專利名稱：用于磁記錄介質(zhì)的基底、磁記錄介質(zhì)和磁記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于具有形成于其上的凸起和凹陷的磁記錄介質(zhì)的基底、基底處理類型的磁記錄介質(zhì)以及具有安裝于其的磁記錄介質(zhì)的磁記錄裝置。
背景技術(shù)：
隨著硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)的磁道密度的增大，相鄰磁道之間的干擾成為要解決的問(wèn)題。特別地，如何降低由來(lái)自寫磁頭的磁場(chǎng)的邊緣效應(yīng)引起的邊緣現(xiàn)象是要解決的嚴(yán)重的技術(shù)問(wèn)題。其中記錄磁道被物理分隔開(kāi)的離散磁道型構(gòu)圖介質(zhì)(DTR介質(zhì))使得其可以抑制記錄時(shí)的側(cè)邊擦除現(xiàn)象和再現(xiàn)時(shí)的側(cè)邊讀取現(xiàn)象，以便顯著提高交叉磁道方向上的密度，且因此期望其提供能夠高密度記錄的磁記錄介質(zhì)。
DTR介質(zhì)包括磁性膜蝕刻型和基底處理型。需要大量的制造步驟來(lái)用于獲得磁性膜蝕刻型DTR介質(zhì)，導(dǎo)致高昂的制造成本。因此，通過(guò)首先制造具有凸起和凹陷的基底且然后通過(guò)濺射沉積磁性膜而制備的基底處理型DTR介質(zhì)適合用于DTR介質(zhì)的大批量生產(chǎn)。
然而，在基底處理型DTR介質(zhì)中，還在凹陷上形成磁性膜，其結(jié)果是由來(lái)自凹陷的磁信號(hào)降低信噪比(SNR)。在這種情況下，認(rèn)為降低存在于凹陷上的磁性膜的磁特性是有效的。
例如，在日本專利公開(kāi)(Kokai)No.2002-359138中提出了一種制造構(gòu)圖介質(zhì)的方法。在該現(xiàn)有技術(shù)中公開(kāi)了鐵磁層的表面被掩模選擇性覆蓋以便允許鐵磁層的表面被選擇性地暴露于含有鹵元素的反應(yīng)性氣體，由此使暴露部分變性。在U.S.專利No.6,168,845中還公開(kāi)了一種通過(guò)選擇性氧化介質(zhì)的掩蔽表面來(lái)制造構(gòu)圖介質(zhì)的方法。此外，在日本專利公開(kāi)No.5-205257中提出一種方法將諸如氮離子或氧離子的離子引入位于離散磁道介質(zhì)的記錄磁道之間的磁性層的那些區(qū)域，以便使得那些區(qū)域上的磁性層無(wú)磁性。然而，很難執(zhí)行這些方法。
還提出一種通過(guò)在具有凸起和凹陷的Si基底上形成多層Co/Pt磁性層而制備的構(gòu)圖介質(zhì)，參見(jiàn)Phys.Rev.B 62，12271-12281(2000)。Co/Pt多層膜的磁特性對(duì)于多層結(jié)構(gòu)高度敏感。特別地，可以在凸起上獲得明顯的多層結(jié)構(gòu)，且多層結(jié)構(gòu)在凹陷上會(huì)被干擾，使得可以形成圖形。然而，對(duì)于顆粒型垂直磁性膜無(wú)法應(yīng)用該特定方法。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于磁記錄介質(zhì)的基底，其包括與記錄磁道相應(yīng)的圓周形凸起和與所述記錄磁道之間的溝槽相應(yīng)的圓周形凹陷；所述基底滿足下列條件(a)至(f)中的至少一項(xiàng)(a)所述凹陷表面的表面能小于所述凸起表面的表面能；(b)利用可熱分解或可熱變形的物質(zhì)改性所述凹陷的表面；(c)所述凹陷表面的表面粗糙度小于所述凸起表面的表面粗糙度；(d)結(jié)晶取向在所述凹陷表面上比在所述凸起表面上更加受干擾；(e)利用引起與磁性材料反應(yīng)或擴(kuò)散到所述磁性材料中的物質(zhì)來(lái)改性所述凹陷表面；以及(f)利用可溶于溶劑中的物質(zhì)或利用可變形物質(zhì)改性所述凹陷的表面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種磁記錄介質(zhì)，其包括上述用于磁記錄介質(zhì)的基底；以及在用于所述磁記錄介質(zhì)的所述基底上形成的顆粒狀磁性層，所述凹陷上的所述磁性層的磁晶格的取向比所述凸起上的所述磁性層的取向更加受干擾。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于磁記錄介質(zhì)的基底(HDD基底)的橫截面圖；
