制造磁记录介质的方法
专利名称：制造磁记录介质的方法
技术领域：
本发明的一个实施例涉及一种制造磁记录介质的方法。
背景技术：
近年来，对于安装到硬盘驱动器(HDD)中的磁记录介质，存在这样 的切实问题，即磁道密度的提高受到相邻磁道之间的干扰的阻碍。特别地， 降低由来自写头的磁场的边缘效应引起的写入模糊是一个重要的问题。
为了解决该问题，提出了离散磁道型构图的介质(DTR介质)，其中 记录磁道物理分离。在DTR介质中，可以减少当记录信息时相邻磁道的 信息被擦除的侧擦除现象和当再现信息时相邻磁道的信息被读出的侧读取 现象，使得可以提高磁道密度。因此，DTR介质被预期是能够提供高记录 密度的磁记录介质。
为了利用浮动头(flying head )执行DTR介质的读取和写入，优选平 坦化DTR介质的表面。具体地，为了使相邻磁道完全分离，例如，去除 厚度为约4nm的保护层和厚度为约20nm的磁记录层，以形成深度为约 24nm的凹陷，从而形成f兹图形。同时，如果残留深的凹陷，由于对浮动 头的浮动高度的设计值为约10nm,因此头浮动不稳定。为此，用非磁性 材料填充^兹图形之间的凹陷，以使介质表面平坦化，从而确保头的浮动稳 定性。
提出了以下方法，以通过用非磁性材料填充磁图形之间的凹陷来提供 具有平坦表面的DTR介质。例如，已知一种制造具有平坦表面的DTR介 质的方法，其中通过两步偏置溅射工艺用非磁性材料填充磁图形之间的凹 陷(参见日本专利No. 3,686,067)。然而，要求在偏置溅射中在基底的背表面上设置冷却机构，这使得难以执行对两个表面的同时处理。
因此，为了平坦化DTR介质的表面，提出一种在磁图形之间的凹陷 中以及在磁图形上沉积非磁性材料且回蚀刻该非磁性材料的方法。在回蚀 刻工艺中，利用在磁图形上的非磁性材料的侧蚀刻。然而，在磁图形的宽 度大的区域中，例如，在外周侧上的地址部分中，通过侧蚀刻的平坦化效 果很小，因此，有必要重复沉积非磁性材料和回蚀刻非磁性材料许多次。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种制造磁记录介质的方法，包括以 下步骤在基底上沉积磁记录层和牺牲层；构图所述牺牲层和磁记录层， 以形成凸出的》兹图形和牺牲图形；在所述》兹图形和牺牲图形之间的凹陷中 以及在所述牺牲图形上沉积非磁性材料；以及回蚀刻所述非磁性材料。
图1是沿圆周方向根据本发明的 一个实施例的DTR介质的平面图； 图2A至21是示出根据本发明的一个实施例的DTR介质的制造方法 的截面图；以及
图3A至3C是更详细示出图2H的工艺的截面图。
具体实施例方式
下文中将参考
根据本发明的各个实施例。
图1是沿圆周方向根据本发明的一个实施例的DTR介质的平面图。 如图1中所示，沿着DTR介质1的圆周方向交替形成伺服区2和数据区3。 伺服区2包括前导码部分(preamble section) 21、地址部分22和脉冲部 分(burst section ) 23。数据区3包括离散磁道31。
将参考图2A至21说明根据本发明的该实施例制造DTR介质的方法。 这里，为了示例简化，示出在基底的一个表面上执行加工的情况。
在玻璃基底51上，顺序沉积厚度为120nm的由CoZrNb制成的软磁性衬层(imderlayer) 52、厚度为20nm的由Ru制成的用于取向控制的衬 层(未示出)、厚度为20nm的由CoCrPt-Si02制成的磁记录层53、厚度 为4nm的由碳(DLC)制成的保护层54、以及例如由Ru形成的牺牲层 55 (图2A )。
只要具有比稍后描述的填充到图形之间的凹陷中的非磁性材料高的蚀 刻速度，可以不具体限制牺牲层55的材料。虽然牺牲层和非磁性材料的蚀 刻速度根据铣削角度而变化，但考虑到生产量，当离子垂直入射时，牺牲 层的蚀刻速度优选高于非磁性材料的蚀刻速度。牺牲层的材料包括诸如 Ru、 Ni、 Al、 W、 Cr、 Cu、 Pt和Pd的金属材料；诸如Si02、 1102和入1203 的氧化物；诸如Si3N4、 AlN和TiN的氮化物；诸如TiC的碳化物；诸如 BN的硼酸盐；以及诸如C和Si的单质。牺牲层优选由这样的材料形成， 该材料的蚀刻终点可以通过SIMS (二次离子质谱仪)或Q-MASS (四极 质镨仪)容易地检测出来。随着牺牲层的厚度的增加，在填充非磁性材料 之前的凹陷的深度增加。因此，优选牺牲层的厚度为3nm以上且20nm以 下。
通过4t涂对牺牲层55施加作为抗蚀剂56的厚度为100nm的旋涂玻璃 (SOG)。将压模61设置为面对抗蚀剂56。在压模61上，形成与图1中 所示的磁图形的凹凸图形相反的凹凸图形。使用压模61执行压印，从而形 成与压模61的凹陷对应的抗蚀剂56的凸起(图2B)。
利用ICP (感应耦合等离子体)蚀刻装置执行蚀刻，以去除残留在构 图的抗蚀剂56的凹陷的底部上的抗蚀剂残留物。该工艺中的条件如下例 如，将CF4用作工艺气体，室压力为2mTorr、线圏RF功率和压盘(platen ) RF功率分别为100W，蚀刻时间为30秒(图2C )。
使用留下的未去除的抗蚀剂图形(SOG)作为蚀刻掩^^莫，利用ECR (电子回旋共振)离子枪执行离子铣削，蚀刻牺牲层55、保护层54和磁 记录层53 (图2D)。该工艺中的条件如下例如，将Ar用作工艺气体， 孩吏波功率为800W,加速电压为500V，蚀刻时间为3分钟。
然后，利用RIE装置剥离抗蚀剂图形(SOG)(图2E)。该工艺中的务阵如下例如，将CF4用作工艺气体，室压力为100mTorr、功率为
ioow。
接下来，以这样的方式通过DC濺射沉积由NiNbTi制成的非磁性材 料57,以使其填充在i兹图形和牺牲图形的叠层之间的凹陷中且层叠在牺牲 图形上(图2F )。在该工艺中，在这样的条件下通过DC溅射来'减射MNbTi 耙Ar流速为100sccm、室压力为0.5Pa，以沉积厚度为50nm的膜。非 磁性材料57的厚度优选为30至100nm。不希望非磁性材料的厚度小于凹 陷的深度，这是因为，随后的回蚀刻工艺有可能引起对磁记录层的损伤。 在该阶段，如图2F中所示，表面不平坦，并且使得凹陷的深度为约20nm。 然而，图形的宽度变窄。非磁性材料57的蚀刻速度高于保护层54和磁记 录层53的蚀刻速度。
