专利名称：磁记录介质及其制造方法
技术领域：
本发明涉及磁记录介质及其制造方法。
背景技术：
以往，硬盘等的磁记录介质通过形成记录层的磁性粒子的微细化、磁头加工的微细化等的改良来谋求显著的面记录密度的提高。但是，以往的磁记录介质中的记录层的磁性膜是形成为平面状的连续膜，因此如果为了提高面记录密度而将记录比特微细化，则存在相邻的记录比特彼此的磁记录信息相干扰，从而记录信息的可靠性降低的问题。因此，采用记录比特的微细化进行的面记录密度的提高存在极限。为了应对该情况，作为可以进一步提高面记录密度的磁记录介质，曾提出了利用凹凸图案形成记录层的离散磁道介质和离散比特介质等的图案介质型的磁记录介质(例如，参照专利文献1、专利文献2)。在上述图案介质型的磁记录介质中，为了使磁头滑块的浮起高度稳定，必须将介质表面平坦化，因此必须在凹凸图案的记录层上形成非磁性材料的膜来填充凹部。作为形成该非磁性材料的膜的技术，可以利用溅射等的成膜技术现有技术文献专利文献1 日本特开2005-235356号公报专利文献2 日本特开2006-155863号公报
发明内容
但是，在以往的采用指向性好的溅射等进行的成膜中，非磁性材料原样地反映原来的凹凸图案的高低差而生长。因此，即使利用非磁性材料填充凹部，在介质表面原来的凹凸图案的高低差也仍原样地残留，其后的平坦化操作需要长时间。另外，在上述以往的采用溅射等进行的成膜中，必须利用非磁性材料完全地填满凹凸图案的凹部，成膜操作需要时间和成本。此外，在上述以往的采用溅射等进行的成膜中，有时必须多次地反复进行成膜操作和平坦化操作，操作工序变得复杂。另一方面，也考虑了使非磁性材料各向同性地生长来进行成膜，以尽量减小原来的凹凸图案的高低差。但是，如果降低指向性并通过溅射等来进行成膜，则非磁性材料以凹凸图案的凸部的顶点为中心生长。因此，非磁性材料未被充分地填充到凹凸图案的凹部。本发明解决了上述问题，提供一种可以高效地制造具有利用凹凸图案形成的记录层、表面充分平坦且记录再生精度良好的磁记录介质的磁记录介质的制造方法。本发明公开的磁记录介质的制造方法，包括在基材之上形成磁性层的工序；形成贯通上述磁性层的凹部，从而形成具有上述磁性层的凹凸图案的记录层的工序；使上述凹部残留空间并在上述凹部的内表面上形成氧化性材料或者氮化性材料的膜的工序；将成膜了的上述材料氧化或者氮化，利用氧化材料或者氮化材料填充上述空间的工序；和除去上述记录层上的剩余的上述氧化材料或者上述氮化材料进行平坦化的工序。根据所公开的磁记录介质的制造方法，可以高效地制造具有利用凹凸图案形成的记录层、表面充分平坦且记录再生精度良好的磁记录介质。
图1是模式地表示本发明的磁记录介质的制造工序的一例的第1工序剖面图。图2是模式地表示本发明的磁记录介质的制造工序的一例的第2工序剖面图。图3是模式地表示本发明的磁记录介质的制造工序的一例的第3工序剖面图。图4是模式地表示本发明的磁记录介质的制造工序的一例的第4工序剖面图。图5是模式地表示本发明的磁记录介质的制造工序的一例的第5工序剖面图。图6是实施例1的记录层的SPM剖面图。图7是比较例1的记录层的SPM剖面图。图8是表示实施例1以及比较例1的凹凸图案的高低差和CMP平坦化作业时间的关系的图。图9是表示实施例2以及比较例2的凹凸图案的高低差和CMP平坦化作业时间的关系的图。图10是表示实施例3以及比较例3的凹凸图案的高低差和CMP平坦化作业时间的关系的图。
