CN1892833A - 用于制造磁记录介质的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造磁记录介质的方法，该方法包括：在基底(15，35，51，61)上的记录磁道部分以及伺服部分上形成具有铁磁性材料(54，64)的凸起和凹陷的图形；在该铁磁性材料(54，64)上形成平化膜(56，66)，该平化膜的顶表面高于铁磁性材料(54，64)的凸起的顶表面；以及在该平化膜(56，66)上进行离子束蚀刻直到铁磁性材料(54，64)的凸起的顶表面，并且通过离子计数器(13，33)基于入射颗粒的总数的变化来确定平化蚀刻的终点，该离子计数器被安装成根据平化膜(56，66)的材料相对于基底(15，35，51，61)的垂直方向成角度θ。

Description

用于制造磁记录介质的方法和装置
技术领域
本发明的一个实施例涉及一种用于制造磁记录介质的方法和装置，更具体而言，涉及一种用于制造离散磁道记录介质的方法和装置。
背景技术
为了改善硬盘驱动器(HDD)的磁道，相邻磁道之间的干扰问题已经变得比较明显。特别是，减少因写入磁头磁场的边缘效应而导致的写入模糊点是一个重要的技术问题。记录磁道被物理隔离的离散磁道记录介质(DTR介质)能够在写入时减少侧面擦除现象，以及在读取时减少侧面读取现象，所述侧面读取现象是指相邻磁道中的信息段相互混合。因此，可以大大改进横穿磁道方向上的密度，这样便可以提供一种能够进行高密度记录的磁记录介质。然而，在DTR介质在其表面上具有凸起和凹陷的图形的情况下，则会出现这样的问题，即，极其难以通过使用低浮磁头进行读写。然后，需要通过形成平化膜、并对该膜进行回蚀刻，来完全平化这些凸起和凹陷。
另一方面，在HDD中，记录介质表面和读写磁头之间的距离(间隔)对于信噪比(SNR)有很大的影响。在将平化膜保持在铁磁记录层上方的状态中，使所述间隔更大，而SNR会下降(SNR随着间隔指数下降)。当平化膜被过蚀刻时，可以使间隔比较合适，但是会损坏磁基底，从而SNR下降。在利用12纳米的浮动高度的读/写头来执行R/W估测的情况下，如果在形成于该铁磁记录层的上方的类金刚石碳(DLC)保护膜上保持10纳米或更厚的平化膜，则都不能观测到任何读出信号。另外，当通过过度回蚀刻而蚀刻10纳米或更厚(铁磁记录层的一半厚度)的铁磁记录层时，则不能观测到任何读出信号。因此，需要一种高准确度的检测回蚀刻的终点的方法来防止SNR下降。
然而，在当前状态下的用于DTR介质的平化膜形成步骤和回蚀刻步骤中，由于许多不稳定因素，导致不可能高准确度地检测出回蚀刻的终点。尤其是，存在这样一些问题，即，在形成平化膜时，通过偏置溅射的埋封材料的沉积率是不稳定的，并且，由于通过回蚀刻去除的非磁性材料再次大量沉积到蚀刻装置的内壁，因此蚀刻率也不稳定。因此，在基于蚀刻率来检测控制时间的回蚀刻的终点的过程中，不可能高可再现性地、高准确度地检测出回蚀刻的终点。
除了基于蚀刻率来检测控制时间的回蚀刻的终点，还有这样一种方法，即，通过在回蚀刻步骤中对处理室内的剩余气体进行分析来检测终点。
在日本专利申请公开10-209128中，描述了一种方法，在该方法中，形成氮化硅膜作为位于旋涂玻璃(SOG)膜下面的将检测的膜，所述SOG膜在制造半导体装置过程中用作平化膜，然后通过在回蚀刻过程中监测从所述氮化硅膜上发出的N2来确定回蚀刻的终点。在日本专利申请公开6-244150中，描述了这样一种方法，在该方法中，在制造半导体装置的过程中，层叠不含氢的氧化硅膜和含氢的氧化硅膜，然后在利用等离子体蚀刻其中一个层叠膜时，通过监测在等离子体中发射出的氢原子来检测回蚀刻的终点。
