CoZrNb和CoZrta基合金。

在该SUL下，可以进一步地提供一个底层以改进该SUL的结晶性和/或改进对基底的黏着性。作为用于该底层的一种材料，可以使用Ti、Ta、W、Cr、Pt或包含上述物质的合金或上述物质的氧化物或氮化物。

一个由非磁材料构成的中间层可以在该SUL和该记录层之间被提供。该中间层有两个功能：阻塞在SUL和记录层之间的交换耦合相互作用和控制该记录层的结晶性(crystaHinity)。作为用于中间层的材料，可以使用Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si或包含上述物质的合金或上述物质的氧化物或氮化物。

为了阻止尖峰噪声，该SUL层可以被分成多层。具有厚度0.5到1.5nm的Ru层可以被插入以在这些层之间施加反铁磁交换耦合。软磁层可以与硬磁层，比如具有平面各向异性的CoCrPt、SmCo或FePt交换耦合，或与由反铁磁材料比如IrMn或PtMn构成的钉扎层(pinning layer)交换耦合。在该情况下，磁性薄膜(例如Co)或非磁性材料(例如Pt)可以被叠置在该SUL之下或上面以控制交换耦合强度。

<磁记录层>

对于磁记录层，可以使用任何一种垂直磁化薄膜，其中易磁化轴主要垂直于该介质，或使用平面磁化薄膜，其中易磁化轴的走向主要平行于该介质。优选地，该磁记录层由包括Co作为主要成份、至少包含Pt并且包括一种氧化物的材料构成。优选地该氧化物为钴氧化物、硅氧化物、钛氧化物或构成磁记录层的金属氧化物。

在该磁记录层中，磁粒(磁结晶粒)被优选地分散。优选地这些磁粒具有穿过该磁记录层的柱形结构。该结构导致磁粒的好的方向性和结晶性，并因此可以获得适合高密记录的信噪比(SNR)。

为了获得这样的结构，该氧化物的量是重要的。优选地该氧化物容量在Co、Cr和Pt总量中为大于等于3mol％且小于等于12mol％。进一步优选，它多于5mol％且少于10mol％。原因是该氧化物可以沉淀在磁粒周围以给予该磁粒良好的绝缘性和小型化。

当该氧化物容量高于上述范围时，该氧化物保留在该磁粒中并降低该磁粒的方向性和结晶性。该氧化物可以沉淀在磁粒上或磁粒下并可以阻止该柱状结构的形成。不优选该氧化物的容量低于上述范围，因为磁粒的绝缘性和小型化会不充分，这会导致增加介质噪声并且不适合于高密记录。

优选地该磁记录层的Cr容量大于等于0at％且小于等于16at％。进一步优选，它大于等于10at％且小于等于14at％。Cr容量优选地在上述范围内，因为该磁粒的结晶磁性各向异性常量Ku保持较高且不会丢失太多磁性，因此可以获得适合于高密记录的读/写特性以及足够的热波动特性。

不优选的是Cr容量高于上述范围，因为该磁粒的Ku被减小。这导致该磁粒的热波动持久性、结晶性和方向性的恶化并且导致读/写特性变坏。

该磁记录层的Pt容量优选地大于等于10at％且小于等于25at％。优选地该Pt容量在上述范围内，因为用于高密记录的足够的Ku以及该磁粒的良好结晶性和方向性可以被获得，因此可以获得适合于高密记录的热波动持久性以及读/写特性。

不优选的是Pt容量高于上述范围，因为在该磁粒中形成了fcc结构并且结晶性和方向性可能被削弱。不优选的是Pt容量低于上述范围，因为这样不可能获得足够的Ku以得到用于高密记录的热波动特性。

除了Co、Cr、Pt和氧化物之外，该磁记录层可以包括从由B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru和Re组成的组中选择的至少一种元素。当上述元素被包括时，可以促进该磁粒的小型化或改善结晶性和方向性。因此，可以获得更适合于高密记录的读/写特性和热波动持久性。