然后，回蚀刻非磁性材料57 (图2G)。该工艺中的条件如下使用 ECR离子枪，微波功率被设定为800W，加速电压被设定为500V，并且施 加Ar离子持续3分钟。这些条件是用于蚀刻20nm的由NiNbTi形成的非 磁性材料57的条件。结果，在磁道区的表面上的凹陷的深度减小到10nm。 通过该工艺减小介质的表面粗糙度且使凹陷的深度减小一半。由于该工艺 将改良非磁性材料的表面，ECR离子枪的条件，例如处理时间，是不很重 要的参数。随着离子辐照时间的增加，减小非磁性材料的表面粗糙度的效 果和减小凹陷的深度的效果增加。然而，在填充非磁性材料55的工艺(图 2F)中有必要使得非磁性材料较厚。
如果重复对非磁性材料的上述沉积和回蚀刻，可以提供具有平坦表面 的DTR介质。然而，要在形成大宽度的凸出图形的外周侧使得地址部分 的表面平坦需要花费很长时间，使得难以实现该平坦化。因此，在未使用 牺牲层55的情况下，有必要重复沉积和回蚀刻该非磁性材料很多次。
在本发明的该实施例中，当在暴露牺牲层55的表面的状态下进一步继 续回蚀刻时，凸出的牺牲图形的侧蚀刻更快地进行，并且表面的凹凸减少， 这是因为牺牲层55的蚀刻速度高于非磁性材料57的蚀刻速度(图2H )。
将参考图3A至3C更详细解释该工艺。图3A示出了牺牲层55的表面从非磁性材料57暴露的状态。当进一步继续回蚀刻时，凸出的牺牲图形 的侧蚀刻更快地进行，这是因为牺牲层55的蚀刻速度高于非磁性材料57 的蚀刻速度。这时，暂时出现表面凹凸反转的区域(图3B)。然而，当进 一步继续回蚀刻时，形成在牺牲层55之下的具有低蚀刻速度的DLC保护 层54用作蚀刻停止层，从而可以抑制平坦化的分歉(dispersion )(图3C )。 当将例如Ru用于牺牲层55且将MNbTi用于非磁性材料57时，通过 垂直入射的离子，在回蚀刻中Ru的蚀刻速度是NiNbTi的蚀刻速度的大约 两倍。因此，当重复回蚀刻直到表面的凹陷的深度减小了填充凹陷之前的 凹陷深度的大约一半之后将非磁性材料57蚀刻至牺牲层55时，表面可以 被高度平坦化。
执行回蚀刻约3分钟。当利用Q-MASS (四歸谱仪)检测出保护层 54的碳时，确定回蚀刻的终点。在该实施例的方法中，不能精确地确定非 》兹性材料57净皮蚀刻到的深度，因此4M^基于蚀刻时间控制回蚀刻。相反地， 通过Q-MASS的手段或诸如SIMS (二次离子质谱仪)的其它蚀刻终点检 测仪来进行终点检测，能够高度精确地执行回蚀刻。
最后，通过CVD (化学气相沉积)沉积碳(C),以形成保护层58 (图21)。对保护层58的表面施加润滑剂，从而提供DTR介质。
接下来，将说明在本发明的该实施例中使用的优选材料。
<基底>
作为基底，可以4吏用例如玻璃基底、Al基合金基底、陶瓷基底、碳基 底或具有氧化物表面的Si单晶基底。作为玻璃基底，使用非晶玻璃或结晶 玻璃。非晶玻璃的实例包括普通的钠钙玻璃和铝硅酸盐玻璃。结晶玻璃的 实例包括锂基结晶玻璃。陶瓷基底的实例包括普通的氧化铝、氮化铝或包 含氮化硅作为主要成分的烧结体、以及这些材料的纤维强化材料。作为基 底，可以使用通过镀敷或溅射在上述金属基底或非金属基底上形成有NiP 层的基底。
<软磁性衬层>
软磁性衬层(SUL)担当磁头的这样的功能的一部分，以使得用于磁化垂直磁记录层的来自单磁极磁头的记录磁场沿水平方向流动且使磁场环
流(circulate)到^兹头侧，并且对记录层施加急剧(sharp)且充分的垂直 磁场，从而改善读/写效率。可以将包含Fe、 M和Co的材料用于软磁性村 层。这样的材料的实例包括诸如FeCo和FeCoV的FeCo基合金、诸如 FeNi、 FeMMo、 FeNiCr和FeNiSi的FeM基合金、诸如FeAl、 FeAlSi、 FeAlSiCr 、 FeAlSiTiRu和FeAlO的FeAl基合金和FeSi基合金、诸如FeTa 、 FeTaC和FeTaN的FeTa基合金、以及i者如FeZrN的FeZr基合金。也可 以使用具有诸如包含60原子％以上的Fe的FeAlO、 FeMgO、 FeTaN和 FeZrN的微晶结构或者其中微细晶体颗粒^t在基质中的颗粒状结构的材 料。作为用于软磁性衬层的其它材料，也可以使用包含Co以及Zr、 Hf、 Nb、 Ta、 Ti和Y中的至少一种的Co合金。Co合金优选包含80原子％以 上的Co。在这样的Co合金的情况下，当通过溅射沉积时，容易形成非晶 层。由于非晶软磁性材料不具有结晶各向异性、晶体缺陷和颗粒边界，其 呈现优良的软磁性且能够降低介质噪声。非晶软磁性材料的优选实例包括 CoZr基、CoZrNb基和CoZrTa基合金。
可以在软磁性衬层之下进一 步形成衬层，以改善软磁性衬层的结晶度 或者改善软磁性衬层与基底的附着性。作为这样的衬层的材料，可以使用 Ti、 Ta、 W、 Cr、 Pt、包含这些金属的合金或者这些金属的氧化物或氮化 物。可以在软磁性衬层与记录层之间形成由非磁性材料制成的中间层。中 间层具有两个作用，包括切断软磁性村层与记录层之间的交换耦合相互作 用的作用以及控制记录层的结晶度的作用。作为用于中间层的材料，可以 使用Ru、 Pt、 Pd、 W、 Ti、 Ta、 Cr、 Si、包含这些金属的合金或者这些 金属的氧化物或氮化物。
为了防止尖峰噪声，可以将软》兹性衬层分成多个层，并且在它们之间 插入厚度为0.5至1.5nm的Ru层，以获得反铁磁性耦合。并且，软磁性 层可以与具有纵向各向异性的诸如CoCrPt、 SmCo或FePt的硬磁性膜、 或者诸如IrMn和PtMn的反铁磁性材料的钉扎层(pinning layer)交换耦 合。可以在Ru层上下设置磁性膜(如Co)和非磁性膜(如Pt)，以控制交换耦合力。
<#记录层>
对于垂直磁记录层，优选使用包含作为主要成分的Co、至少Pt和进 一步地氧化物的材料。如果需要，垂直磁记录层可以包含Cr。作为氧化物， 特别优选氧化硅或氧化钛。垂直磁记录层优选具有这样的结构，其中在该 层中分軟着磁性颗粒，即具有磁性的晶体颗粒。磁性颗粒优选具有柱状结 构，该柱状结构在厚度方向上贯穿垂直磁记录层。这样的结构的形成改善 了垂直磁记录层的磁性颗粒的取向和结晶度，结果可以提供适于高密度记 录的信噪比(SN比)。所包含的氧化物的量对于获得这样的结构很重要。