通过这种方式，在制造半导体的过程中，能够使用等离子体处理，在等离子体处理中会出现发射现象(例如，反应离子蚀刻(RIE)等等)，此外，对于甚至很小的一个变化都会获得高灵敏度，这是因为通过利用电子倍增器等等可以实现放大。然而，因为将没有发射的离子束蚀刻用于制造DTR介质的过程中，所以不能通过监测发射来检测回蚀刻的终点。
日本专利申请公开11-265878描述了一种方法，在该方法中，在处理室中设置四极质谱仪(Q-mass)，然后通过监测对应于平化膜的材料组成的最大强度质量数的峰值的时间变化来检测回蚀刻的终点。在日本专利申请公开11-265878中，能够以高灵敏度检测终点，这是因为将检测的SiBr的峰值强度(质量数107)较大。
然而，因为用于DTR介质的平化膜的材料的峰值强度比较低，所以检测终点的灵敏度会大大下降。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种用于制造磁记录介质的方法，包括：在基底的记录磁道部分以及伺服部分上形成具有铁磁性材料的凸起和凹陷的图形；在该铁磁性材料上形成平化膜，该平化膜的顶表面高于铁磁性材料的凸起的顶表面；以及在该平化膜上执行离子束蚀刻直到铁磁性材料的凸起的顶表面，并且通过离子计数器基于入射颗粒的总数的变化来确定平化蚀刻的终点，该离子计数器被安装成根据平化膜的材料相对于基底的垂直方向成角度θ。
附图说明
下面将参照附图来描述用于实现本发明的多个特征的总体结构。提供这些附图和相关的描述来阐明本发明的实施例，而不限制本发明的范围。
图1A、1B和1C是均示出通过利用Q-Mass质谱法检测回蚀刻的终点的实例的曲线图；
图2是用于根据本发明的实施例的用于制造磁记录介质的方法中的离子束蚀刻装置的示意图；
图3是SiO2和DLC的溅射输出量和角度θ的关系曲线；
图4A和4B是根据本发明的另一个实施例的用于制造DTR介质的装置的示意图；
图5A、5B、5C、5D以及5E均示出根据本发明的实施例的用于制造磁记录介质的方法的步骤；
图6是通过根据本发明的另一个实施例的基底蚀刻型的制造方法制造的DTR介质的实例的截面图；以及
图7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G、7H以及7I均示出根据本发明的实施例的用于制造磁记录介质的磁性膜蚀刻型的方法的步骤。
具体实施方式
在现有技术中，通过在处理室中的任意位置上安装Q-mass来执行对剩余气体的分析。下面将描述一个实例，在该实例中，试图通过利用现有技术中的Q-mass质谱仪来检测制造DTR介质的过程中的回蚀刻的终点。该实例假设了这样的情况，其中将SiO2用作平化膜，并将回蚀刻进行到铁磁性材料的凸起的顶表面上的DLC为止。Q-Mass峰值在图1A中示出。在图1A中，将最高峰值标为质量数60。然而，如图1C所示，在质量数60的峰值上混合SiO2和DLC。因此，如果监测质量数60上的峰值，不能高准确度的检测出回蚀刻的终点。可以认为图1A中质量数12上的峰值基本上是DLC(图1B)。然而，该峰值的强度太弱了而不能用于对回蚀刻的终点的高准确度检测。
通过交换由电场加速的Ar离子和将被蚀刻的目标之间的能量，来执行通过Ar离子束进行的蚀刻。然后，本发明人已经注意到这样的事实，即，溅射的方向和数量(溅射输出量)会根据将被蚀刻的目标的材料而改变。
这里，将参照图2描述根据本发明用于制造磁记录介质的方法的离子束蚀刻装置的实例。离子束蚀刻装置10具有处理室11、附接到处理室11的离子源12、附接到处理室11的四极质谱仪(Q-Mass)13、以及安装在处理室11中的旋转台14。在旋转台14上保持将被回蚀刻的基底15。
例如，离子源12可以是电子回旋谐振(ECR)系统。该系统是有利的，因为不仅Ar而且反应气体O2、SF6、CF4、CHF3、C2F6等等都被电场离子化和加速，从而形成离子束。一种适宜的系统可以包括这样的系统，在该系统中，将气体离子化，同时通过触发丝极来产生热电子，并且由包围离子源的磁体产生的磁场来约束所述热电子。将中和器丝极设置在离子源的出口，而将加速离子中和，这样能够改进到达采样表面的离子束的分布。