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)(DTR介質(zhì))的橫截面圖；圖3A、3B、3C、3D、3E和3F是示出制造圖1中所示的HDD基底和圖2中所示的DTR介質(zhì)的方法的橫截面圖；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于磁記錄介質(zhì)的基底(HDD基底)的橫截面圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)(DTR介質(zhì))的橫截面圖；圖6A、6B、6C、6D、6E和6F是示出制造圖4中所示的HDD基底和圖5中所示的DTR介質(zhì)的方法的橫截面圖；以及圖7是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁記錄裝置的透視圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基底包括形成在表面上的圓周形凸起和圓周形凹陷。凸起與記錄介質(zhì)相應(yīng)，而凹陷與記錄磁道之間的溝槽相應(yīng)。凹陷的表面滿足下列條件(a)至(f)中的任何一項(xiàng)。如果在用于磁記錄介質(zhì)的基底上形成滿足這些條件中的任何一項(xiàng)的顆粒狀磁性層，則使得凹陷上的磁性層的磁取向小于凸起上的磁性層的磁取向，使其可以防止信噪比(SNR)被來(lái)自凹陷的磁信號(hào)降低。將更加詳細(xì)地描述上述條件，即(a)至(f)。
(a)凹陷表面的表面能小于凸起表面的表面能。如果表面能小，則在磁性膜與基底之間的結(jié)合力被削弱，以便干擾控制磁性膜的磁取向的晶體結(jié)構(gòu)。為了滿足該特定條件，通過(guò)具有低表面能的例如包含氟原子的表面處理劑來(lái)改性凹陷表面。上述表面處理劑例如包括諸如四氫癸基三乙氧基硅烷、十七氟代-1，1，2，2-四氫癸基三甲氧基硅烷、十七氟代-1，1，2，2-四氫癸基三氯硅烷、十三氟代-1，1，2，2-四氫辛基三乙氧基硅烷、十三氟代-1，1，2，2-四氫辛基三甲氧基硅烷、十三氟代-1，1，2，2-四氫辛基三氯硅烷和三氟代丙基三甲氧基硅烷的氟代烷基硅烷(FAS)。
(b)利用可熱分解材料或可熱變形材料改性凹陷的表面?？蔁岱纸獠牧习ɡ缇垡叶己途?四亞甲基二醇)。同樣，可熱變形材料包括例如諸如聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸異丁酯的熱塑性聚合物。
(c)凹陷表面的表面粗糙度小于凸起表面的表面粗糙度。通過(guò)結(jié)合拋光和蝕刻可以獲得該特定條件。
(d)結(jié)晶取向在凹陷表面上比在凸起表面上更加受干擾。通過(guò)利用離子束控制對(duì)單晶基底例如硅基底的輻照可以獲得該特定條件。
(e)利用引起與磁性材料反應(yīng)或擴(kuò)散到磁性材料中的物質(zhì)來(lái)改性凹陷的表面。該可反應(yīng)物質(zhì)包括例如含有氯原子的聚氯乙烯。同樣，擴(kuò)散到磁性材料中的物質(zhì)包括例如Cu。
(f)利用可溶于溶劑中的物質(zhì)或可變形物質(zhì)改性凹陷的表面?？扇苡谌軇┗蚩勺冃蔚奈镔|(zhì)包括例如各種聚合物。可以利用根據(jù)這種聚合物的合適的溶劑。
應(yīng)該注意的是，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于磁記錄介質(zhì)的基底中，凸起與凹陷之間的高度差優(yōu)選在10與100nm之間的范圍。
在制造根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于磁記錄介質(zhì)的基底的一般方法中，首先利用抗蝕劑涂敷基底，隨后通過(guò)印刻或者電子束光刻來(lái)形成抗蝕劑圖形，且隨后蝕刻基底，以便獲得具有凸起和凹陷的基底。在這種情況下，在凸起上留下未除去的抗蝕劑。在下一步驟中，沉積例如具有低表面能的物質(zhì)、可熱分解的物質(zhì)、可熱變形的物質(zhì)、反應(yīng)物質(zhì)以及可溶于溶劑中的物質(zhì)等。通過(guò)剝離凸起上的抗蝕劑(剝除(lift-off))，可以允許這些物質(zhì)僅留在凹陷上不被除去。在這種情況下，當(dāng)剝離抗蝕劑時(shí)，需要允許這些物質(zhì)留下不被除去。更具體地，在利用有機(jī)溶劑除去抗蝕劑的情況下，需要使用不被有機(jī)溶劑剝離的物質(zhì)。在利用水剝離抗蝕劑的情況下，需要使用不被水剝離的物質(zhì)。此外，在使用氧灰化劑(oxygen asher)剝離抗蝕劑的情況下，需要使用可以耐氧灰化劑的物質(zhì)。通過(guò)這種簡(jiǎn)單的方法，可以制造用于磁記錄介質(zhì)的期望基底、能夠抑制由來(lái)自凹陷的磁信號(hào)引起的信噪比(SNR)降低的磁記錄介質(zhì)(DTR介質(zhì))、以及包含該特定磁記錄介質(zhì)的磁記錄裝置。
實(shí)例[實(shí)例1]在該實(shí)例中，使用具有低表面能的表面改性層。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于磁記錄介質(zhì)的基底(下文中稱之為HDD基底)的橫截面圖。如附圖中所示，在玻璃基底11的表面上形成與記錄磁道相應(yīng)的圓周形凸起和與記錄磁道之間的溝槽相應(yīng)的圓周形凹陷。在凹陷的表面上形成包含氟的表面改性層13。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)(DTR介質(zhì))的橫截面圖。如附圖中所示，在玻璃基底11的凹陷的表面上形成表面改性層13。還在玻璃基底11的整個(gè)表面上形成介質(zhì)膜14a和14b。介質(zhì)膜包括例如軟性襯層、取向控制膜和磁記錄層。介質(zhì)膜14a表示形成在凸起(記錄磁道)上的介質(zhì)膜。滿足其取向的磁記錄層包含在介質(zhì)膜14a的區(qū)域中。同樣，介質(zhì)膜14b表示形成在凹陷(溝槽)上的介質(zhì)膜。磁晶格的去向在介質(zhì)膜14b的區(qū)域中受干擾。