在垂直磁记录层中的氧化物的含量优选为基于Co、 Cr和Pt的总量的 3mol。/。以上且12mol。/o以下，更优选为5mol。/o以上且10mol。/。以下。优选 使垂直磁记录层中的氧化物含量在上述范围内的原因在于，在形成垂直磁 记录层时，氧化物在磁性颗粒周围沉淀，且可以分隔微细的磁性颗粒。如 果氧化物含量超过上述范围，氧化物残留在磁性颗粒中，从而破坏磁性颗 粒的取向和结晶度。此外，氧化物在磁性颗粒的上部和下部上沉淀，产生
不希望的结果，即不形成其中在厚度方向上贯穿垂直磁记录层的磁性颗粒 的柱状结构。不希望氧化物含量低于上述范围，这是因为微细的磁性颗粒 被不充分地分隔，导致再现信息时噪声增大并因此不能提供适于高密度记 录的信噪比(SN比)。
垂直磁记录层中的Cr含量优选为0原子％以上且16原子％以下，更 优选10原子％以上且14原子％以下。垂直》兹记录层中的Cr含量优选在 上述范围内的原因在于，磁性颗粒的单轴结晶磁各向异性常数Ku不会太 大幅度地减小，从而维持高磁化，结果，提供适于高密度记录的读/写特性 和足够的热扰动特性。不希望Cr含量超过上述范围，这是因为磁性颗粒 的Ku降低，因而使热波动特性劣化，并且损害磁性颗粒的结晶度和取向， 导致读/写特性的劣化。
垂直》兹记录层中的Pt含量优选为10原子％以上且25原子％以下。垂 直磁记录层中的Pt含量优选在上述范围内的原因在于，提供垂直磁记录层所需的Ku值，并进一步改善磁性颗粒的结晶度和取向，结果提供适于高 密度记录的热波动特性和读/写特性。不希望Pt含量超过上述范围，这是 因为在磁性颗粒中形成具有fee结构的层，并且有可能损害结晶度和取向。 不希望Pt含量低于上述范围，这是因为不能提供满足适于高密度记录的热 波动特性的Ku值。
除了 Co、 Cr、 Pt和氧化物以外，垂直石兹记录层还可以包含选自B、 Ta、 Mo、 Cu、 Nd、 W、 Nb、 Sm、 Tb、 Ru和Re的至少一种或多种元素。 当包含上述元素时，促进微细的磁性颗粒的形成，或者可以改善结晶度和 取向，从而可以提供适于高密度记录的读/写特性和热波动特性。上述元素 的总含量优选为8原子％以下。不希望该含量超过8原子％，这是因为， 在》兹性颗粒中形成除了 hcp相以外的相，并且》兹性颗粒的结晶度和取向受 到干扰，结果，不能提供适于高密度记录的读/写特性和热波动特性。
作为垂直》兹记录层，可以使用CoPt基合金、CoCr基合金、CoPtCr 基合金、CoPtO、 CoPtCrO、 CoPtSi、 CoPtCrSi，或者由包含选自Pt、 Pd、 Rh和Ru的至少一种的合金层和Co层构成的多层结构、以及通过将Cr、 B或O添加到这些层而获得的材料，例如CoCr/PtCr、 CoB/PdB和 CoO/RhO。
垂直磁记录层的厚度优选为5至60nm，更优选为10至40nm。当厚 度在该范围内时，可以制成适于更高密度记录的磁记录装置。如果垂直磁 记录层的厚度小于5nm,读取输出过低，且噪声成分倾向于较高。如果垂 直磁记录层的厚度超过40nm，读取输出过高，且波形倾向于变形。垂直 》兹记录层的矫顽力优选为237000A/m (3000Oe)以上。如果矫顽力^f氐于 237000A/m (3000Oe),热波动耐性倾向于劣化。垂直》兹记录层的垂直度 (perpendicular squareness )优选为0.8以上。3口果垂直度小于0.8,热;皮 动耐性倾向于劣化。
<保护层>
为了防止垂直磁记录层的侵蚀且当磁头接触介质时防止介质表面受到 损伤，设置保护层。保护层材料的实例包括包含C、 Si02或Zr02的材料。保护层的厚度优选为1至10 nm。由于可以减小磁头与介质之间的距离， 因此该厚度是对于高密度记录优选的。可以将碳分类为sp、键合的碳(石 墨)和spt键合的碳(金刚石)。虽然sp气键合的碳在耐用性和耐腐蚀性 方面优于石墨，但由于是结晶材料，因此其在表面粗糙度方面差于石墨。 通常，通过使用石墨靶溅射来沉积碳。在该方法中，形成其中sp、键合的 碳与spt键合的碳混合的非晶碳。其中sp、键合的碳的比率大的碳被称为 类金刚石碳(DLC)。该碳在耐用性和耐腐蚀性方面以及在表面粗糙度方 面都很优良，这是因为其是非晶的，因此被用作磁记录介质的表面保护层。 通过在等离子体和化学反应中激发和分解原料气体，借助于CVD (化学气 相沉积)的DLC沉积产生DLC，因此，可以通过控制条件来形成更富sp3-键合的碳的DLC。
接下来，将说明在本发明的实施例中的每一个步骤中的优选制造条件。
<压印>
通过旋涂，对基底的表面施加抗蚀剂，然后将压模压在抗蚀剂上，从 而将压模的图形转移到抗蚀剂上。作为抗蚀剂，例如，可以使用常规的线 型酚醛清漆型光致抗蚀剂或者旋涂玻璃(SOG)。使压模的表面面对抗蚀 剂，在该压模上形成有与伺服信息和记录磁道对应的凸凹图形。在该工艺 中，将压模、基底和緩沖层设置在模具(die set)的下板上，并且夹在模 具的下板和上板之间，例如，在2000bar的压力下挤压60秒。通过压印在 抗蚀剂上形成的图形的凸起的高度为例如60至70nm。保持上述条件约60 秒，以使被排除的抗蚀剂移动。在这种情况下，如果对压模施加含氟的脱 模剂，可以使压模从抗蚀剂令人满意地脱离。
<抗蚀剂残留物的去除>
通过RIE (反应离子蚀刻)去除在抗蚀剂的凹陷底部上留下的未^^皮去 除的抗蚀剂残留物。在该工艺中，使用与抗蚀剂材料对应的合适的工艺气 体。作为等离子体源，虽然优选在低压下能够产生高密度等离子体的ICP (感应耦合等离子体)装置，但可以采用ECR (电子回旋共振)等离子体 或一般的平行板RIE装置。<》兹记录层的蚀刻>
在去除抗蚀剂残留物后，将抗蚀剂图形用作蚀刻掩模，加工磁记录层。
对于磁记录层的加工，优选采用Ar离子束的蚀刻(Ar离子铣削)。可以 通过采用Cl气体或者CO和NH3的混合气体的RIE来执行加工。在采用 CO和NH3的混合气体的RIE的情况下，由Ti、 Ta或W制成的硬掩模被 用作蚀刻掩模。当采用RIE时，凸起的磁图形的侧壁上几乎不形成锥形。 在通过能够蚀刻任何材料的Ar离子铣削加工磁记录层时，如果在例如将 加速电压设定为400V且离子入射角在30°至70。之间变化的条件下进行蚀 刻，在凸起的磁图形的侧壁上几乎不形成锥形。在用ECR离子枪铣削时， 力口果在静态对立i殳置(static opposition arrangement)(离子入射角为90° ) 下进行蚀刻，在凸起的磁图形的侧壁上几乎不形成锥形。 <抗蚀剂的剥离>