旋转台14能够相对于基底15的垂直方向自由地设置Q-Mass13的角度θ，并且能够根据将平化蚀刻的材料来设置合适的角度θ。
图3示出离子束蚀刻装置中Q-Mass相对于基底的垂直方向的角度θ与将被蚀刻的目标的溅射输出量之间的关系。将被溅射的目标(平化膜)是SiO2或者DLC。
从图3中可以清楚的看到，在SiO2的情况下，溅射输出量在θ＝50°到70°时达到最大值。另一方面，在DLC的情况下，溅射输出量在θ＝20°到40°时达到最大值，但是其总体溅射输出量低于SiO2的总体溅射输出量。Al2O3以及Si表现出的趋势和SiO2相同。Pt、Pd、Ti、Ta、Ru以及例如CoCrPt的铁磁合金表现出的趋势和C相同。为了利用这些材料的特性，通过提前沿溅射输出量增长的角度θ的方向安装Q-Mass，能够在一定程度上限制将引入到Q-Mass的颗粒的类型。例如，在对SiO2进行回蚀刻的情况下，可以说，当沿60°的角度θ的方向安装Q-Mass并且执行质谱分析时，质量数60上的峰值示出基本上为SiO2。这是因为DLC在60°的角度θ的溅射输出量远远小于SiO2在60°的角度θ上的溅射输出量。虽然存在这样的特征，即将被溅射的方向和数量(溅射输出量)会根据将被蚀刻的目标的材料而改变，但是这不会依赖于离子相对于基底的入射角度。通常，当离子的入射角度为α时，溅射颗粒沿角度-α的方向反冲。然而，存在因实际发出的热量等等而导致的能量损耗，这会使得该角度变大。因此，在示出溅射输出量与角度的关系的曲线图中，最佳角度扩大到大约20°的范围内。
考虑到上述趋势，已经发现，角度θ会根据将被回蚀刻的材料而固定，例如，通过监测通过Q-Mass获得的质谱面积(所有峰值强度的和)随时间的变化，能够高准确度的确定平化蚀刻的终点。当试图通过利用日本专利申请公开10-209128中所描述的方法来确定SiO2的平化蚀刻的终点时，质量数44上的峰值将被监测，但是由于峰值强度本身较低，从而准确度较差。然而，当将Q-Mass探测器固定在角度θ＝60°的位置上、并检测质谱面积随时间的变化时，能够获得的灵敏度是日本专利申请公开10-209128中的方法能够获得的灵敏度的十倍。注意到，虽然如上所述，相比于现有技术，已经描述了在本发明的检测回蚀刻的终点的过程中，利用Q-Mass，监测被向预定方向蚀刻的颗粒的总数(质谱面积)随时间的变化，但是没有必要采用质谱仪。更具体而言，不仅能够使用Q-Mass，而且能够使用用作离子计数器的装置，并且它可以是易于使用类型的，例如，分压强真空分析仪等。
图4A和4B是根据本发明的另一个实施例的用于制造DTR介质的装置的示意图。该装置通过改变用于HDD的溅射沉积系统(例如，ANELVAC3010)，从而使得能够利用根据本发明的方法来进行平化蚀刻来获得。该装置20具有装载/卸载室(L/UL)21、用于HDD的溅射沉积室22至26(P6至P2)、以及离子束蚀刻装置30。样品可以在都处于真空的这些室当中的移动。离子束蚀刻装置30具有蚀刻室31、附接到该室31的离子源32、附接到该室31的Q-Mass33、以及安装在该室31中的载物台34。通过该载物台34来保持将被回蚀刻的基底35。在图4B的离子束蚀刻装置30中，安装离子源32，使得其垂直于通过载物台34保持的基底35，而该载物台34不具有旋转机构。这是因为考虑到了批量生产率。而且，将Q-Mass 33根据平化膜沿相对于基底35的垂直方向的预定角度θ(θ在SiO2的情况下为50到70°，在DLC的情况下为20到40°)的方向进行固定。
下面，将参照图5A、5B、5C、5D以及5E来详细描述根据本发明的用于制造磁记录介质的方法的实例。