將參考圖3A、3B、3C、3D、3E和3F來(lái)描述制造圖1中所示的HDD基底和圖2中所示的DTR介質(zhì)的方法。在第一步驟中，通過(guò)在直徑為0.85英寸的玻璃基底11上旋涂，形成厚度為70nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜12，如圖3A所示。另一方面，制備Ni模具31，其具有間距為100nm、頂部寬度為35nm且高度為30nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將如此制備的Ni模具31壓到PMMA膜12上，以便將Ni模具31上的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PMMA膜12上，如圖3B所示。除去Ni模具31之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PMMA膜12的凹陷，直到暴露出下面的玻璃基底11。此外，通過(guò)利用基于氟的氣體的RIE來(lái)選擇性蝕刻玻璃基底11，以便將Ni模具31上的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底11，如圖3C所示。在該階段中，PMMA膜12留在凸起上不被除去。然后，利用作為含有氟原子的表面處理劑的十七氟代-1，1，2，2-四氫癸基三甲氧基硅烷處理凹陷的表面，以便形成具有低表面能的表面改性層13，如圖3D所示。然后，通過(guò)利用溶劑的剝除方法，從凸起上除去PMMA膜12，由此制造圖1中示出的HDD基底。發(fā)現(xiàn)由此制造的HDD基底具有間距為100nm、頂部寬度為60nm且高度為20nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形，如圖3E所示。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟磁性襯層、取向控制膜、由CoCrPt和SiO2的混合物形成的顆粒狀結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄層和碳保護(hù)膜，以制造圖2中示出的DTR介質(zhì)，如圖3F中所示。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面。與凸起(記錄磁道)上的介質(zhì)膜14a的磁晶格相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷(溝槽)上的介質(zhì)膜14b的磁晶格受干擾。
可以對(duì)DTR介質(zhì)涂敷潤(rùn)滑劑，并在HDD組裝之前，存儲(chǔ)涂敷有潤(rùn)滑劑的DTR介質(zhì)。這也適用于下述其它實(shí)例和比較實(shí)例。
除了不進(jìn)行利用含有氟原子的表面處理劑的處理之外，與實(shí)例1相同地制造HDD基底。然后，利用上述HDD基底，與實(shí)例1相同地制造DTR介質(zhì)。利用TEM觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是發(fā)現(xiàn)在凹陷與凸起之間的磁晶格的取向沒(méi)有變化。
在該實(shí)例中采用由可熱分解物質(zhì)形成且可溶于溶劑中的表面改性層。通過(guò)旋涂在直徑為1英寸的玻璃基底上形成厚度為80nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜。另一方面，制備Ni模具，其具有間距為150nm、頂部寬度為50nm且高度為50nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)制備Ni模具。將Ni模具壓到PMMA膜上，以便將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PMMA膜上。除去Ni模具之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PMMA膜的凹陷，直到暴露出下面的玻璃基底的表面。此外，通過(guò)利用基于氟的氣體的RIE來(lái)將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底中。在該階段中，凸起上的PMMA膜被留下而不被除去。在下一步驟中，通過(guò)利用可熱分解的聚乙二醇的水溶液旋涂來(lái)涂覆基底，隨后通過(guò)利用有機(jī)溶劑的剝除方法來(lái)除去PMMA膜，由此制造期望的HDD基底。發(fā)現(xiàn)該HDD基底具有間距為150nm、頂部寬度為90nm且高度為40nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟性襯層、取向控制膜、顆粒狀垂直磁記錄層和碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