在蚀刻^f兹记录层后，剥离抗蚀剂。当采用常规光致抗蚀剂作为抗蚀剂 时，通过氧等离子体处理，抗蚀剂可以容易地被剥离。具体地，光致抗蚀 剂是通过采用氧灰化装置，在以下条件下净皮剥离的室压力为lTorr,功 率为400W，以^Jl口工时间为5分钟。当SOG4皮用作抗蚀剂时，通过采用 含氟气体的RIE剥离SOG。作为含氟气体，CF4或CF6是合适的。注意， 因为在大气中含氟气体与水汽反应而产生诸如HF、 H2S04的酸，优选用水 进行沖洗。
<非磁性材料的回蚀刻>
进行对非磁性材料的回蚀刻，直到露出磁记录层(或者在磁记录层上 的碳保护膜)。优选通过Ar离子铣削或利用ECR离子枪的蚀刻进行该回 蚀刻工艺。
4呆护层的沉积和后处理>
在回蚀刻后，沉积碳保护层。可以通过CVD、溅射或真空蒸发沉积碳 保护层。通过CVD，形成包含大量sp"-键合的碳的DLC膜。由于产生不 令人满意的覆盖率，不优选厚度小于2nm的碳保护层。另一方面，由于增 大了读/写头与介质之间的磁间隔，导致SNR的降低，因此，不优选厚度超过10nm的碳保护层。对保护层的表面施加润滑剂。作为润滑剂，使用 例如全氟聚醚、氟化醇、氟代羧酸等。
实例
实例1
通过图2A至21所示的方法，将其凸起和凹陷的图形包括祠服图形(前 导码、地址和脉冲部分)和记录磁道的压模用于制造DTR介质。将Ru用 于牺牲层55，且将NiNbTi用于非/磁性材料57。将牺牲层(Ru )的厚度i殳 定为5nm。在图2F中，在以下条件下通过DC溅射沉积厚度为50nm的 NiNbTi膜Ar流速为100sccm，且室压力为0.52Pa。在图2G中，使用 ECR离子枪，将微波功率和加速电压分别设定为800W和500V,并辐照 Ar离子3分钟，以执行回蚀刻。再重复图2F和2G的工艺一次(非》兹性 材料的沉积和回蚀刻的重复次数为两次)。在图2H中，进行对包括牺牲 层55的层的回蚀刻，以平坦化表面。然后，通过CVD沉积4nm厚的DLC， 以形成保护层58，从而制成DTR介质。
对于上述DTR介质，利用截面TEM (透射电子显樣i镜)观测中间/P兹 道区。结果，确认表面几乎是平坦的，虽然在表面上残留有深度为约4nm 的樣￡细凹陷。通过AFM (原子力显微镜)观测在外周侧上具有宽凸起(凸 起的宽度为约700nm)的地址部分的表面粗糙度。结果，确认Rmax为约 4nm，表明即使在具有大宽度的凸起的区域中，表面也是令人满意地平坦 的。用自旋支架(spin stand )观测读出信号。结果，未发现信号强度的分 散(dispersion )。
比较实例1
除了不沉积牺牲层之外，以与实例1中相同的方式制造DTR介质。 对于该DTR介质，利用截面TEM (透射电子显微镜)观测中间》兹道区。 结果，确认表面几乎是平坦的，虽然在表面上残留有深度为约4nm的微细 凹陷。然而，当通过AFM(原子力显微镜)观测在外周侧上具有宽凸起(凸 起的宽度为约700nm )的地址部分的表面粗糙度时，发现Rmax为约10nm。 并且，当用自旋支架观测读出信号时，发现信号强度在外周侧比在内周侧低，表明外周侧的表面不平坦。处于这样状态的DTR不能^:用于HDD。 因此，在不使用牺牲层的情况下，有必要进一步增加对非磁性材料的沉积 和回蚀刻的重复次数。 实例2
除了将牺牲层的厚度设定为10nm、 20nm或30nm之外，以与实例l 中相同的方式制造DTR介质。对于每个DTR介质，利用截面TEM(透 射电子显微镜)观测中间磁道区。使用具有10nm厚度的牺牲层制成的介 质的表面非常平坦。确认使用具有20nm厚度的牺牲层制成的介质的表面 几乎是平坦的，虽然在表面上残留有深度为约4nm的微细凹陷。在使用具 有30nm厚度的牺牲层制成的介质的情况下，在表面上残留有深度为约 13nm的凹陷。
考虑磁头的浮动特性，在表面上的凹陷的深度优选为5nm以下，因此， 优选使用具有20nm以下的厚度的牺牲层。 实例3
除了将Si02用于牺牲层之外，以与实例1中相同的方式制造DTR介 质。对于该DTR介质，利用截面TEM (透射电子显微镜)观测中间磁道 区。结果，确认表面几乎是平坦的，虽然在表面上残留有深度为约4nm的 樣i细凹陷。
在遮光测试(light-shielded test)中观测介质的表面。结果，与实例的 介质相比，观测到许多尘埃(dust)。当使用非金属材料时，在沉积牺牲 层时容易发生电SU文电，导致引起尘埃的产生。因此，优选将金属材料用 于牺牲层。
本领域的技术人员很容易想到其它优点和修改。因此，本发明在其更 宽的方面不限于这里示出和说明的具体细节和示范性实施例。因此，只要 不脱离由所附的权利要求及其等价物所限定的总发明构思的精神或范围， 可以进行各种〗奮改。
权利要求
1.一种制造磁记录介质的方法，包括以下步骤在基底上沉积磁记录层和牺牲层；构图所述牺牲层和磁记录层，以形成凸出的磁图形和牺牲图形；在所述磁图形和牺牲图形之间的凹陷中以及在所述牺牲图形上沉积非磁性材料；以及回蚀刻所述非磁性材料。
2. 根据权利要求l的方法，其中所述牺牲层的蚀刻速度高于所述非磁 性材料的蚀刻速度。
3. 根据权利要求l的方法，其中所述牺牲层由金属形成。
4. 根据权利要求3的方法，其中所述金属选自Ru、 Ni、 Al、 W、 Cr、 Cu、 Pt和Pd。
5. 根据权利要求1的方法，其中所述牺牲层的厚度为3nm以上且20nm 以下。
6. 根据权利要求l的方法，其中重复所述非磁性材料的沉积和所述非 /磁性材料的回蚀刻两次或多次。
全文摘要
根据一个实施例，一种制造磁记录介质的方法包括以下步骤在基底上沉积磁记录层和牺牲层；构图所述牺牲层和磁记录层，以形成凸出的磁图形和牺牲图形；在所述磁图形和牺牲图形之间的凹陷中以及在所述牺牲图形上沉积非磁性材料；以及回蚀刻所述非磁性材料。
文档编号G11B5/84GK101542608SQ20088000065
公开日2009年9月23日 申请日期2008年6月20日 优先权日2007年6月28日
发明者木村香里, 樱井正敏, 白鸟聪志, 镰田芳幸 申请人:株式会社东芝
技术领域：