首先，如图5A所示，在基底51上形成压印抗蚀剂层52，通过在2000巴的压强下将压模53压印到压印抗蚀剂层52上达60秒，来转印图形，其中通过凸起和凹陷的图形来形成记录磁道和伺服信息。例如，利用玻璃基底作为该基底，利用旋涂玻璃(SOG)作为该压印抗蚀剂层，其中旋涂玻璃(SOG)通过在高温下烧结被转化成SiO2。
然后，如图5B所示，去除压模53，其后，在450摄氏度或更高温度下烧结，或者进行氧气暴露处理，从而维持构图的凸起和凹陷结构。
然后，如图5C所示，在压印抗蚀剂层52上形成金属薄膜54，其中压印抗蚀剂层在其上转印有凸起和凹陷的图形。通过用于HDD记录介质的通用沉积方法(例如，溅射)来形成该将被形成的金属薄膜54。例如，堆叠60纳米的CoZrNb膜作为软磁性层、20纳米的Ru膜作为衬层以用于取向控制、以及通过添加微量的SiO2到CoCrPt而获得的20纳米的膜作为铁磁记录层。该铁磁记录层可以是纵向膜或者垂直膜。而如果为了执行高密度记录，垂直膜更为优选。在金属薄膜54上形成4纳米的DLC膜作为保护层55。
接着，如图5D所示，形成平化膜56。优选不与铁磁记录层54反应的材料作为该平化膜56。例如，可以使用例如SiO2、Al2O3、TiO2、C、Pd、Pt、Ta、Ti以及Ru的材料。优选溅射法用作沉积方法，通过在偏置基底时进行的偏置溅射以及离子束沉积(IBD)方法等等，来形成该平化膜。
在形成平化膜56之后，通过利用如图2或4B所示的根据本发明的离子束蚀刻装置来执行回蚀刻。回蚀刻的目的是制造出这样的截面形状，即，铁磁记录层54上方的DLC保护膜55与平化膜56处于同一平面上。DLC保护膜55也可以通过回蚀刻步骤来去除。
通过使用图2的离子束蚀刻装置，在角度θ变化的同时已经执行了回蚀刻，从而找到一个适于平化膜材料的角度θ。
下面将描述当SiO2用作平化膜时的合适角度θ。首先，当将Q-Mass探测器固定在60°的角度θ时，估测回蚀刻的检测终点。如果通过辐射Ar离子束来执行平化蚀刻，则Q-Mass质谱面积强度就由5来表示(没有单位)。在10分钟之后，Q-Mass质谱面积强度快速下降，从而停止平化蚀刻。其后，再次形成DLC保护膜，并将润滑剂施加到其上。当对于利用12纳米浮动高度的读/写磁头制造出获得的DTR介质的HDD执行读取测试时，可以获得清楚的读取信号。制造100DTR介质，而对所有介质都获得类似水平的读取信号强度。
接着，当角度θ在10°到80°之间变化时进行检查，则θ＝10°到40°之间的Q-Mass质谱面积强度是4.0或更小，并且不能获取足够的灵敏度时。θ＝50°到70°之间的Q-Mass质谱面积强度是4.0或更大，这使得可以获得足够的灵敏度来用于终点的检测。θ＝80°时Q-Mass质谱面积强度是约2.0，这使得不可能获得足够的灵敏度。因此，可以理解，当SiO2用作平化膜时，合适的角度θ应当满足50°≤θ≤70°的条件。
为了进行比较，通过控制时间的方法来执行平化蚀刻。制造出100个样品，在这100个样品上进行平化蚀刻达10分钟，并在其上进行R/W估测，则从大约60个样品中获得清楚的读取信号，并存在约10个样品的信号强度不超过其强度的一半。因此，可以理解，在通过常规的控制时间的方法来检测回蚀刻的终点时，难以抑制差量。
当C用作平化膜时，沿30°的角度θ方向对Q-Mass探测器取向是足够的。因为C的溅射输出量比较低，和SiO2相比灵敏度会减弱。然而，因为C的多个的质谱峰值出现(12，24，36，48等等)，所以质谱面积强度噪声比(SN)会变得比较大。Q-Mass质谱面积强度表示为2.6(没有单位)。当角度θ在10°到80°之间变化时进行检测，则θ为10°的Q-Mass质谱面积强度是大约1.0，使得不可能获得足够的灵敏度。θ＝20°到40°之间的Q-Mass质谱面积强度是2.0或更大，这使得可以获得足够的灵敏度来用于终点的检测。θ＝50°到80°时Q-Mass质谱面积强度是2.0或更小，这使得不可能获得足够的灵敏度。因此，可以理解，当C用作平化膜时，合适的角度θ应当满足20°≤θ≤40°的条件。
