CN102160116B - 磁记录介质的制造方法 - Google Patents

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Abstract

制造磁图案的对比度高的磁记录介质。通过改变用于加速处理气体的离子的加速电压，即便作为抗蚀剂(49)的薄膜部分的离子透过部(48)的膜厚减少，也能够将目标元素的注入量为最大的距磁性层(44)的深度(峰值深度D0、D1)设为设定的深度。通过将峰值深度(D0、D1)设为设定的深度，将磁性膜(44)的处理部(43)从表面非磁性化至背面，并分离磁性部，因而得到磁图案的对比度高的磁记录介质。

Description

磁记录介质的制造方法
技术领域
本发明涉及一种硬盘等磁记录介质的制造方法。 
背景技术
硬盘磁记录介质中，已知DTR(Discrete Track Recording media：离散跟踪记录介质)或BPM(Bit Patterned Media：位介质)，尤其是多个磁性膜成位(bit)状分散的BPM被作为下一代高密度记录介质而备受期待。 
关于这种磁记录介质的磁性膜，此前提出了通过使用了蚀刻工艺的构图来形成位。磁记录介质在记录再现时，由于磁头上浮于磁记录介质的表面，所以要求表面平滑。因此，在构图后，需要由非磁性材料来填埋磁性膜之间的平滑化工序。 
为了省去平滑化工序，简化工序，已知如下方法，即：向在磁性膜上配置了抗蚀剂层的处理对象物上照射处理气体的离子(离子束)的方法(参照下述专利文献1、2)。 
虽然磁性膜中被抗蚀剂层覆盖的部分被保护，未被非磁性化，但向未配置抗蚀剂层的处理部中注入作为处理气体的构成原子即目标元素，进行非磁性化。因此，在磁性膜上，沿抗蚀剂层的开口图案，形成非磁性化的部分，磁性残留的部分(磁性部)被非磁性化的部分分离，构成磁记录介质的记录部。 
专利文献1：特开2002-288813号公报 
专利文献2：特开2008-77756号公报
为了将处理部从表面非磁性化至底面，通常在磁性膜内设定目标元素的注入量为最大的峰值深度，利用成为所设定的峰值深度的加速电压来照射离子束。
但是，若由底版(压膜)等形成抗蚀剂，则处理部上也将残留抗蚀剂的薄膜，若该薄膜被离子束蚀刻，则即便加速电压恒定，峰值深度也会向底面侧移动。若峰值深度向底面侧移动，则磁性膜的表面部分等未被充分非磁性化，磁性部未被分离。若磁性部未被分离，则当写入信息时将引起称为洇字（書きにじみ）的现象。 
发明内容
为了解决上述课题，本发明涉及一种磁记录介质的制造方法，在具有基板、和配置在所述基板表面上的磁性膜的处理对象物的所述磁性膜上，配置了具有离子遮蔽部、和膜厚比所述离子遮蔽部薄的离子透过部的抗蚀剂，加速处理气体的离子，使所述处理气体的构成元素透过所述离子透过部，向所述磁性膜的所述离子透过部所在的处理部注入所述构成元素，使其非磁性化，其中，改变用于加速所述处理气体的离子的加速电压，从而使所述处理部非磁性化。 
本发明涉及一种磁记录介质的制造方法，其中，对应于所述离子透过部的膜厚变化，以使所述构成元素的注入量为最大的距所述磁性膜表面的深度恒定的方式来改变所述加速电压。 
本发明涉及一种磁记录介质的制造方法，其中，改变所述加速电压，以使所述构成元素的注入量为最大的距所述磁性膜表面的深度发生移动。 
本发明涉及一种磁记录介质的制造方法，其中，以使所述构成元素的注入量为最大的距所述磁性膜表面的深度从所述基板侧移动到所述抗蚀剂侧的方式来改变所述加速电压。 
本发明涉及一种磁记录介质的制造方法，其中，以使所述构成元素的注入量为最大的距所述磁性膜表面的深度从所述抗蚀剂侧移动到所述基板侧的方式来改变所述加速电压。 
发明效果 
通过改变加速电压，可将目标元素的注入量为最大的峰值深度设为设定的深度，故能够从磁性膜的表面至底面均匀地非磁性化。由于进行信息写入/读出的磁性部(记录部)被分离，故磁图案的对比度好，不会引起洇字。
附图说明
图1是表示本发明中使用的制造装置的一例的截面图。 