优选地上述元素的总量为8at％或更低。其总容量高于8at％是不优选的，因为不同于hcp的结晶相被形成在该磁粒中并且该磁粒的结晶性和方向性被降低。这导致读/写特性和热波动持久性不适合于高密记录。

对于该磁记录层，可以使用CoPt基合金、CoCr基合金、CoPtCr基合金、CoPtO、CoPtCrO、CoPtSi和CoPtCrSi。可以使用Co和包括从由Pt、Pd、Rh和Ru组成的组中选择至少一种作为主要成份的合金的多层结构，包括CoCr/PtCr、CoB/PdB、CoO/RhO。Cr、B和O可以被添加到上述多层系统中。

该磁记录层的厚度优选地为2到60nm，进一步可优选为5到30nm。磁记录层的厚度小于2nm易导致过小的信号输出和过大的噪声。磁记录层的厚度大于60nm易导致过高的读信号和失真的波形。

该磁记录层的抗磁力优选为237000A/m(30000Oe)或更大。如果该抗磁力小于237000A/m(30000Oe)，热波动持久性容易恶化。

<保护层>

该保护层被提供在该磁记录层上。提供保护层的目的是阻止磁记录层的腐蚀以及当磁头与介质接触时阻止介质表面的损坏。其材料例如包括C、SiO₂或ZrO₂。

该保护层的厚度优选地为1到10nm。该保护层的厚度优选地在这一量级是因为磁头和介质的间隔可以被减少。

<滑润剂层>

该滑润剂层可以被提供在该保护层上。可以使用传统的公知材料，比如全氟多醚(perfluoropolyether)、酒精氟化物(alcohol)和氟化羧基酸(fluorinatedcarboxylic acid)。

根据本发明实施例的图案化磁记录介质的关键特征是磁记录层的结构。如图1所示，该磁记录层13包括磁性材料15和填充在磁性材料15的图案间的非磁材料16。例如，这样的由非磁材料分离的磁性材料可以，例如，根据磁性材料是否存在而在伺服区内产生信号。如图2所示，根据本发明实施例的图案化磁记录介质的伺服区22包括前同步部分(preamble section)、ABCD字符串部分(burstsection)、地址部和镜像部分(mirror section)。这些伺服信号也由磁性材料15和非磁材料16产生并被读取头读取。

在根据本发明实施例的图案化磁记录介质中，用于每个记录单元的磁性材料的隔离图案可以形成在图2所示的用户区域23内。在这样的图案化磁记录介质中，一个磁性图案将会是一个记录标记(每个单元的位数随系统而变化)。这样的图案化磁记录介质具有对热波动的高容忍性的优点，因为比较于在其中几十到几百个隔离磁性晶粒形成一个记录标记的传统介质，该隔离的磁粒可以在尺寸上增加。然而，在记录标记上磁头的精确定位是必需的。

制造图案化磁记录介质的方法的例子将在下面描述。

<压模的制造>

首先，用于所述图案的主板被制造。感光树脂被涂在Si基底上，并且电子束被辐射到该感光树脂层以形成潜像，于是该潜像被显影以形成有突出和凹进的图案。该突出或凹进的图案通过使用暴光装置而产生，该暴光装置包括信号源用于以预定时序和阶段来控制电子束，该暴光装置与该信号源同步地高度精确地移动该基底。

通过普通的溅射法Ni传导层被形成在所得到的抗蚀剂主板上。接着，镍膜以约300μm的厚度被电铸在该传导层上。为了电铸，由Showa化工公司(ShowaChemical Corporation)制造高浓度氨基磺酸镍(nickel sulfamate)电镀溶液(NS-160)。电铸条件的一个例子如下。