当Ti或Ta用作平化膜时，θ为30°的Q-Mass质谱面积强度示为3.0(没有单位)。当Ru、Pt或Pd用作平化膜时，θ为30°的Q-Mass质谱面积强度示为5.0(没有单位)。这些材料的角度依赖性和C相同。
当Al2O3用作平化膜时，与SiO2的情况相同，θ为60°的Q-Mass质谱面积强度示为2.8(没有单位)。虽然，与C的情况相同，因为溅射输出量较低从而灵敏度略微下降，但是对于检测终点没有任何问题。当Si用作平化膜时，与SiO2的情况相同，θ为60°的Q-Mass质谱面积强度示为4.8(没有单位)。这些材料的角度依赖性与SiO2相同。
然后，将描述根据本发明的用于制造DTR介质的方法的修改实例。该修改实例不同于上述制造方法之处在于对基底本身进行处理。
在该修改实例中，执行与上述制造方法中直到图5B的过程相同的过程。在该修改实例中，可以使用通常用作压印抗蚀剂的酚醛光致抗蚀剂(例如，s1801等等)或者SOG(旋涂玻璃)。
如图5B所示，通过在已经转印图形(未示出)到其上的压印抗蚀剂52上进行反应离子蚀刻(RIE)，来去除(被称为底部去除)压印残余物。当SOG用作压印抗蚀剂时，可以使用SF6、CF4、CHF3、C2F6等来作为反应气体。在酚醛光致抗蚀剂的情况下，氧气是合适的。
在去除抗蚀剂残余物之后，利用抗蚀剂作为掩模(未示出)来执行离子铣削。作为离子铣削，Ar离子铣削适用于所有材料。它可以是利用Cl气的RIE，也可以是利用CO+NH3气的RIE。
其后，去除残留在基底顶部的残余抗蚀剂(未示出)，然后，通过执行上述图5C、5D和5E中的步骤，来运用图6所示的基底蚀刻类型的方法，从而制造DTR介质。
接着，参照图7A、7B、7C、7D、7E、7F、7G、7H以及7I来描述用于制造DTR介质的磁性膜蚀刻类型的方法。
如图7A所示，在基底61上形成金属薄膜64，然后在其上形成保护膜65。例如，在玻璃基底上，堆叠60纳米的CoZrNb膜作为软磁性层、20纳米的Ru膜作为衬层以用于取向控制、通过添加微量的SiO2到CoCrPt而获得的20纳米的膜作为铁磁记录层、以及4纳米的DLC膜作为保护膜65。
其后，如图7B所示，通过旋涂，将通常用作压印抗蚀剂62的酚醛光致抗蚀剂(例如，s1801等等)或者SOG施加到保护层65上。然后，通过将压模63按压到压印抗蚀剂层62上来执行压印，如图7C和7D所示。
接着，如图7E所示，通过对其上转印有图形(未示出)的压印抗蚀剂62进行RIE处理，来对压印残留物进行去除处理(被称为底部去除)。当SOG用作压印抗蚀剂62时，可以使用SF6、CF4、CHF3、C2F6等等来作为反应气体。在酚醛光致抗蚀剂的情况下，氧气是合适的。
如图7F所示，利用压印抗蚀剂层62作为掩模来执行在保护膜65以及金属薄膜64上的蚀刻。作为蚀刻，Ar离子铣削是合适的。它可以是利用Cl气的RIE，也可以是利用CO+NH3气的RIE。
如图7G所示，去除残留在铁磁性材料顶部的残余抗蚀剂。当利用氧等离子体过程作为去除残留在铁磁性材料顶部的残余抗蚀剂的步骤时，在铁磁性材料顶部没有保护膜DLC。然而，在利用例如SF6、CF4、CHF3或C2F6的反应气体来进行去除的过程中，DLC保护膜会保留在铁磁性材料顶部。接着，形成平化膜66。
其后，通过在平化膜66上的平化蚀刻来获得如图7H所示的介质。已经通过安装离子计数器以使得该离子计数器对于上述平化膜66的材料来说处于最佳的角度θ，从而来执行对回蚀刻的终点的检测。如图7I所示，在回蚀刻之后可以在基底上重新形成DLC层67。
下面，将描述根据本发明的该实施例的用于磁记录介质的各层的材料以及各层的层叠结构。
<基底>