图2(a)～(c)是示意地表示非磁性化的工序的截面图。 
图3是表示磁记录介质的一例的截面图。 
符号说明 
40……处理对象物
41……基板
44……磁性膜
47……离子遮蔽部
48……离子透过部
49……抗蚀剂。
具体实施方式
图1的符号10表示本发明中使用的制造装置的一例。 
该制造装置10具有真空槽11和离子发生装置15。 
离子发生装置15的内部空间经未图示的释放口连接于真空槽11的内部空间。将气体供给系统16连接到离子发生装置15，将真空排气系统19连接到真空槽11。 
由真空排气系统19对真空槽11内部进行真空排气，从气体供给系统16向离子发生装置15内提供例如N2气等处理气体，若通电到离子发生装置15内的高频天线(未图示)，则在离子发生装置15内处理气体将离子化，产生带正电或负电的处理气体的离子。 
在真空槽11内部与释放口相面对的位置配置有加速装置20。加速装置20具有一个或多个加速电极21a～21d，加速电极21a～21d沿释放处理气体离子的方向排列。 
在加速电极21a～21d上分别形成有贯通孔，处理气体离子在加速装置20的内部(各加速电极21a～21d的贯通孔与加速电极21a～21d之间的空间)飞行。 
将加速电极21a～21d连接在加速电源装置22上。加速电源装置22具有控制装置29与供电源25，供电源25将极性或大小不同的电压作为加速电压施加在彼此邻接的加速电极21a～21d。由于处理气体离子带电，所以在加速装置20的内部飞行期间，由加速电场加速后，释放到真空槽11内部。 
供电源25连接在控制装置29上。控制装置29构成为可根据设定的信息，改变供电源25施加于加速装置20的加速电压，并改变处理气体离子的加速能量。 
下面，说明制造磁记录介质的工序。 
图2(a)的符号40表示处理对象物。处理对象物40具有基板41、形成于基板41的单面或双面上的磁性膜44、以及形成于磁性膜44表面上的保护膜46。也可以在基板41与磁性膜44之间设置基底膜。 
事先确定磁性膜44中非磁性化的处理部43与未被非磁性化而残留的非处理部42。使用压膜将抗蚀剂49转印到磁性膜44上，在非处理部42上配置由抗蚀剂49的厚膜部分构成、并用于遮蔽离子的离子遮蔽部47，在处理部43上配置由比抗蚀剂49的离子遮蔽部47薄的薄膜部分构成、并用于使离子透过的离子透过部48(图2(b))。 
确定磁性膜44的膜厚，根据该膜厚与处理部43上的离子透过部48的厚度与面积，能够知道处理部43的非磁性化所需的目标元素注入用的能量。根据事先求出的磁性膜44的磁特性变化量与注入离子量的关系，确定处理部43非磁性化用的离子注入量。 
若向离子透过部48与离子遮蔽部47射入离子，则根据离子能量与离子的入射时间(离子注入时间)，离子透过部48与离子遮蔽部47的膜厚减少。能够知道对处理部43进行非磁性化所需的目标元素的注入量，事先求出注入该量时的离子透过部48的膜厚减少量。 
图2(b)、(c)的符号T0、T1是离子透过部48的膜厚，符号T0是由处理气体离子进行蚀刻前的非磁性化处理开始时的初始膜厚，符号T1是注入必要量的目标元素的非磁性化处理终止时的最终膜厚。 
若将从磁性膜44表面至目标元素的注入量为最大的位置的深度设为‘峰值深度’，则峰值深度可在以0为下限、且以与磁性膜44的膜厚相同的距离为上限的范围内进行变更。 
图2(b)、(c)的符号D0、D1表示作为非磁性化开始时的峰值深度的初始峰值深度、和作为注入必要量的目标元素时的峰值深度的最终峰值深度。初始峰值深度D0与最终峰值深度D1相等，因此，存在如下情形：峰值深度恒定的情形；初始峰值深度D0比最终峰值深度D1大，随着离子注入的经过时间，峰值深度的位置从基板41侧移动到抗蚀剂49侧的情形；和初始峰值深度D0比最终峰值深度D1小，随着离子注入的经过时间，峰值深度的位置从抗蚀剂49侧移动到基板41侧的情形。 