氨基磺酸镍：600g/L

硼酸：40g/L

表面活性剂(钠十二醇硫酸盐(sodium lauryl sulfate))：0.15g/L

溶剂温度：55℃

pH：3.8到4.0

当前密度：20A/dm²

随后，该电铸膜从该抗蚀剂主板被释放以获得包括传导膜的压模、该电铸膜和剩余抗蚀剂。然后，该剩余抗蚀剂通过氧等离子灰化过程被移除。氧等离子灰化条件的例子如下；氧气流速：100ml/min，灰化时间：10分钟，功率：100W以及压力：4Pa。这形成了父压模。

父压模本身可以被用作该压制压模，但如下所述优选的是让该父压模反复经受电铸处理以复制大量的压模。首先，在类似于移除驻留的抗蚀剂的氧等离子灰化中，在父压模的表面形成一氧化膜。该条件的例子是；氧气流速：100ml/min，时间：3分钟，功率：200W以及压力：4Pa。接着，以上述相同的技术电铸一镍膜。随后，从父压模释放该电铸膜。这是一个母压模，在其中负图案被形成。从父压模获得母压模的步骤被重复以得到10个或更多的母压模。

进一步地，以与从父压模获得母压模的过程相同的方式，一氧化膜被形成在母压模的表面，并且一镍膜被电铸和释放，从而获得一个具有与父压模相同图案的子压模。

<压制>

在该(子)压模被用丙酮超声清洁5分钟后，它被浸入作为在乙醇中的氟基隔离剂的有2％浓度的氟代烷基硅烷[Cf₃(Cf₂)₇Cf₂CH₂Si(OMe)₃](由GE东芝硅树脂公司生产的品牌TSL8233)(这是包含氯基氟树脂的硅烷偶合剂)中，浸泡30分钟或更长。该溶剂由一吹风机吹出，然后在氮气中以120℃被退火1小时。一抗蚀剂(以这样的方式准备，即由Rohm和Haas电子材料公司生产的牌号S1818被用聚乙二醇一甲醚醋酸盐(PGMEA)稀释5倍，或S1801)被旋转涂布机涂敷到该磁盘，并且具有突出和凹进图案的压模以450巴(bar)被按压60秒。然后，该压模被使用真空钳子释放。该图案被转移到一抗蚀剂膜，并且该图案通过UV辐射5分钟而变硬，然后以160℃退火30分钟以交联整个抗蚀剂膜。

<介质蚀刻>

使用氧气的RIE被用来移除驻留在介质的压制图案的凹进部分的抗蚀剂。随后，该磁记录层被用Ar离子磨蚀刻。该入射离子的角度被选择为30°和70°以便分别抑制对该磁层的损坏和再沉积现象。在蚀刻该磁材料后，氧气RIE被用来移除该蚀刻掩模。然后，碳被沉积作为保护层。滑润剂通过浸渍处理被涂抹在该介质上。

在这种情况下，磁性材料比如是CoCrPt并且非磁材料是空气、碳保护膜和滑润剂的混合物。

也可以生产表面实质上是平的的图案化磁记录介质。生产这样的磁盘的方法将在下面显示。

生产该压模的过程与上面所述的方法相同。在压制过程中，该旋涂玻璃(SOG)通过旋转涂布机被涂敷在该介质上。根据硅氧烷的化学结构，该SOG可以分类为硅玻璃、烷基磺酸盐聚合体(alkylsiloxane polymer)、烷基硅倍半烷聚合物(alkylsilsesqioxan polymer，MSQ)、氢化硅倍半烷聚合物(hydrogenatedsilsesqioxan polymer，HSQ)、氢化烷基硅氧烷聚合体(hydrogenated alkysiloxanepolymer，HOSP)等。例如，由Tokyo Ohka公司生产的T-7和由Dow Corning公司生产的FOX被用甲基异丁基酮(methyl isobutyl ketone，MIBK)稀释5倍。在该SOG的涂抹后，它在烤炉中以100℃被预烤20分钟以便蒸发该SOG的溶液并获得适当的硬度。然后，该压模以450巴(bar)被按压60秒以将该图案转移到SOG抗蚀剂。