基底的实例包括玻璃基底、Al基合金基底、陶瓷基底、碳基底以及单晶硅基底。作为玻璃基底，可以使用无定形玻璃或者单晶玻璃。无定形玻璃的实例包括苏打石灰玻璃和铝硅酸盐玻璃。结晶玻璃的实例包括锂结晶玻璃。陶瓷基底例如可以是主要包含氧化铝、氮化铝、氮化硅等等的烧结体，或者通过对这些烧结体进行纤维增强的基底。单晶硅基底，例如硅晶片可以在其表面上具有氧化膜。而且，可以使用通过在上述金属基底上形成NiP层而获得的基底，或者通过镀敷或者溅射获得的非金属基底。
<软衬层>
当制造垂直磁记录介质时，将其形成为所谓的垂直双层介质，其在软衬层(SUL)上面具有垂直磁记录层。该垂直双层介质的软衬层用于允许来自磁极的写入磁场通过，以及用于允许记录磁场回到设置在磁极附近的返回磁轭。也就是，软衬层用于实现写入磁头的一部分功能，并且通过对记录层施加陡峭垂直磁场来用于部分改进写入效率。
作为软衬层，可以使用高磁导率材料，包括Fe、Ni以及Co的至少一种。该材料的实例包括：FeCo基合金，例如，FeCo或FeCoV；FeNi基合金，例如，FeNi、FeNiMo、FeNiCr或者FeNiSi；FeAl基和FeSi基合金，例如FeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu或者FeAlO；FeTa基合金，例如FeTa、FeTaC或者FeTaN；以及FeZr基合金，例如FeZrN。
作为软衬层，可以使用具有微晶结构的材料，例如包含60原子％或者更多的Fe的FeAlO、FeMgO、FeTaN或FeZrN，或者使用具有粒状结构的材料，在粒状结构中，精细的晶体颗粒散布在阵列中。
软衬层的材料的实例还包括包含Co以及Zr、Hf、Nb、Ta、Ti以及Y之一的Co合金。在其中优选的包含80原子％或更多的Co。当通过溅射将这种Co合金形成为膜时，则容易形成无定形层。无定形软磁性材料没有晶体磁各向异性、晶体缺陷或者晶界，因此具有极其优越的软磁性。通过利用无定形软磁性材料，可以试图使得介质的噪声更低。合适的无定形软磁性材料的实例包括CoZr-、CoZrNb-以及CoZrTa-基合金。
在软衬层下面，还可以设置一个衬层，以改进该软衬层的结晶度，或者改进该软衬层到基底的附着力。该衬层的材料的实例包括Ti、Ta、W、Cr以及Pt，或者包含这些元素的合金，或者是这些元素的氧化物或者氮化物。
可以在软衬层和垂直磁记录层之间设置由非磁性材料构成的中间层。该中间层的作用是切断软磁衬层和记录层之间的交换耦合相互作用，从而控制该记录层的结晶度。该中间层的材料的实例包括Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr以及Si，或者是包含这些元素的合金，或者是这些元素的氧化物或者氮化物。
为了防止尖峰噪声，该软衬层可以由多个层组成，并且可以在其间插入厚度为0.5至1.5纳米的Ru膜，从而可以进行反铁磁性耦合。此外，该软磁性层可以交换耦合到具有平面内各向异性的硬磁性膜，例如CoCrPt、SmCo或FePt、或者由例如IrMn或PtMn的反铁磁性材料构成的钉扎(pinning)层。在这种情况下，可以在Ru层的上方和下方层叠例如Co的磁性层或者例如Pt的非磁性层，从而控制交换耦合力。
<垂直磁记录层>
作为垂直磁记录层，例如可以使用主要包含Co、在需要时包含至少Pt和Cr以及包含氧化物(例如，氧化硅、氧化钛)的材料。在该垂直磁记录层中，对于磁性晶体颗粒而言，具有柱形结构是优选的。在具有这种结构的垂直磁记录层中，磁性晶体颗粒的取向和结晶度都是令人满意的，因此，能够获取适于高密度记录的信噪比(SNR)。为了获取上述结构，氧化物的量是至关重要的。氧化物的含量优选的占Co、Pt以及Cr的总量的大于等于3摩尔％且小于等于12摩尔％，或者更优选的是大于等于5摩尔％且小于等于10摩尔％。当垂直磁记录层中的氧化物含量处于上述范围内时，氧化物沉淀在该磁性颗粒的周围，从而所述磁性颗粒能够被隔离并变得精细。当氧化物的含量超过上述范围时，则氧化物保持在磁性颗粒中，这不利于磁性颗粒的取向和结晶度。另外，氧化物沉淀在磁性颗粒的上方和下方，从而防碍了柱形结构的形成，其中在柱形结构中，磁性颗粒沿垂直方向穿通该垂直磁记录层。另一方面，氧化物含量小于上述范围会导致磁性颗粒不被充分地隔离并不够精细。因此，在读/写时的噪音增加，而不能获得适于高密度记录的信噪比(SNR)。