本发明的一个实施例涉及一种制造磁记录介质的方法。
背景技术：
近年来，对于安装到硬盘驱动器(HDD)中的磁记录介质，存在这样 的切实问题，即磁道密度的提高受到相邻磁道之间的干扰的阻碍。特别地， 降低由来自写头的磁场的边缘效应引起的写入模糊是一个重要的问题。
为了解决该问题，提出了离散磁道型构图的介质(DTR介质)，其中 记录磁道物理分离。在DTR介质中，可以减少当记录信息时相邻磁道的 信息被擦除的侧擦除现象和当再现信息时相邻磁道的信息被读出的侧读取 现象，使得可以提高磁道密度。因此，DTR介质被预期是能够提供高记录 密度的磁记录介质。
为了利用浮动头(flying head )执行DTR介质的读取和写入，优选平 坦化DTR介质的表面。具体地，为了使相邻磁道完全分离，例如，去除 厚度为约4nm的保护层和厚度为约20nm的磁记录层，以形成深度为约 24nm的凹陷，从而形成f兹图形。同时，如果残留深的凹陷，由于对浮动 头的浮动高度的设计值为约10nm,因此头浮动不稳定。为此，用非磁性 材料填充^兹图形之间的凹陷，以使介质表面平坦化，从而确保头的浮动稳 定性。
提出了以下方法，以通过用非磁性材料填充磁图形之间的凹陷来提供 具有平坦表面的DTR介质。例如，已知一种制造具有平坦表面的DTR介 质的方法，其中通过两步偏置溅射工艺用非磁性材料填充磁图形之间的凹 陷(参见日本专利No. 3,686,067)。然而，要求在偏置溅射中在基底的背表面上设置冷却机构，这使得难以执行对两个表面的同时处理。
因此，为了平坦化DTR介质的表面，提出一种在磁图形之间的凹陷 中以及在磁图形上沉积非磁性材料且回蚀刻该非磁性材料的方法。在回蚀 刻工艺中，利用在磁图形上的非磁性材料的侧蚀刻。然而，在磁图形的宽 度大的区域中，例如，在外周侧上的地址部分中，通过侧蚀刻的平坦化效 果很小，因此，有必要重复沉积非磁性材料和回蚀刻非磁性材料许多次。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种制造磁记录介质的方法，包括以 下步骤在基底上沉积磁记录层和牺牲层；构图所述牺牲层和磁记录层， 以形成凸出的》兹图形和牺牲图形；在所述》兹图形和牺牲图形之间的凹陷中 以及在所述牺牲图形上沉积非磁性材料；以及回蚀刻所述非磁性材料。
图1是沿圆周方向根据本发明的 一个实施例的DTR介质的平面图； 图2A至21是示出根据本发明的一个实施例的DTR介质的制造方法 的截面图；以及
图3A至3C是更详细示出图2H的工艺的截面图。
具体实施例方式
下文中将参考
根据本发明的各个实施例。
图1是沿圆周方向根据本发明的一个实施例的DTR介质的平面图。 如图1中所示，沿着DTR介质1的圆周方向交替形成伺服区2和数据区3。 伺服区2包括前导码部分(preamble section) 21、地址部分22和脉冲部 分(burst section ) 23。数据区3包括离散磁道31。
将参考图2A至21说明根据本发明的该实施例制造DTR介质的方法。 这里，为了示例简化，示出在基底的一个表面上执行加工的情况。
在玻璃基底51上，顺序沉积厚度为120nm的由CoZrNb制成的软磁性衬层(imderlayer) 52、厚度为20nm的由Ru制成的用于取向控制的衬 层(未示出)、厚度为20nm的由CoCrPt-Si02制成的磁记录层53、厚度 为4nm的由碳(DLC)制成的保护层54、以及例如由Ru形成的牺牲层 55 (图2A )。
只要具有比稍后描述的填充到图形之间的凹陷中的非磁性材料高的蚀 刻速度，可以不具体限制牺牲层55的材料。虽然牺牲层和非磁性材料的蚀 刻速度根据铣削角度而变化，但考虑到生产量，当离子垂直入射时，牺牲 层的蚀刻速度优选高于非磁性材料的蚀刻速度。牺牲层的材料包括诸如 Ru、 Ni、 Al、 W、 Cr、 Cu、 Pt和Pd的金属材料；诸如Si02、 1102和入1203 的氧化物；诸如Si3N4、 AlN和TiN的氮化物；诸如TiC的碳化物；诸如 BN的硼酸盐；以及诸如C和Si的单质。牺牲层优选由这样的材料形成， 该材料的蚀刻终点可以通过SIMS (二次离子质谱仪)或Q-MASS (四极 质镨仪)容易地检测出来。随着牺牲层的厚度的增加，在填充非磁性材料 之前的凹陷的深度增加。因此，优选牺牲层的厚度为3nm以上且20nm以 下。
通过4t涂对牺牲层55施加作为抗蚀剂56的厚度为100nm的旋涂玻璃 (SOG)。将压模61设置为面对抗蚀剂56。在压模61上，形成与图1中 所示的磁图形的凹凸图形相反的凹凸图形。使用压模61执行压印，从而形 成与压模61的凹陷对应的抗蚀剂56的凸起(图2B)。
利用ICP (感应耦合等离子体)蚀刻装置执行蚀刻，以去除残留在构 图的抗蚀剂56的凹陷的底部上的抗蚀剂残留物。该工艺中的条件如下例 如，将CF4用作工艺气体，室压力为2mTorr、线圏RF功率和压盘(platen ) RF功率分别为100W，蚀刻时间为30秒(图2C )。
使用留下的未去除的抗蚀剂图形(SOG)作为蚀刻掩^^莫，利用ECR (电子回旋共振)离子枪执行离子铣削，蚀刻牺牲层55、保护层54和磁 记录层53 (图2D)。该工艺中的条件如下例如，将Ar用作工艺气体， 孩吏波功率为800W,加速电压为500V，蚀刻时间为3分钟。
然后，利用RIE装置剥离抗蚀剂图形(SOG)(图2E)。该工艺中的务阵如下例如，将CF4用作工艺气体，室压力为100mTorr、功率为
ioow。
接下来，以这样的方式通过DC濺射沉积由NiNbTi制成的非磁性材 料57,以使其填充在i兹图形和牺牲图形的叠层之间的凹陷中且层叠在牺牲 图形上(图2F )。在该工艺中，在这样的条件下通过DC溅射来'减射MNbTi 耙Ar流速为100sccm、室压力为0.5Pa，以沉积厚度为50nm的膜。非 磁性材料57的厚度优选为30至100nm。不希望非磁性材料的厚度小于凹 陷的深度，这是因为，随后的回蚀刻工艺有可能引起对磁记录层的损伤。 在该阶段，如图2F中所示，表面不平坦，并且使得凹陷的深度为约20nm。 然而，图形的宽度变窄。非磁性材料57的蚀刻速度高于保护层54和磁记 录层53的蚀刻速度。