接着，感应耦合等离子体(ICP)蚀刻装置被用来移除该SOG膜的残留。SF₆被用作蚀刻气体，并且室内气压被设置为2mTorr。线圈RF功率和滚筒RF功率均被设为100W。蚀刻时间被设为例如2分钟40秒。磨处理与上述的相同。

在该磨处理后，与用于蚀刻抗蚀剂相似的SOG被旋转涂布机嵌入。然后，该介质再次被离子研磨直到磁层出现(回蚀处理)。在这种情况下，非磁材料是SiO₂。通过使用溅射法以进行沉积和使用离子磨以回蚀，也可以使用Al₂O₃、Ta₂O₅等作为研磨材料。通过溅射能够沉积的任何材料都可以被用作非磁填充材料。

应当注意，表面不平的图案化介质可以通过控制回蚀的量来制造。图案化介质可以通过在由上述相似方法制造的图案化基底上形成普通磁记录介质来构造。表面实质上是平的图案化介质可以通过如上所述的填充和回蚀该非磁材料而构造在图案化基底上。

实施例

实施例1

在本实施例中，具有直径0.85英寸的玻璃基底被用作磁盘基底11。通过使用DC磁电管溅射法一薄膜被沉积在该玻璃基底上，并且如图1示意性地显示的垂直的磁记录介质被制造。一CoZrNb软磁底层(SUL)[100nm]/Ta中间层[5nm]/Ru种子层(seed layer)[10nm]被用作底层。CoCrPt-SiO₂[20nm]被用作磁记录层，并且通过CVD方法生产的C[4nm]被用作保护层。在SUL的沉积后，通过放置在该基底上的具有与磁盘基底相同大小的Ta掩模板由Ar离子磨蚀刻该介质。由于在掩模边缘附近Ar离子易于进入该掩模之下，该介质的外侧端被轻微的蚀刻。Ta掩模的位置和Ar离子磨的条件(压力、能量)被调整从而只有距离该磁盘基底的外侧1mm的区域被蚀刻。该蚀刻时间被调整以制造其凹进量分别是0.5、1、5、10、20、50、70和100nm的介质。

这些介质由读/写测试器(旋转台)评估。在这个评估中，记录头通过与实际驱动器相似的方式被加载，以便检查该磁头碰撞是否发生。一磁头从该介质的外面被加载，并且，该介质和该磁头之间的接触状态由声发射(AE)传感器或振动传感器评估。当AE传感器检测到接触噪声或当振动传感器观察到滑块的振动时，该介质被归类为有缺陷。该缺陷的发生率被评估10回。结果，缺陷在凹进量为1到50nm的介质中没有产生。

接着，上述介质被用来制造磁记录/再现装置。图15显示该磁记录/再现装置的透视图。轴202被附加在底盘内，并且具有凹进部分的图案化磁记录介质201被以可旋转的方式安装在该轴202上。激励器臂204被附加在定位在该介质201的附近位置的枢轴203。悬臂205被附加在激励器臂204的尖端。滑块206被支持在该悬臂205下表面上。读/写头形成在该滑块206的端部。该磁头是所谓的集成头，并包括具有单极结构的写入头和使用GMR膜、TMR膜等的读取头。该激励器臂204通过声音线圈电机(VCM)208运行。在该操作前该滑块206被卸载到斜坡机构208。当该介质201通过轴202旋转时，该磁头被加载到该介质201并在飞行状态被定位。标记209表示盖子。数字数据被磁化记录在作为垂直记录系统的该介质201。该设备的电路板包括磁头IC，该磁头IC生成用于激励器的驱动信号和用于读/写头的控制信号。

通过反复进行所述加载和卸载操作100次，如上所述的装置的寻轨性能被测试。结果，装备有不同于具有1到50nm凹进量的介质的介质的一些装置显示出了寻轨错误，并且最坏的情况是，一些装置被磁头碰撞停止。

实施例2

一种介质被如下制造。在压模的图案中，凹进部分形成在相应于距离介质外侧端1mm以内的区域内的部分。如图3的示意性显示，该凹进部分是连续的。数据区域被图案化为记录单位的分离标记(离散位型图案化磁记录介质)。基底大小被变为1.8英寸型。制造过程被如下改变。