除了不形成可分解物質(zhì)的膜之外，與實(shí)例2相同地制造HDD基底，且然后，與實(shí)例2相同地制造DTR介質(zhì)。利用TEM觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在凹陷與凸起之間的磁晶格的取向沒(méi)有變化。
采用由可熱變形物質(zhì)形成且可溶于溶劑中的表面改性層。特別地，通過(guò)旋涂在直徑為1.8英寸的玻璃基底上形成厚度為50nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜。另一方面，制備Ni模具，其具有間距為150nm、頂部寬度為50nm且高度為20nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將Ni模具壓到PMMA膜上，以便將Ni模具的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PMMA膜上。除去Ni模具之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PMMA膜的凹陷，直到暴露出下面的玻璃基底的表面。此外，通過(guò)利用基于氟的氣體的RIE來(lái)將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底中。在該階段中，凸起上的PMMA膜被留下而不被除去。在下一步驟中，通過(guò)利用可熱變形的聚乙烯醇的水溶液旋涂來(lái)涂覆基底，隨后通過(guò)利用溶劑的剝除方法來(lái)除去PMMA膜，由此制造期望的HDD基底。發(fā)現(xiàn)HDD基底具有間距為150nm、頂部寬度為90nm且高度為10nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟性襯層、取向控制膜、顆粒狀垂直磁記錄層和碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)(實(shí)例3A)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
同樣，將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便形成軟性襯層、取向控制膜和顆粒狀垂直磁記錄層。然后用水清洗HDD基底，隨后干燥基底，且然后在基底上形成碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)(實(shí)例3B)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
采用由可熱變形物質(zhì)形成且可溶于溶劑中的表面改性層。特別地，通過(guò)旋涂在直徑為1.8英寸的玻璃基底上形成厚度為120nm的聚乙烯醇(PVA)膜。另一方面，制備Ni模具，其具有間距為150nm、頂部寬度為40nm且高度為70nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將Ni模具壓到PVA膜上以便將Ni模具的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PVA膜上。除去Ni模具之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PVA膜的凹陷，直到暴露出下面的玻璃基底的表面。此外，通過(guò)利用基于氟的氣體的RIE來(lái)將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底中。在該階段中，凸起上的PVA膜被留下而不被除去。在下一步驟中，通過(guò)利用可熱變形的聚甲基丙烯酸異丁酯的甲苯溶液旋涂來(lái)涂覆基底，隨后通過(guò)利用水的剝除方法來(lái)除去PVA膜，由此制造期望的HDD基底。發(fā)現(xiàn)該HDD基底具有間距為150nm、頂部寬度為95nm且高度為60nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟性襯層、取向控制膜、顆粒狀垂直磁記錄層和碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)(實(shí)例4A)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