然后，回蚀刻非磁性材料57 (图2G)。该工艺中的条件如下使用 ECR离子枪，微波功率被设定为800W，加速电压被设定为500V，并且施 加Ar离子持续3分钟。这些条件是用于蚀刻20nm的由NiNbTi形成的非 磁性材料57的条件。结果，在磁道区的表面上的凹陷的深度减小到10nm。 通过该工艺减小介质的表面粗糙度且使凹陷的深度减小一半。由于该工艺 将改良非磁性材料的表面，ECR离子枪的条件，例如处理时间，是不很重 要的参数。随着离子辐照时间的增加，减小非磁性材料的表面粗糙度的效 果和减小凹陷的深度的效果增加。然而，在填充非磁性材料55的工艺(图 2F)中有必要使得非磁性材料较厚。
如果重复对非磁性材料的上述沉积和回蚀刻，可以提供具有平坦表面 的DTR介质。然而，要在形成大宽度的凸出图形的外周侧使得地址部分 的表面平坦需要花费很长时间，使得难以实现该平坦化。因此，在未使用 牺牲层55的情况下，有必要重复沉积和回蚀刻该非磁性材料很多次。
在本发明的该实施例中，当在暴露牺牲层55的表面的状态下进一步继 续回蚀刻时，凸出的牺牲图形的侧蚀刻更快地进行，并且表面的凹凸减少， 这是因为牺牲层55的蚀刻速度高于非磁性材料57的蚀刻速度(图2H )。
将参考图3A至3C更详细解释该工艺。图3A示出了牺牲层55的表面从非磁性材料57暴露的状态。当进一步继续回蚀刻时，凸出的牺牲图形 的侧蚀刻更快地进行，这是因为牺牲层55的蚀刻速度高于非磁性材料57 的蚀刻速度。这时，暂时出现表面凹凸反转的区域(图3B)。然而，当进 一步继续回蚀刻时，形成在牺牲层55之下的具有低蚀刻速度的DLC保护 层54用作蚀刻停止层，从而可以抑制平坦化的分歉(dispersion )(图3C )。 当将例如Ru用于牺牲层55且将MNbTi用于非磁性材料57时，通过 垂直入射的离子，在回蚀刻中Ru的蚀刻速度是NiNbTi的蚀刻速度的大约 两倍。因此，当重复回蚀刻直到表面的凹陷的深度减小了填充凹陷之前的 凹陷深度的大约一半之后将非磁性材料57蚀刻至牺牲层55时，表面可以 被高度平坦化。
执行回蚀刻约3分钟。当利用Q-MASS (四歸谱仪)检测出保护层 54的碳时，确定回蚀刻的终点。在该实施例的方法中，不能精确地确定非 》兹性材料57净皮蚀刻到的深度，因此4M^基于蚀刻时间控制回蚀刻。相反地， 通过Q-MASS的手段或诸如SIMS (二次离子质谱仪)的其它蚀刻终点检 测仪来进行终点检测，能够高度精确地执行回蚀刻。
最后，通过CVD (化学气相沉积)沉积碳(C),以形成保护层58 (图21)。对保护层58的表面施加润滑剂，从而提供DTR介质。
接下来，将说明在本发明的该实施例中使用的优选材料。
<基底>
作为基底，可以4吏用例如玻璃基底、Al基合金基底、陶瓷基底、碳基 底或具有氧化物表面的Si单晶基底。作为玻璃基底，使用非晶玻璃或结晶 玻璃。非晶玻璃的实例包括普通的钠钙玻璃和铝硅酸盐玻璃。结晶玻璃的 实例包括锂基结晶玻璃。陶瓷基底的实例包括普通的氧化铝、氮化铝或包 含氮化硅作为主要成分的烧结体、以及这些材料的纤维强化材料。作为基 底，可以使用通过镀敷或溅射在上述金属基底或非金属基底上形成有NiP 层的基底。
<软磁性衬层>
软磁性衬层(SUL)担当磁头的这样的功能的一部分，以使得用于磁化垂直磁记录层的来自单磁极磁头的记录磁场沿水平方向流动且使磁场环
流(circulate)到^兹头侧，并且对记录层施加急剧(sharp)且充分的垂直 磁场，从而改善读/写效率。可以将包含Fe、 M和Co的材料用于软磁性村 层。这样的材料的实例包括诸如FeCo和FeCoV的FeCo基合金、诸如 FeNi、 FeMMo、 FeNiCr和FeNiSi的FeM基合金、诸如FeAl、 FeAlSi、 FeAlSiCr 、 FeAlSiTiRu和FeAlO的FeAl基合金和FeSi基合金、诸如FeTa 、 FeTaC和FeTaN的FeTa基合金、以及i者如FeZrN的FeZr基合金。也可 以使用具有诸如包含60原子％以上的Fe的FeAlO、 FeMgO、 FeTaN和 FeZrN的微晶结构或者其中微细晶体颗粒^t在基质中的颗粒状结构的材 料。作为用于软磁性衬层的其它材料，也可以使用包含Co以及Zr、 Hf、 Nb、 Ta、 Ti和Y中的至少一种的Co合金。Co合金优选包含80原子％以 上的Co。在这样的Co合金的情况下，当通过溅射沉积时，容易形成非晶 层。由于非晶软磁性材料不具有结晶各向异性、晶体缺陷和颗粒边界，其 呈现优良的软磁性且能够降低介质噪声。非晶软磁性材料的优选实例包括 CoZr基、CoZrNb基和CoZrTa基合金。
可以在软磁性衬层之下进一 步形成衬层，以改善软磁性衬层的结晶度 或者改善软磁性衬层与基底的附着性。作为这样的衬层的材料，可以使用 Ti、 Ta、 W、 Cr、 Pt、包含这些金属的合金或者这些金属的氧化物或氮化 物。可以在软磁性衬层与记录层之间形成由非磁性材料制成的中间层。中 间层具有两个作用，包括切断软磁性村层与记录层之间的交换耦合相互作 用的作用以及控制记录层的结晶度的作用。作为用于中间层的材料，可以 使用Ru、 Pt、 Pd、 W、 Ti、 Ta、 Cr、 Si、包含这些金属的合金或者这些 金属的氧化物或氮化物。
为了防止尖峰噪声，可以将软》兹性衬层分成多个层，并且在它们之间 插入厚度为0.5至1.5nm的Ru层，以获得反铁磁性耦合。并且，软磁性 层可以与具有纵向各向异性的诸如CoCrPt、 SmCo或FePt的硬磁性膜、 或者诸如IrMn和PtMn的反铁磁性材料的钉扎层(pinning layer)交换耦 合。可以在Ru层上下设置磁性膜(如Co)和非磁性膜(如Pt)，以控制交换耦合力。
<#记录层>
对于垂直磁记录层，优选使用包含作为主要成分的Co、至少Pt和进 一步地氧化物的材料。如果需要，垂直磁记录层可以包含Cr。作为氧化物， 特别优选氧化硅或氧化钛。垂直磁记录层优选具有这样的结构，其中在该 层中分軟着磁性颗粒，即具有磁性的晶体颗粒。磁性颗粒优选具有柱状结 构，该柱状结构在厚度方向上贯穿垂直磁记录层。这样的结构的形成改善 了垂直磁记录层的磁性颗粒的取向和结晶度，结果可以提供适于高密度记 录的信噪比(SN比)。所包含的氧化物的量对于获得这样的结构很重要。