具体实施例方式首先，对于本发明的磁记录介质的制造方法进行说明。本发明的磁记录介质的制造方法的一例包括在基材之上形成磁性层的工序；形成贯通上述磁性层的凹部，从而形成具有上述磁性层的凹凸图案的记录层的工序；使上述凹部残留空间并在上述凹部的内表面上形成氧化性材料或者氮化性材料的膜的工序；将成膜了的上述材料氧化或者氮化，利用氧化材料或者氮化材料填充上述空间的工序；和除去上述记录层上的剩余的上述氧化材料或者上述氮化材料进行平坦化的工序。在所公开的磁记录介质的制造方法中，通过在上述凹凸图案的凹部的内表面上形成氧化性材料或者氮化性材料的膜后，将该成膜了的上述材料氧化或者氮化使其膨胀，由此可以利用非磁性材料填充凹部。因此，可以抑制原来的凹凸图案的高低差的反映使其尽量小从而能够在凹部填充非磁性材料，能够以短时间高效地进行其后的平坦化作业。优选上述氧化性材料以及上述氮化性材料为选自钽、铝、钨、铬和硅中的至少一种金属。因为这些金属通过被氧化或者氮化而膨胀，可一边吸收原来的凹凸图案的高低差一边利用非磁性材料填充凹部。另外，在形成上述氧化性材料或者上述氮化性材料的膜的工序中，优选成膜了的上述材料的从上述凹部的底面算起的最小膜厚处于下述的范围内下限值设为上述凹部的总高度乘以上述材料的由氧化或者氮化所致的最大膨胀率的倒数所得到的值，上限值设为低于上述凹部的总高度。由此，可以利用非磁性材料确实地填充上述凹部。接着，对于本发明的磁记录介质进行说明。本发明的磁记录介质的一例具备具有磁性层的凹凸图案的记录层。另外，上述记录层具有贯通上述磁性层的凹部，在上述凹部填充有非磁性材料而形成非磁性层，上述非磁性材料含有非磁性金属和上述非磁性金属的氧化物或者氮化物。
所公开的磁记录介质，利用凹凸图案形成记录层，在凹凸图案的凹部填充了非磁性材料，因此即使将记录比特微细化，也可以防止相邻的记录比特彼此的磁记录信息相干扰。由此，可以维持记录信息的可靠性，并且实现面记录密度的提高。另外，所公开的磁记录介质可以通过上述公开的磁记录介质的制造方法高效地制造。作为上述非磁性金属，可以使用选自钽、铝、钨、铬和硅中的至少一种金属。另外，上述非磁性层包括由上述非磁性金属构成的第1非磁性层和由上述非磁性金属的氧化物或者氮化物构成的第2非磁性层，上述第1非磁性层也可以配置在上述凹部的底面侧。另外，被填充到上述凹部的上述非磁性材料中所含有的氧元素或者氮元素的浓度，可以从上述凹部的底面侧朝向上方增加。以下，基于
本发明的磁记录介质的制造方法的一例。图1 图5是模式地表示本发明的磁记录介质的制造工序的一例的工序剖面图。首先，如图1所示，通过溅射等在非磁性基板10之上层叠地形成基底金属层11和磁性层12。非磁性基板10只要利用非磁性材料形成就没有特别的限定，可以使用例如玻璃基板、硅基板、非磁性金属基板、陶瓷基板、碳基板、树脂基板等。非磁性基板的厚度没有特别的限定，设为例如0. 1 0. 6mm即可。作为基底金属层11中所使用的金属，可以使用例如Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、 Zn、Zr、Nb、Mo、Te、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Al、Si 的单质或者它
们的合金。基底金属层对磁性层的结晶性控制和平坦性控制具有效果，优选为了介质高记录密度化而设置，在不设置基底金属层11的情况下，在非磁性基板10之上直接形成磁性层 12即可。基底金属层的厚度没有特别的限定，设为例如30 200nm即可。作为磁性层12中使用的磁性材料，可以使用例如PtCo、SmCo, FeCo等。磁性层的厚度没有特别的限定，设为例如5 30nm即可。接着，如图2所示，通过干式蚀刻等形成贯通磁性层12的凹部13，从而形成具有磁性层12的凹凸图案的记录层。接着，如图3所示，通过在凹部13的内表面上采用指向性高的溅射等形成非磁性金属的膜来形成第1非磁性膜14。此时，第1非磁性膜14的从凹部13的底面算起的最小膜厚Tmin设定在下述范围内下限值设为凹部13的总高度Tmax乘以上述非磁性金属的由氧化或者氮化所致的最大膨胀率的倒数所得到的值，上限值设为低于凹部13的总高度Tmax。 该情况下，不需要利用第1非磁性膜14完全地填充凹部13，因此可以缩短成膜时间。