同樣，將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便形成軟性襯層、取向控制膜和顆粒狀垂直磁記錄層。然后用甲苯清洗HDD基底，隨后干燥基底，且然后在基底上形成碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)(實(shí)例4B)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
采用由可熱分解物質(zhì)形成且可溶于溶劑中的表面改性層。特別地，通過(guò)旋涂在直徑為1.8英寸的玻璃基底上形成厚度為90nm的聚乙烯醇(PVA)膜。另一方面，制備Ni模具，其具有間距為100nm、頂部寬度為35nm且高度為40nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將Ni模具壓到PVA膜上，以便將Ni模具的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PVA膜上。除去Ni模具之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PVA膜的凹陷，直到暴露出下面的玻璃基底的表面。此外，通過(guò)利用基于氟的氣體的RIE來(lái)將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底中。在該階段中，凸起上的PVA膜被留下而不被除去。在下一步驟中，通過(guò)利用由可熱分解的聚(四亞甲基二醇)構(gòu)成的乙酸乙酯溶液旋涂來(lái)涂覆基底，隨后通過(guò)利用水的剝除方法來(lái)除去PVA膜，由此制造期望的HDD基底。發(fā)現(xiàn)HDD基底具有間距為100nm、頂部寬度為55nm且高度為25nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟性襯層、取向控制膜、顆粒狀垂直磁記錄層和碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)(實(shí)例5A)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
同樣，將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便形成軟性襯層、取向控制膜和顆粒狀垂直磁記錄層。然后用乙酸乙酯清洗HDD基底，隨后干燥基底，且然后在基底上形成碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)(實(shí)例5B)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
在該實(shí)例中，使凹陷表面上的表面粗糙度小于凸起表面上的表面粗糙度。特別地，利用精細(xì)顆粒對(duì)直徑為1.8英寸的玻璃基底拋光，以便形成Ra為2nm的粗糙度。然后，通過(guò)旋涂在玻璃基底上形成厚度為100nm的聚苯乙烯(PSt)膜。另一方面，制備Ni模具，其具有間距為150nm、頂部寬度為50nm且高度為60nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將Ni模具壓到PSt膜上，以便將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PSt膜上。除去Ni模具之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PSt膜的凹陷，直到暴露出下面的玻璃基底的表面。此外，通過(guò)利用基于氟的氣體的RIE來(lái)將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底上。結(jié)果，玻璃基底的凹陷表面的粗糙度Ra被降低至0.5nm。在下一步驟中，利用氧灰化劑除去PSt膜，以便獲得期望的HDD基底。發(fā)現(xiàn)該HDD基底包括間距為150nm、頂部寬度為90nm且高度為45nm的圓周形凸起，且還發(fā)現(xiàn)其包括與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的不規(guī)則性。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟磁性襯層、取向控制膜、顆粒狀垂直磁記錄層和碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