FeCoTa软磁底层(SUL)[80nm]/Ta中间层[5nm]/Ru种子层[10nm]/CoCrPt-Tio_x[15nm]/C[2nm]的薄膜叠层被沉积在一个基底上。然后，SOG被涂敷在该介质上。使用上述的压模，压制被执行。驻留在压制图案的凹进部分的抗蚀剂被使用SF₆气移除。该介质的表面通过填充SOG被平整并且用Ar离子磨对它进行回蚀。随后，碳保护层[2nm]被沉积。在这种情况下，在该处理后，该压模的凹进部分的图案高度被改变以将该介质的外侧的凹进部分的深度43分别改变为0、1、10、50和80nm。当被处理的介质的截面结构被TEM检查时，该外侧的凹进部分的碳保护层至少比数据区的碳保护层薄1nm，但除了凹进部分是0nm的介质。这些介质经受类似于例1的旋转台测试。结果，凹进量为1到50nm的介质没有缺陷。

这些介质被用来制造类似于例1的记录/再现装置，且类似于例1的测试被执行。结果，装备有不同于凹进量为1、10和50nm的介质的介质的装置显示出了寻轨错误，且最坏的情况是，一些装置被磁头碰撞停止。

接着，在图8中被示意性地显示的其中相应于凹进部分的多个图案被分开形成的压模被使用。凹进部分间的距离被分别设置为50nm、100nm、200nm、1μm、100μm和500μm。凹进量被设为5nm。这些介质经受类似于例1的旋转台测试。结果，凹进部分间的距离为100nm、200nm、1μm、10μm和100μm的介质没有缺陷。

类似于例1，这些介质被用来制造记录/再现装置，且类似于例1的测试被执行。结果，装备有不同于具有凹进部分的距离为100nm、200nm、1μm、10μm和100μm的介质的介质的一些装置显示出了寻轨错误，且在最坏的情况下，一些装置被磁头碰撞停止了。

实施例3

一种介质被如下制造。基底的大小被改变为2.5英寸。制造过程被如下改变。

NiTa底层[15nm]/Cr底层[5nm]/CoCrPtB[25nm]的薄膜叠层被沉积在一个基底上。该磁记录层是所谓的其易磁化轴在该介质的平面内的平面内记录层。类似于例1，光刻胶被涂抹且随后用压模压制。然后，距离介质外侧端1mm内的区域被由防灰织物构成的布擦抹以便减少抗蚀剂厚度。接着，驻留在被压制的图案的凹进部分的抗蚀剂被使用O₂气体移除，然后该介质由Ar离子磨蚀刻，然后该驻留的抗蚀剂被O₂灰化所灰化。然后，通过偏压溅射SiO₂被填充且被Ar离子磨回蚀。然后，碳保护层[4nm]被沉积。根据该处理，在如图7的示意性显示的磁记录层中存在凹进部分的介质可以被生产。在这种情况下，按压该布的各种压力和各种旋转速度被使用。此外，替代用布擦除，在抗蚀剂旋转涂敷处理后，在距离介质外侧端1mm区域内，少量抗蚀剂溶液被滴下而不停止该旋转。各种量的滴液被尝试。在外侧端的抗蚀剂层的厚度通过该处理被减小。当这些处理后该介质的截面结构由TEM检查，磁记录层的外侧凹进部分的深度43分别为0、0.8、1、15和25nm。这些介质经受类似于例1的旋转台测试。结果，凹进量为1到25nm的介质没有缺陷。

这些介质被用来制造类似于例1的记录/再现装置，并且类似于例1的测试被执行。结果，装备有不同于凹进量为1到25nm的介质的介质的一些装置显示出了寻轨错误，并且在最坏的情况下，一些装置被磁头碰撞停止了。