接着，如图4所示，通过使用了氧气或者氮气的反应性离子蚀刻(RIE =Reactive Ion Etching)等的干式蚀刻将第1非磁性膜14的非磁性金属氧化或者氮化使其膨胀，在第 1非磁性膜14的外侧形成第2非磁性膜15。由此，凹部13被由非磁性金属构成的第1非磁性膜14和由非磁性金属的氧化物或者氮化物构成的第2非磁性膜15填充。此时，由于第2非磁性膜15各向同性地生长，因此，作为最外面的第2非磁性膜15的表面15a的凹凸的高低差比原来的记录层的凹凸图案的高低差小。上述RIE等的实施条件，可以相应于非磁性金属的种类进行适当设定。上述非磁性金属只要是通过氧化或者氮化而膨胀的非磁性金属即可，特别优选Ta、Al、W、Cr、Si的单质或者合金。例如，通过使用了氧气的RIE将Ta氧化的情况下，Ta若被氧化则成为例如Tii2O5， 其体积变为2倍左右。S卩，因Ta的氧化所致的最大膨胀率为2倍左右，如果直到至少从凹部13的底面算起的1/2左右的深度形成由Ta构成的第1非磁性膜14，则在氧化后凹部13 被含有Ta和Ta2O5的非磁性材料完全填充。该情况下，第1非磁性膜14的成膜时间，与利用第1非磁性膜14完全填充凹部13的情况相比可以变为一半左右。但是，通过延长RIE 的蚀刻时间或者提高氧气压力等，也可以使凹部13中的第1非磁性膜14的形成深度为从凹部13的底面算起低于1/2左右的深度。另外，通过将上述RIE的偏置功率设定得较低，无需减少Ta膜的厚度且Ta膜混入氧原子而膨胀。例如，Ta膜的采用氧气进行的RIE的情况下，偏置功率优选为250W以下左右。这是因为如果偏置功率超过250W，则因氧气的离子使物理的蚀刻效果增加，有Ta氧化膜的生长速度变慢的倾向。接着，通过化学机械研磨(CMP Chemical Mechanical Polishing)等来除去记录层上的剩余的非磁性材料以进行平坦化，如图5所示得到磁记录介质20。第2非磁性膜15 的表面15a的凹凸的高低差，与原来的记录层的凹凸图案的高低差相比变小(图4)，因此可以大幅度缩短平坦化作业时间。S卩，采用上述制造方法制造的磁记录介质，如图5所示，具备具有磁性层12的凹凸图案的记录层，在贯通磁性层12的凹部13中填充有含有非磁性金属和非磁性金属的氧化物或者氮化物的非磁性材料。但是，根据制造条件等，也有下述情况并不是如上述那样第1非磁性膜14和第2 非磁性膜15完全地分离而形成，而是例如采取被填充到凹部13的非磁性材料中所含有的氧元素或者氮元素的浓度从凹部13的底面侧朝向上方增加那样的梯度材料结构。这样的情况的氧元素或者氮元素的浓度可以通过X射线荧光分析(XRF)装置等来测定。实施例接着，基于实施例具体地说明本发明。但是，本发明并不限定于下述的实施例。(实施例1)如下那样地制作了磁记录介质。首先，在厚度0. 6mm的玻璃基板之上通过溅射形成了合计厚度为30nm的Ta、Pt、Ru构成的基底金属层。接着，在基底金属层之上通过溅射形成了厚度为IOnm的由PtCo构成的磁性层。接着，通过干式蚀刻形成贯通磁性层的深度为25nm、直径为ISnm的圆筒状的凹部，从而形成了具有磁性层的凹凸图案的凸状的记录层。继而，在凹部的内表面上通过指向性高的溅射形成Ta膜，直到从凹部的底面算起的12nm左右的深度形成了 Ta膜。接着，通过使用了氧气的RIE使Ta膜氧化以使其膨胀。作为RIE的实施条件，设为气压:1. 5Pa、放电功率天线侧/偏置侧=200W/50W、蚀刻时间:120秒。在此，利用扫描型探针显微镜(SPM Scanning Probe Microscopy)测定了 RIE后的记录层的凹凸图案的高低差，结果约为8nm。图6表示上述记录层的SPM剖面图。接着，为了除去上述记录层上的剩余的非磁性材料，通过CMP进行平坦化操作，得到了本实施例的磁记录介质。凹凸图案的高低差利用SPM确认，平坦化操作进行到凹凸图案的高低差变为Onm。