在該實(shí)例中，與凸起表面上的結(jié)晶取向相比較，凹陷表面上的結(jié)晶取向受干擾。特別地，通過(guò)旋涂在直徑為1英寸的Si圓基底上形成厚度為80nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜。另一方面，制備Ni模具，其具有間距為100nm、頂部寬度為35nm且高度為30nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將Ni模具壓到PMMA膜上，以便將Ni模具的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PMMA膜上。除去Ni模具之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PMMA膜的凹陷，以便選擇性暴露Si圓基底的表面，隨后將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到Si圓基底中。在該階段中，凸起上的PMMA膜被留下而不被除去。在下一步驟中，通過(guò)利用有機(jī)溶劑除去PMMA膜，由此制造期望的HDD基底。利用TEM觀察HDD基底的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的Si晶體表面上的結(jié)晶取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的Si晶體表面上的結(jié)晶取向受到Ar離子輻照的干擾。發(fā)現(xiàn)HDD基底具有間距為100nm、頂部寬度為60nm且高度為15nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟性襯層、取向控制膜、顆粒狀垂直磁記錄層和碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
在該實(shí)例中，在凹陷的表面上使用由能夠與磁性材料反應(yīng)且可溶于溶劑中的物質(zhì)形成的表面改性層。特別地，通過(guò)旋涂在直徑為1.8英寸的Si/SiO2基底上形成厚度為100nm的聚乙烯醇(PVA)膜。另一方面，制備Ni模具，其具有間距為150nm、頂部寬度為50nm且高度為15nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將Ni模具壓到PVA膜上，以便將Ni模具的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PVA膜上。除去Ni模具之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PVA膜的凹陷，直到暴露出下面的玻璃基底的表面。此外，通過(guò)利用基于氟的氣體的RIE來(lái)將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底中。在該階段中，凸起上的PVA膜被留下而不被除去。在下一步驟中，通過(guò)利用由含有與磁性材料反應(yīng)的氯原子的聚氯乙烯構(gòu)成的甲苯溶液旋涂來(lái)涂覆基底，隨后通過(guò)利用水的剝除方法來(lái)除去PVA膜，由此制造期望的HDD基底。發(fā)現(xiàn)該HDD基底具有間距為150nm、頂部寬度為95nm且高度為10nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟性襯層、取向控制膜、顆粒狀垂直磁記錄層和碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
在該實(shí)例中，在凹陷的表面上形成的表面改性層由可以擴(kuò)散到磁性材料中的物質(zhì)形成。特別地，通過(guò)旋涂在直徑為1.8英寸的玻璃基底上形成厚度為100nm的聚乙烯醇(PVA)膜。另一方面，制備Ni模具，其具有間距為150nm、頂部寬度為50nm且高度為50nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將Ni模具壓到PVA膜上，以便將Ni模具的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PVA膜上。除去Ni模具之后，通過(guò)Ar離子銑削來(lái)蝕刻PVA膜的凹陷，直到暴露出下面的玻璃基底的表面。此外，通過(guò)利用基于氟的氣體的RIE來(lái)將凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到玻璃基底中。在該階段中，凸起上的PVA膜被留下而不被除去。在下一步驟中，通過(guò)濺射形成可以擴(kuò)散到磁性材料中的Cu的膜，隨后通過(guò)利用水的剝除方法來(lái)除去PVA膜，由此制造期望的HDD基底。發(fā)現(xiàn)HDD基底具有間距為150nm、頂部寬度為90nm且高度為40nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成軟性襯層、取向控制膜、磁記錄層和碳保護(hù)膜，由此制造DTR介質(zhì)。利用TEM來(lái)觀察由此制造的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的磁晶格的取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的磁晶格的取向受干擾。
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的HDD基底的橫截面圖。如附圖中所示，在玻璃基底21上形成軟性襯層22，并在軟性襯層22上形成由Pd制成的取向控制膜23。通過(guò)取向控制膜23形成與記錄磁道相應(yīng)的圓周形凸起。沒(méi)有取向控制膜23的區(qū)域形成與記錄磁道之間的溝槽相應(yīng)的圓周形凹陷的圖形。
圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁記錄介質(zhì)(DTR介質(zhì))的橫截面圖。如附圖中所示，在玻璃基底21上形成軟性襯層22，并以形成凸起的方式在軟性襯層22上形成由Pd制成的取向控制膜23。此外，在整個(gè)表面上形成垂直磁記錄層25a、25b。參考標(biāo)號(hào)25a表示在凸起(記錄磁道)上的取向控制膜23上形成的垂直磁記錄層。在該區(qū)域中，磁取向良好。同樣，參考標(biāo)號(hào)25b表示在凹陷(溝槽)上形成的垂直磁記錄層。在該區(qū)域中，磁取向受到干擾。
將參考圖6A、6B、6C、6D、6E和6F來(lái)描述制造圖4中所示的HDD基底和圖5中所示的DTR介質(zhì)的方法。在第一步驟中，將直徑為0.85英寸的玻璃基底21裝載到多室濺射裝置中，以便形成軟性襯層22和由Pd制成的取向控制膜23，如圖6A中所示。在下一步驟中，通過(guò)旋涂在取向控制膜23上形成厚度為80nm的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜24，如圖6B中所示。另一方面，制備Ni模具31，其具有間距為100nm、頂部寬度為35nm且高度為30nm的圓周形凸起，且還具有與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起。通過(guò)電子束光刻和鍍敷來(lái)形成這些凸起。將Ni模具31壓到PMMA膜24上，以便將Ni模具31上的凸起和凹陷的圖形轉(zhuǎn)移到PMMA膜24上，如圖6C所示。除去Ni模具31之后，通過(guò)Ar離子銑削在取向控制膜23上形成凸起和凹陷的圖形。在該階段中，PMMA膜24留在凸起上不被除去。在下一步驟中，通過(guò)利用有機(jī)溶劑來(lái)除去PMMA膜，以便形成圖4中示出的HDD基底，如圖6E所示。由此形成的HDD基底包括間距為100nm、頂部寬度為55nm和高度為15nm的圓周形凸起，且還包括與地址信號(hào)和伺服信號(hào)相應(yīng)的凸起和凹陷的圖形。
將HDD基底裝載到多室濺射裝置中，以便在不破壞真空的條件下形成顆粒狀結(jié)構(gòu)的垂直磁記錄層、以及碳保護(hù)膜，以獲得DTR介質(zhì)，如圖6F中所示。利用TEM來(lái)觀察由此獲得的DTR介質(zhì)的橫截面，結(jié)果是，與凸起上的垂直磁記錄層25a中的垂直磁結(jié)晶取向相比較，發(fā)現(xiàn)凹陷上的垂直磁記錄層25b中的垂直磁結(jié)晶取向受干擾。
圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的磁記錄裝置的透視圖。如附圖中所示，該磁記錄裝置包括底盤50。在底盤50內(nèi)設(shè)置磁記錄介質(zhì)(DTR介質(zhì))10、用于旋轉(zhuǎn)DTR介質(zhì)10的主軸電動(dòng)機(jī)51、磁頭滑塊55、用于支撐磁頭滑塊55的磁頭懸架組件(即懸架54和制動(dòng)器臂53的結(jié)合)、音圈電動(dòng)機(jī)(VCM)56和電路板。將DTR介質(zhì)10安裝到主軸電動(dòng)機(jī)51，以便通過(guò)主軸電動(dòng)機(jī)51旋轉(zhuǎn)，結(jié)果是將各種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)記錄在DTR介質(zhì)10中。包括在磁頭滑塊55中的磁頭為包含單極磁頭和GMR元件的所謂集成型。將懸架54保持在致動(dòng)器臂53的一端，且懸架54以面對(duì)DTR介質(zhì)10的記錄表面的方式支撐磁頭滑塊55。將致動(dòng)器臂53安裝于樞軸52。將音圈電動(dòng)機(jī)(VCM)56作為致動(dòng)器安裝于致動(dòng)器臂53的另一端。通過(guò)音圈電動(dòng)機(jī)(VCM)56來(lái)致動(dòng)磁頭懸架組件，以便允許磁頭在DTR介質(zhì)10的任意徑向位置上定位。電路板包括磁頭IC，以便產(chǎn)生用于音圈電動(dòng)機(jī)(VCM)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和用于控制由磁頭執(zhí)行的讀/寫的控制信號(hào)。
利用含有氟化烷基團(tuán)的潤(rùn)滑劑涂敷在上述實(shí)例和比較實(shí)例中的每一個(gè)中制造的DTR介質(zhì)，以便制造圖7中示出的磁記錄裝置。在具有間距為100nm的圓周形凸起的DTR介質(zhì)中，讀取磁性傳感器的寬度被設(shè)置為55nm，且單極磁頭的寬度被設(shè)置為70nm。在具有以150nm的間距形成的圓周形凸起的DTR介質(zhì)中，讀取磁性傳感器的寬度被設(shè)置為80nm，且單極磁頭的寬度被設(shè)置為100nm。以5000rpm的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)DTR介質(zhì)，并且利用磁頭滑塊以10nm的浮動(dòng)高度執(zhí)行讀取/寫入。表1示出輸出信號(hào)的SNR。