求出离子透过部48在初始膜厚T0时为初始峰值深度D0的初始加速电压V0、与离子透过部48在最终膜厚T1时为最终峰值深度D1的最终加速电压V1，并设定给控制装置29。 
在真空槽11内形成真空环境，使图2(b)状态的处理对象物40保持在基板保持用支架18上并搬入到真空槽11中，并使配置了抗蚀剂49的面与加速装置20相面对(图1)。维持真空槽11内的真空环境，在将真空槽11设置为接地电位的状态下，产生处理气体离子。 
控制装置29向加速装置20施加初始加速电压V0后开始进行非磁性化处理，在结束注入必要量的目标元素之前的期间，改变加速电压一次以上，使加速电压接近最终加速电压V1，当注入必要量的目标元素结束时，施加最终加速电压V1，终止非磁性化处理。在非磁性化处理期间，加速电压既可以阶段性地减弱，也可以连续地减弱。 
在将峰值深度从抗蚀剂49侧移动到基板41侧的情况下(D0<D1)，为了将深度增大到对应于抗蚀剂膜减少量的注入深度以上而增强加速电压。 
若因离子注入而消失的抗蚀剂膜的膜厚量(膜减少量)增加，则峰值深度的距抗蚀剂49表面的距离变短，距抗蚀剂膜表面的峰值深度的位置变浅，因而，当将距磁性膜44表面的峰值深度设为恒定的情况下(D0=D1)，为了使峰值深度恒定，如果膜减少量增加，则需要对应于该膜减少量的增加来减小加速电压。 
当膜减少量的速度(膜减少量/时间)恒定时，用于减小加速电压的速度(减小加速电压的值/时间)为对应于膜减少量的值，是恒定值，但在将峰值深度从磁性膜44的底面侧(基板41侧)移动到磁性膜44的表面侧的情况下(D0>D1)，必须以较大的速度来减小加速电压，该速度比用于减小将峰值深度设为恒定时的加速电压的速度大。 
相反，在将峰值深度从抗蚀剂49侧移动到基板41侧的情况下(D0<D1)，为了将深度增大到对应于抗蚀剂膜减少量的注入深度以上而增强加速电压。 
即，在将峰值深度从抗蚀剂49侧移动到基板41侧的情况下(D0<D1)，能够使减小加速电压的速度小于用于减小将峰值深度设为恒定时的加速电压的速度、或使加速电压恒定。不仅如此，也可以随着离子注入的经过时间来增大加速电压。不过，可允许峰值深度在不超过磁性膜44的膜厚的范围内。 
在峰值深度D0和峰值深度D1恒定的情况下，若使该峰值深度D0和峰值深度D1位于磁性膜44的膜厚方向的中央，则非磁性化的效率最高。在使距磁性膜44表面的峰值深度D0和峰值深度D1不相同的情况下，使注入目标元素的区域从磁性膜44的表面移动到底面。 
另外，在非磁性化处理的过程中，也可以将距磁性膜44表面的峰值深度D0、D1从增加变为减少或从减少变为增加。此时，不仅在非磁性化处理的开始时与终止时，即便在非磁性化的过程中，也可以调查成为设定的峰值深度的加速电压后，设定给控制装置29。 
在非磁性化处理终止之后，或停止施加加速电压，或用遮蔽物（shutter）等覆盖处理对象物40，停止向处理对象物40照射处理气体离子。将处理对象物40从真空槽11中搬出，去除抗蚀剂49。必要时，去除保护膜46后重新形成，或使保护膜46生长后增大膜厚，在保护膜46上形成润滑层等其他层，并作为磁记录介质50(图3)。 
通过使离子遮蔽部47位于上部，由此不向非处理部42进行离子注入，图3的符号51表示由未被非磁性化而残留的非处理部42构成的磁性部。图3的符号52表示由被非磁性化的处理部43构成的非磁性部。磁性部51由非磁性部52分割成多个，各磁性部51构成进行信息的写入/读出的记录部。 
以上仅说明了在基板41的单面上形成磁性膜44的情况，但本发明并不限于此，也可以在基板41的两面上形成磁性膜44。此时，非磁性化既可在两面同时进行，也可以在单面进行。 
作为目标元素，例如最好是从O、B、P、F、N、H、C、Kr、Ar、Xe的组中选择的任一种以上。这些原子也可以注入两种以上。处理气体使用在化学构造中含有1种以上上述目标元素的气体。 