(比较例1)在具有凹凸图案的记录层的凹部的内表面上通过指向性高的溅射形成Ta膜，将凹部利用Ta膜大致完全填充，其后，不进行使用氧气的RIE，除此以外，与实施例1同样地制作了本比较例的磁记录介质。在本比较例中也利用SPM测定了将Ta填充到凹部后的记录层的凹凸图案的高低差，结果约为25nm。图7表示上述记录层的SPM剖面图。此外，图8表示实施例1以及比较例1的凹凸图案的高低差和CMP平坦化作业时间的关系。从图8明显可知，在实施例1中，与比较例1相比，可以将CMP平坦化作业时间缩短到1/3左右。(实施例2)使用Al取代Ta，除此以外与实施例1同样地制作了本实施例的磁记录介质。在本实施例中利用SPM测定了 RIE后的记录层的凹凸图案的高低差，结果约为12nm。(比较例2)在具有凹凸图案的记录层的凹部的内表面上通过指向性高的溅射形成Al膜，将凹部利用Al膜大致完全填充，其后，不进行使用氧气的RIE，除此以外，与实施例2同样地制作了本比较例的磁记录介质。在本比较例中也利用SPM测定了将Al填充到凹部后的记录层的凹凸图案的高低差，结果约为30nm。图9表示实施例2以及比较例2的凹凸图案的高低差和CMP平坦化作业时间的关系。从图9明显可知，在实施例2中，与比较例2相比，可以将CMP平坦化作业时间缩短到 1/2以下。(实施例3)使用Si取代Ta，如下述那样地进行了 RIE，除此以外与实施例1同样地制作了本实施例的磁记录介质。即，通过使用了氮气的RIE将Si膜氮化以使其膨胀。作为RIE的实施条件，设为气压1. 5Pa、放电功率天线侧/偏置侧=200W/50W、蚀刻时间:120秒。在本实施例中也利用SPM测定了 RIE后的记录层的凹凸图案的高低差，结果约为 15nm。(比较例3)在具有凹凸图案的记录层的凹部的内表面上通过指向性高的溅射形成SiN膜，将凹部利用SiN膜大致完全填充，其后，不进行使用氮气的RIE，除此以外，与实施例3同样地制作了本比较例的磁记录介质。在本比较例中也利用SPM测定了将SiN填充到凹部后的记录层的凹凸图案的高低差，结果约为27nm。图10表示实施例3以及比较例3的凹凸图案的高低差和CMP平坦化作业时间的关系。从图10明显可知，在实施例3中，与比较例3相比，可以将CMP平坦化作业时间缩短到1/2左右。(实施例4)代替使用氧气的RIE，如下述那样地将Ta膜氧化以使其膨胀，除此以外与实施例1同样地制作了本实施例的磁记录介质。即，在将旋转泵和氧气储气瓶连接了的密闭容器之中配置了形成有Ta膜的记录层。接着，一边利用旋转泵将密闭容器内的空气排气，一边注入30分钟的氧气后关闭阀门， 用氧气充满密闭容器内。其后，连同该密闭容器在保持在60°C的恒温装置内保管1星期。在本实施例中，利用SPM测定了在恒温装置中保管了 1星期后的记录层的凹凸图案的高低差，结果约为lOnm。在本实施例中，Ta膜的氧化需要长时间，CMP平坦化作业时间可以与实施例1 3同样地缩短。另外，本实施例的氧化方法具有可以一次地处理大量的介质的优点。产业上的利用可能性根据所公开的磁记录介质的制造方法，可以高效地制造具有由凹凸图案形成的记录层、表面充分平坦且记录再生精度良好的磁记录介质，该磁记录介质可以用于硬盘等。附图标记说明
10非磁性基板；
11基底金属层；
12磁性层；
13凹部；
14第1非磁性膜
15第2非磁性膜
20磁记录介质。
权利要求
1.一种磁记录介质，是包含具有磁性层的凹凸图案的记录层的磁记录介质， 所述记录层具有贯通所述磁性层的凹部，在所述凹部填充非磁性材料形成了非磁性层，所述非磁性材料含有非磁性金属、和所述非磁性金属的氧化物或者氮化物。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述非磁性金属为选自钽、铝、钨、铬和硅中的至少一种金属。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，所述非磁性层包含由所述非磁性金属构成的第1非磁性层和由所述非磁性金属的氧化物或者氮化物构成的第2非磁性层，所述第 1非磁性层配置在所述凹部的底面侧。