在垂直磁记录层中的氧化物的含量优选为基于Co、 Cr和Pt的总量的 3mol。/。以上且12mol。/o以下，更优选为5mol。/o以上且10mol。/。以下。优选 使垂直磁记录层中的氧化物含量在上述范围内的原因在于，在形成垂直磁 记录层时，氧化物在磁性颗粒周围沉淀，且可以分隔微细的磁性颗粒。如 果氧化物含量超过上述范围，氧化物残留在磁性颗粒中，从而破坏磁性颗 粒的取向和结晶度。此外，氧化物在磁性颗粒的上部和下部上沉淀，产生
不希望的结果，即不形成其中在厚度方向上贯穿垂直磁记录层的磁性颗粒 的柱状结构。不希望氧化物含量低于上述范围，这是因为微细的磁性颗粒 被不充分地分隔，导致再现信息时噪声增大并因此不能提供适于高密度记 录的信噪比(SN比)。
垂直磁记录层中的Cr含量优选为0原子％以上且16原子％以下，更 优选10原子％以上且14原子％以下。垂直》兹记录层中的Cr含量优选在 上述范围内的原因在于，磁性颗粒的单轴结晶磁各向异性常数Ku不会太 大幅度地减小，从而维持高磁化，结果，提供适于高密度记录的读/写特性 和足够的热扰动特性。不希望Cr含量超过上述范围，这是因为磁性颗粒 的Ku降低，因而使热波动特性劣化，并且损害磁性颗粒的结晶度和取向， 导致读/写特性的劣化。
垂直》兹记录层中的Pt含量优选为10原子％以上且25原子％以下。垂 直磁记录层中的Pt含量优选在上述范围内的原因在于，提供垂直磁记录层所需的Ku值，并进一步改善磁性颗粒的结晶度和取向，结果提供适于高 密度记录的热波动特性和读/写特性。不希望Pt含量超过上述范围，这是 因为在磁性颗粒中形成具有fee结构的层，并且有可能损害结晶度和取向。 不希望Pt含量低于上述范围，这是因为不能提供满足适于高密度记录的热 波动特性的Ku值。
除了 Co、 Cr、 Pt和氧化物以外，垂直石兹记录层还可以包含选自B、 Ta、 Mo、 Cu、 Nd、 W、 Nb、 Sm、 Tb、 Ru和Re的至少一种或多种元素。 当包含上述元素时，促进微细的磁性颗粒的形成，或者可以改善结晶度和 取向，从而可以提供适于高密度记录的读/写特性和热波动特性。上述元素 的总含量优选为8原子％以下。不希望该含量超过8原子％，这是因为， 在》兹性颗粒中形成除了 hcp相以外的相，并且》兹性颗粒的结晶度和取向受 到干扰，结果，不能提供适于高密度记录的读/写特性和热波动特性。
作为垂直》兹记录层，可以使用CoPt基合金、CoCr基合金、CoPtCr 基合金、CoPtO、 CoPtCrO、 CoPtSi、 CoPtCrSi，或者由包含选自Pt、 Pd、 Rh和Ru的至少一种的合金层和Co层构成的多层结构、以及通过将Cr、 B或O添加到这些层而获得的材料，例如CoCr/PtCr、 CoB/PdB和 CoO/RhO。
垂直磁记录层的厚度优选为5至60nm，更优选为10至40nm。当厚 度在该范围内时，可以制成适于更高密度记录的磁记录装置。如果垂直磁 记录层的厚度小于5nm,读取输出过低，且噪声成分倾向于较高。如果垂 直磁记录层的厚度超过40nm，读取输出过高，且波形倾向于变形。垂直 》兹记录层的矫顽力优选为237000A/m (3000Oe)以上。如果矫顽力^f氐于 237000A/m (3000Oe),热波动耐性倾向于劣化。垂直》兹记录层的垂直度 (perpendicular squareness )优选为0.8以上。3口果垂直度小于0.8,热;皮 动耐性倾向于劣化。
<保护层>
为了防止垂直磁记录层的侵蚀且当磁头接触介质时防止介质表面受到 损伤，设置保护层。保护层材料的实例包括包含C、 Si02或Zr02的材料。保护层的厚度优选为1至10 nm。由于可以减小磁头与介质之间的距离， 因此该厚度是对于高密度记录优选的。可以将碳分类为sp、键合的碳(石 墨)和spt键合的碳(金刚石)。虽然sp气键合的碳在耐用性和耐腐蚀性 方面优于石墨，但由于是结晶材料，因此其在表面粗糙度方面差于石墨。 通常，通过使用石墨靶溅射来沉积碳。在该方法中，形成其中sp、键合的 碳与spt键合的碳混合的非晶碳。其中sp、键合的碳的比率大的碳被称为 类金刚石碳(DLC)。该碳在耐用性和耐腐蚀性方面以及在表面粗糙度方 面都很优良，这是因为其是非晶的，因此被用作磁记录介质的表面保护层。 通过在等离子体和化学反应中激发和分解原料气体，借助于CVD (化学气 相沉积)的DLC沉积产生DLC，因此，可以通过控制条件来形成更富sp3-键合的碳的DLC。
接下来，将说明在本发明的实施例中的每一个步骤中的优选制造条件。
<压印>
通过旋涂，对基底的表面施加抗蚀剂，然后将压模压在抗蚀剂上，从 而将压模的图形转移到抗蚀剂上。作为抗蚀剂，例如，可以使用常规的线 型酚醛清漆型光致抗蚀剂或者旋涂玻璃(SOG)。使压模的表面面对抗蚀 剂，在该压模上形成有与伺服信息和记录磁道对应的凸凹图形。在该工艺 中，将压模、基底和緩沖层设置在模具(die set)的下板上，并且夹在模 具的下板和上板之间，例如，在2000bar的压力下挤压60秒。通过压印在 抗蚀剂上形成的图形的凸起的高度为例如60至70nm。保持上述条件约60 秒，以使被排除的抗蚀剂移动。在这种情况下，如果对压模施加含氟的脱 模剂，可以使压模从抗蚀剂令人满意地脱离。
<抗蚀剂残留物的去除>
通过RIE (反应离子蚀刻)去除在抗蚀剂的凹陷底部上留下的未^^皮去 除的抗蚀剂残留物。在该工艺中，使用与抗蚀剂材料对应的合适的工艺气 体。作为等离子体源，虽然优选在低压下能够产生高密度等离子体的ICP (感应耦合等离子体)装置，但可以采用ECR (电子回旋共振)等离子体 或一般的平行板RIE装置。<》兹记录层的蚀刻>
在去除抗蚀剂残留物后，将抗蚀剂图形用作蚀刻掩模，加工磁记录层。
对于磁记录层的加工，优选采用Ar离子束的蚀刻(Ar离子铣削)。可以 通过采用Cl气体或者CO和NH3的混合气体的RIE来执行加工。在采用 CO和NH3的混合气体的RIE的情况下，由Ti、 Ta或W制成的硬掩模被 用作蚀刻掩模。当采用RIE时，凸起的磁图形的侧壁上几乎不形成锥形。 在通过能够蚀刻任何材料的Ar离子铣削加工磁记录层时，如果在例如将 加速电压设定为400V且离子入射角在30°至70。之间变化的条件下进行蚀 刻，在凸起的磁图形的侧壁上几乎不形成锥形。在用ECR离子枪铣削时， 力口果在静态对立i殳置(static opposition arrangement)(离子入射角为90° ) 下进行蚀刻，在凸起的磁图形的侧壁上几乎不形成锥形。 <抗蚀剂的剥离>