磁性膜44只要含有Fe、Co、Ni等磁性材料即可，其构造并未特别限定。例如，可使用Co/Pd、Co/Pt、Fe/Pd、Fe/Pt等人工晶格膜(金属层叠膜)、或CoPt(Cr)合金等。另外，在面内磁记录型的磁性膜44的情况下，例如可以使用对非磁性的CrMo基底层与强磁性的CoCrPtTa磁性层进行层叠后所形成的膜。 
离子遮蔽部47的膜厚并未特别限定，以如下方式增大该膜厚的厚度，即：从非磁性化工序开始到终止为止，目标元素不到达非处理部。离子透过部48为目标元素透过后可到达处理部的薄度。 
保护膜46也并未特别限定，例如能够由从DLC(类金钢石碳膜)等碳、氢化碳、氮化碳、碳化硅(SiC)、SiO2、Zr2O3、TiN构成的组中选择的任一种以上保护材料构成。 
压膜也并未特别限定，例如是将平面形状与非处理部42大致相等的凹部以与非处理部42相同的间隔形成于表面的板状。 
下面，说明使用了压膜的抗蚀剂49的形成方法。由压膜与处理对象物40夹持抗蚀剂49后进行按压。在抗蚀剂49含有热可塑性树脂的情况下，边按压边加热。 
在抗蚀剂49因按压而从凸部上被押退后流入到凹部，故在非处理部42上形成由抗蚀剂49的厚膜构成的离子遮蔽部47。抗蚀剂49未从凸部上被完全押退而残留一部分，在处理部43上形成由抗蚀剂49的薄膜构成的离子透过部48。 
抗蚀剂49在含有环氧树脂等热硬化性树脂的情况下，通过加热硬化，在含有丙烯酸脂等紫外线硬化型树脂的情况下，通过照射紫外线而硬化，在含有热可塑性树脂的情况下，通过冷却使其硬化。 
压模表面对硬化(或固化)后的抗蚀剂49的粘接性比处理对象物40低，若剥离压模，则形成了离子遮蔽部47与离子透过部48的抗蚀剂49残留在处理对象物40上。 
也可以不使用压模，而利用光刻法，在中途对处理部43上的抗蚀剂49进行蚀刻，并作为离子透过部48，不蚀刻非处理部42上的抗蚀剂49而将其残留并作为离子遮蔽部47。但是，使用压模的制造工序比光刻法简单，抗蚀剂49或蚀刻液等的材料需要量少，较经济。 
基板41只要是非磁性基板即可，并未特别限定，例如可使用玻璃基板、树脂基板、陶瓷基板、铝基板等。 
本发明的制造方法可广泛适用于使磁性膜的一部分非磁性化、使多个磁性部分离的磁记录介质的制造方法，具体地，可用于DTR(Discrete Track Recording media)或BPM(Bit Patterned Media)等各种磁记录介质的制造。 

Claims (5)

1.一种磁记录介质的制造方法，其特征在于，
在处理对象物的磁性膜上配置抗蚀剂，所述处理对象物具有基板、和配置在所述基板表面上的所述磁性膜，所述抗蚀剂具有离子遮蔽部、和膜厚比所述离子遮蔽部薄的离子透过部；
使处理气体的离子加速，使所述处理气体的构成元素透过所述离子透过部，向所述磁性膜的所述离子透过部所在的处理部注入所述构成元素，从而使其非磁性化；
为了对所述构成元素的注入量最大的距所述磁性膜表面的深度进行控制，而在所述非磁性化的期间对应于所述离子透过部的膜厚变化来改变用于加速所述处理气体的离子的加速电压，从而使所述处理部非磁性化。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，
以所述构成元素的注入量为最大的距所述磁性膜表面的深度恒定的方式来改变所述加速电压。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，
以所述构成元素的注入量为最大的距所述磁性膜表面的深度发生变更的方式来改变所述加速电压。
4.根据权利要求3所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，
以所述构成元素的注入量为最大的距所述磁性膜表面的深度从所述基板侧向所述抗蚀剂侧变更的方式来改变所述加速电压。
5.根据权利要求3所述的磁记录介质的制造方法，其特征在于，
以所述构成元素的注入量为最大的距所述磁性膜表面的深度从所述抗蚀剂侧向所述基板侧变更的方式来改变所述加速电压。
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