4.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中，被填充到所述凹部的所述非磁性材料中所含有的氧元素或者氮元素的浓度从所述凹部的底面侧朝向上方增加。
5.一种磁记录介质的制造方法，包括 在基材之上形成磁性层的工序；形成贯通所述磁性层的凹部，从而形成具有所述磁性层的凹凸图案的记录层的工序； 使所述凹部残留空间，并在所述凹部的内表面上形成氧化性材料的膜的工序； 将成膜了的所述氧化性材料氧化，采用氧化材料填充所述空间的工序；和除去所述记录层上的剩余的所述氧化材料进行平坦化的工序。
6.根据权利要求5所述的磁记录介质的制造方法，其中，所述氧化性材料为选自钽、 铝、钨、铬和硅中的至少一种金属。
7.根据权利要求5所述的磁记录介质的制造方法，其中，在形成所述氧化性材料的膜的工序中，成膜了的所述氧化性材料的从所述凹部的底面算起的最小膜厚处于下述范围内下限值设为所述凹部的总高度乘以所述氧化性材料的由氧化引起的最大膨胀率的倒数所得到的值，上限值设为低于所述凹部的总高度。
8.—种磁记录介质的制造方法，包括 在基材之上形成磁性层的工序；形成贯通所述磁性层的凹部，从而形成具有所述磁性层的凹凸图案的记录层的工序； 使所述凹部残留空间，并在所述凹部的内表面上形成氮化性材料的膜的工序； 将成膜了的所述氮化性材料氮化，采用氮化材料填充所述空间的工序；和除去所述记录层上的剩余的所述氮化材料进行平坦化的工序。
9.根据权利要求8所述的磁记录介质的制造方法，其中，所述氮化性材料为选自钽、 铝、钨、铬和硅中的至少一种金属。
10.根据权利要求8所述的磁记录介质的制造方法，其中，在形成所述氮化性材料的膜的工序中，成膜了的所述氮化性材料的从所述凹部的底面算起的最小膜厚处于下述范围内下限值设为所述凹部的总高度乘以所述氮化性材料的由氮化引起的最大膨胀率的倒数所得到的值，上限值设为低于所述凹部的总高度。
11.一种磁记录介质的制造方法，包括 在非磁性基材之上形成磁性层的工序；形成贯通所述磁性层的凹部，从而形成具有所述磁性层的凹凸图案的记录层的工序； 在所述凹部的内表面上形成非磁性金属的膜的工序；将成膜了的所述非磁性金属氧化或者氮化，采用含有所述非磁性金属、和所述非磁性金属的氧化物或者氮化物的非磁性材料填充所述凹部的工序；和除去所述记录层上的剩余的所述非磁性材料进行平坦化的工序。
12.根据权利要求11所述的磁记录介质的制造方法，其中，所述非磁性金属为选自钽、 铝、钨、铬和硅中的至少一种金属。
13.根据权利要求11所述的磁记录介质的制造方法，其中，在形成所述非磁性金属的膜的工序中，成膜了的所述非磁性金属的从所述凹部的底面算起的最小膜厚处于下述范围内下限值设为所述凹部的总高度乘以所述非磁性金属的由氧化或者氮化引起的最大膨胀率的倒数所得到的值，上限值设为低于所述凹部的总高度。全文摘要
本发明公开了一种磁记录介质的制造方法，该制造方法包括在基材之上形成磁性层的工序；形成贯通所述磁性层的凹部，从而形成具有所述磁性层的凹凸图案的记录层的工序；使所述凹部残留空间并在所述凹部的内表面上形成氧化性材料或者氮化性材料的膜的工序；将成膜了的所述材料氧化或者氮化，采用氧化材料或者氮化材料填充所述空间的工序；和除去所述记录层上的剩余的所述氧化材料或者所述氮化材料进行平坦化的工序。
文档编号G11B5/851GK102341855SQ20108000972
公开日2012年2月1日 申请日期2010年4月22日 优先权日2009年4月27日
发明者上村拓也 申请人:昭和电工株式会社