在蚀刻^f兹记录层后，剥离抗蚀剂。当采用常规光致抗蚀剂作为抗蚀剂 时，通过氧等离子体处理，抗蚀剂可以容易地被剥离。具体地，光致抗蚀 剂是通过采用氧灰化装置，在以下条件下净皮剥离的室压力为lTorr,功 率为400W，以^Jl口工时间为5分钟。当SOG4皮用作抗蚀剂时，通过采用 含氟气体的RIE剥离SOG。作为含氟气体，CF4或CF6是合适的。注意， 因为在大气中含氟气体与水汽反应而产生诸如HF、 H2S04的酸，优选用水 进行沖洗。
<非磁性材料的回蚀刻>
进行对非磁性材料的回蚀刻，直到露出磁记录层(或者在磁记录层上 的碳保护膜)。优选通过Ar离子铣削或利用ECR离子枪的蚀刻进行该回 蚀刻工艺。
4呆护层的沉积和后处理>
在回蚀刻后，沉积碳保护层。可以通过CVD、溅射或真空蒸发沉积碳 保护层。通过CVD，形成包含大量sp"-键合的碳的DLC膜。由于产生不 令人满意的覆盖率，不优选厚度小于2nm的碳保护层。另一方面，由于增 大了读/写头与介质之间的磁间隔，导致SNR的降低，因此，不优选厚度超过10nm的碳保护层。对保护层的表面施加润滑剂。作为润滑剂，使用 例如全氟聚醚、氟化醇、氟代羧酸等。
实例
实例1
通过图2A至21所示的方法，将其凸起和凹陷的图形包括祠服图形(前 导码、地址和脉冲部分)和记录磁道的压模用于制造DTR介质。将Ru用 于牺牲层55，且将NiNbTi用于非/磁性材料57。将牺牲层(Ru )的厚度i殳 定为5nm。在图2F中，在以下条件下通过DC溅射沉积厚度为50nm的 NiNbTi膜Ar流速为100sccm，且室压力为0.52Pa。在图2G中，使用 ECR离子枪，将微波功率和加速电压分别设定为800W和500V,并辐照 Ar离子3分钟，以执行回蚀刻。再重复图2F和2G的工艺一次(非》兹性 材料的沉积和回蚀刻的重复次数为两次)。在图2H中，进行对包括牺牲 层55的层的回蚀刻，以平坦化表面。然后，通过CVD沉积4nm厚的DLC， 以形成保护层58，从而制成DTR介质。
对于上述DTR介质，利用截面TEM (透射电子显樣i镜)观测中间/P兹 道区。结果，确认表面几乎是平坦的，虽然在表面上残留有深度为约4nm 的樣￡细凹陷。通过AFM (原子力显微镜)观测在外周侧上具有宽凸起(凸 起的宽度为约700nm)的地址部分的表面粗糙度。结果，确认Rmax为约 4nm，表明即使在具有大宽度的凸起的区域中，表面也是令人满意地平坦 的。用自旋支架(spin stand )观测读出信号。结果，未发现信号强度的分 散(dispersion )。
比较实例1
除了不沉积牺牲层之外，以与实例1中相同的方式制造DTR介质。 对于该DTR介质，利用截面TEM (透射电子显微镜)观测中间》兹道区。 结果，确认表面几乎是平坦的，虽然在表面上残留有深度为约4nm的微细 凹陷。然而，当通过AFM(原子力显微镜)观测在外周侧上具有宽凸起(凸 起的宽度为约700nm )的地址部分的表面粗糙度时，发现Rmax为约10nm。 并且，当用自旋支架观测读出信号时，发现信号强度在外周侧比在内周侧低，表明外周侧的表面不平坦。处于这样状态的DTR不能^:用于HDD。 因此，在不使用牺牲层的情况下，有必要进一步增加对非磁性材料的沉积 和回蚀刻的重复次数。 实例2
除了将牺牲层的厚度设定为10nm、 20nm或30nm之外，以与实例l 中相同的方式制造DTR介质。对于每个DTR介质，利用截面TEM(透 射电子显微镜)观测中间磁道区。使用具有10nm厚度的牺牲层制成的介 质的表面非常平坦。确认使用具有20nm厚度的牺牲层制成的介质的表面 几乎是平坦的，虽然在表面上残留有深度为约4nm的微细凹陷。在使用具 有30nm厚度的牺牲层制成的介质的情况下，在表面上残留有深度为约 13nm的凹陷。
考虑磁头的浮动特性，在表面上的凹陷的深度优选为5nm以下，因此， 优选使用具有20nm以下的厚度的牺牲层。 实例3
除了将Si02用于牺牲层之外，以与实例1中相同的方式制造DTR介 质。对于该DTR介质，利用截面TEM (透射电子显微镜)观测中间磁道 区。结果，确认表面几乎是平坦的，虽然在表面上残留有深度为约4nm的 樣i细凹陷。
在遮光测试(light-shielded test)中观测介质的表面。结果，与实例的 介质相比，观测到许多尘埃(dust)。当使用非金属材料时，在沉积牺牲 层时容易发生电SU文电，导致引起尘埃的产生。因此，优选将金属材料用 于牺牲层。
本领域的技术人员很容易想到其它优点和修改。因此，本发明在其更 宽的方面不限于这里示出和说明的具体细节和示范性实施例。因此，只要 不脱离由所附的权利要求及其等价物所限定的总发明构思的精神或范围， 可以进行各种〗奮改。
权利要求
1.一种制造磁记录介质的方法，包括以下步骤在基底上沉积磁记录层和牺牲层；构图所述牺牲层和磁记录层，以形成凸出的磁图形和牺牲图形；在所述磁图形和牺牲图形之间的凹陷中以及在所述牺牲图形上沉积非磁性材料；以及回蚀刻所述非磁性材料。
2. 根据权利要求l的方法，其中所述牺牲层的蚀刻速度高于所述非磁 性材料的蚀刻速度。
3. 根据权利要求l的方法，其中所述牺牲层由金属形成。
4. 根据权利要求3的方法，其中所述金属选自Ru、 Ni、 Al、 W、 Cr、 Cu、 Pt和Pd。
5. 根据权利要求1的方法，其中所述牺牲层的厚度为3nm以上且20nm 以下。
6. 根据权利要求l的方法，其中重复所述非磁性材料的沉积和所述非 /磁性材料的回蚀刻两次或多次。
全文摘要
根据一个实施例，一种制造磁记录介质的方法包括以下步骤在基底上沉积磁记录层和牺牲层；构图所述牺牲层和磁记录层，以形成凸出的磁图形和牺牲图形；在所述磁图形和牺牲图形之间的凹陷中以及在所述牺牲图形上沉积非磁性材料；以及回蚀刻所述非磁性材料。
文档编号G11B5/84GK101542608SQ20088000065
公开日2009年9月23日 申请日期2008年6月20日 优先权日2007年6月28日
发明者木村香里, 樱井正敏, 白鸟聪志, 镰田芳幸 申请人:株式会社东芝
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