接着，NiTa底层[15nm]/Cr底层[5nm]/CoCrPtB[25nm]/C[3nm]的薄膜叠层被沉积在一个基底上。然后，SOG被涂敷并且使用类似于例1中使用的压模进行按压。然后，驻留在该按压图案的凹进部分的抗蚀剂被使用SF₆气体移除，然后该介质被Ar离子磨蚀刻。随后，该SOG再次被涂敷以填充。然后，距离该介质端部1mm内的区域被由无灰织物构成的布擦抹以减少该SOG的厚度。接着，该SOG被Ar离子磨回蚀，然后碳保护层[2nm]被沉积。根据该处理，如图6示意性地显示的凹进部分在保护层中的介质被制造。在这种情况下，按压该布的各种压力和旋转速度被尝试。替代用布擦除，在距离介质外侧端1mm区域内滴下少量SOG溶液。各种量的滴液被尝试。当这些处理后该介质的截面结构由TEM检查时，所处理的保护层的外侧凹进部分的深度43分别为0、0.5、1、3和4nm。这些介质经受类似于例1的旋转台测试。结果，凹进量为1到4nm的介质没有缺陷。

这些介质被用来制造类似于例1的记录/再现装置，并且类似于例1的测试被执行。结果，装备有不同于凹进量为1到4nm的介质的介质的一些装置显示出了寻轨错误，并且在最坏的情况下，一些装置被磁头碰撞停止了。

对于本领域技术人员来说另外的优点和修改可以轻易实现。因此，在它的更广的方向，本发明没有被限制在在此显示和描述的具体细节和代表性的实施例。相应地，不脱离由附属权利要求及它们的等同物限定的一般发明概念的精神或范围，可以进行各种修改。

Claims

1、一种图案化磁记录介质，包括形成在基底(11)上的磁记录层(13)和保护层(14)，其中，该磁记录层(13)包括在数据区域(33)中的图案化为多条磁轨的磁性材料(15)和填充在所述各磁轨间的非磁材料(16)，其特征在于：在距离介质外侧端1mm内的区域(42)中形成一凹进部分(32)，并且该凹进部分延伸到该介质端部，并且，该凹进部分(32)比该数据区域(33)深1到50nm。

2、如权利要求1的介质，其特征在于在该凹进部分(32)中的保护层(14)的厚度比该数据区域(33)中的该保护层(14)的厚度至少小1nm。

3、如权利要求1的介质，其特征在于在该凹进部分(32)中的磁化层的厚度比该数据区域(33)中的该磁化层的厚度至少小1nm。

4、如权利要求1的介质，其特征在于该凹进部分被分成多个凹进部分(32)，并且这些凹进部分(32)间的距离被设置在100nm到100μm的范围内。

5、用于图案化如权利要求1的图案化磁记录介质的压模，其特征在于包括与在距离该介质外侧端1mm以内区域内的该介质的凹进部分相应的图案。

6、如权利要求5的压模，其特征在于与该介质的凹进部分相应的所述图案被分成多个图案，并且这些图案之间的距离被设置在100nm到100μm的范围内。

7、一种制造如权利要求1的图案化磁记录介质的方法，其特征在于包括：

在该介质上形成蚀刻掩模(122)；以及

移除在距离该介质外侧端1mm以内的区域内的蚀刻掩模(122)。

8、一种制造如权利要求1的图案化磁记录介质的方法，其特征在于包括：

在该介质上形成填充于该磁性材料(15)的各图案之间的非磁材料(16)；以及

移除在距离该介质外侧端1mm以内的区域内的该非磁材料(16)。

9、一种磁记录/再现装置，包括：底盘；附加到该底盘内侧的轴(202)；安装在该轴上的图案化磁记录介质(201)；具有读/写磁头的配置为在所述图案化磁记录介质(201)上飞行的滑块(206)；以及允许该读/写磁头卸载的斜坡机构(208)，其特征在于该图案化磁记录介质(201)具有权利要求1所述的结构。

10、如权利要求9的装置，其特征在于该滑块(206)的飞行高度是20nm或更低。