在實(shí)例1中，發(fā)現(xiàn)SNR為15dB，而發(fā)現(xiàn)比較實(shí)例1的SNR僅為12dB。類似地，發(fā)現(xiàn)實(shí)例2的SNR為18dB，而發(fā)現(xiàn)比較實(shí)例2的SNR僅為14dB。該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了在比較實(shí)例中來(lái)自凹陷的磁信號(hào)會(huì)降低SNR。然而，在本發(fā)明的實(shí)例中，可以克服該難題。
表1
權(quán)利要求
1.一種用于磁記錄介質(zhì)的基底(11)，其特征在于包括與記錄磁道相應(yīng)的圓周形凸起和與所述記錄磁道之間的溝槽相應(yīng)的圓周形凹陷；所述基底(11)滿足下列條件(a)至(f)中的至少一項(xiàng)(a)所述凹陷表面的表面能小于所述凸起表面的表面能；(b)利用可熱分解或可熱變形的物質(zhì)改性所述凹陷的表面；(c)所述凹陷表面的表面粗糙度小于所述凸起表面的表面粗糙度；(d)結(jié)晶取向在所述凹陷表面上比在所述凸起表面上更加受干擾；(e)利用引起與磁性材料反應(yīng)或擴(kuò)散到所述磁性材料中的物質(zhì)來(lái)改性所述凹陷的表面；以及(f)利用可溶于溶劑中的物質(zhì)或利用可變形物質(zhì)改性所述凹陷的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的基底，其特征在于利用含有氟的物質(zhì)(13)改性所述凹陷表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的基底，其特征在于所述含有氟的物質(zhì)(13)為氟代烷基硅烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的基底，其特征在于所述可熱分解的材料選自聚乙二醇和聚(四亞甲基二醇)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的基底，其特征在于所述可熱變形的材料選自聚乙烯醇和聚甲基丙烯酸異丁酯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的基底，其特征在于所述引起與磁性材料反應(yīng)的物質(zhì)為聚氯乙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的基底，其特征在于所述擴(kuò)散到所述磁性材料中的物質(zhì)為Cu。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的基底，其特征在于所述凸起與所述凹陷之間的高度差范圍在10與100nm之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的基底，其特征在于所述基底(11)由玻璃或硅形成。
10.一種磁記錄介質(zhì)，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求1的用于磁記錄介質(zhì)的基底(11)；以及在用于所述磁記錄介質(zhì)的所述基底上形成的顆粒狀磁性層(14a，14b)，所述凹陷上的所述磁性層(14b)的磁晶格的取向比所述凸起上的所述磁性層(14a)的磁晶格的取向更加受干擾。
11.一種磁記錄裝置，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求10的磁記錄介質(zhì)(10)；以及磁頭。
全文摘要
一種用于磁記錄介質(zhì)的基底(11)，包括與記錄磁道相應(yīng)的圓周形凸起和與記錄磁道之間的溝槽相應(yīng)的圓周形凹陷，其中所述基底(11)滿足以下條件中的至少一項(xiàng)(a)所述凹陷表面的表面能小于所述凸起表面的表面能；(b)利用可熱分解或可熱變形的物質(zhì)改性所述凹陷的表面；(c)所述凹陷表面的表面粗糙度小于所述凸起表面的表面粗糙度；(d)結(jié)晶取向在所述凹陷表面上比在所述凸起表面上更加受干擾；(e)利用引起與磁性材料反應(yīng)或擴(kuò)散到所述磁性材料中的物質(zhì)來(lái)改性所述凹陷的表面；以及(f)利用可溶于溶劑中的物質(zhì)或利用可變形物質(zhì)改性所述凹陷的表面。
文檔編號(hào)G11B5/70GK1892827SQ20061009425
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月28日
發(fā)明者內(nèi)藤勝之, 櫻井正敏, 喜喜津哲, 鐮田芳幸, 木原尚子, 岡正裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝, 昭和電工株式會(huì)社