垂直磁记录层的Pt含量优选的为大于等于10原子％且小于等于25原子％。当Pt含量处于上述范围内时，则能够获得垂直磁记录层所需的单轴磁各向异性常数Ku，而且，可以获得令人满意的磁性颗粒的取向和结晶度。因此，可以获得适于高密度记录的热起伏公差以及读/写特性。当Pt的含量超过上述范围时，则在磁性颗粒中形成具有面心立方体(fcc)结构的层，这会导致取向和结晶度变差。另一方面，当Pt的含量小于上述范围时，不能获得和适于高密度记录的Ku一致的热起伏公差。
垂直磁记录层的Cr含量优选的为大于等于0原子％且小于等于25原子％，更优选的是大于等于10原子％且小于等于20原子％。当Cr含量处于上述范围内时，则能够维持高磁化强度，而不降低单轴磁各向异性常数Ku。因此，能够获得适于高密度记录的读/写特性以及足够的热起伏公差。当Cr的含量超过上述范围时，因为磁性颗粒的Ku变得非常小，热起伏公差变差，并且磁性颗粒的结晶度和取向会变差。因此，读/写特性会变差。
除了Co、Pt、Cr以及氧化物之外，垂直磁记录层还可以包括一个或多个从下面的元素中选择的添加元素：B，Ta，Mo，Cu，Nd，W，Nb，Sm，Tb，Ru以及Re。由于包含了这些添加元素，则可以促进磁性颗粒的尺寸减小，或者改进其结晶度和取向，从而能够获得更加适于高密度记录的读/写特性和热起伏公差。这些添加元素的总含量优选为8原子％或更低。当它超过8原子％时，则会在磁性颗粒中形成除六方密堆积(hcp)相之外的相，因此，磁性颗粒的结晶度和取向会受到干扰。因此，将不能获得适于高密度记录的读/写特性和热起伏公差。
垂直磁记录层的材料的实例还包括CoPt基合金、CoCr基合金、CoPtCr基合金、CoPtO、CoPtCrO、CoPtSi以及CoPtCrSi。该垂直磁记录层可以是Co的多层膜以及基本包括从Pt、Pd、Rh和Ru的元素组中选出的至少一种类型元素的合金。而且，还可以使用添加了Cr、B或O的多层膜，例如CoCr/PtCr，CoB/PdB，或者CoO/RhO，来用作其多层中的各层。
垂直磁记录层的厚度优选为5至60纳米，更优选的是5至30纳米。垂直磁记录层的厚度在该范围内适于高密度记录。当垂直磁记录层的厚度小于5纳米时，则会出现再现输出变得过低，其将比较高噪音分量还低。另一方面，当垂直磁记录层的厚度超过40纳米时，则会出现读取输出变得过高，这会使波形失真。垂直磁记录层的矫顽力优选为237000A/m(3000Oe)或更高。当矫顽力小于237000A/m(30000Oe)时，热起伏公差将会变差。垂直磁记录层的垂直渐近度优选为0.8或更大。当垂直渐近度小于0.8时，热起伏公差将会变差。
<保护层>
保护层防止对垂直磁记录层腐蚀以及当磁头接触介质时对介质表面的损坏。保护层的材料的实例包括包含C、SiO2以及ZrO2的材料。保护层的厚度优选的设置为1到10纳米。当保护层的厚度设置为处于上述范围之内，则磁头和介质之间的间距可以变得更小，这适于高密度记录。
碳分为sp2键合碳(石墨)和sp3键合碳(金刚石)。sp3键合碳在耐用性以及抗蚀性方面要优于石墨。然而，因为sp3键合碳是晶体，其表面上的平滑度要劣于石墨的表面平滑度。通常，通过使用石墨靶的溅射将碳形成为膜。在该方法中，形成无定形碳，其中sp2键合碳和sp3键合碳混合。sp3键合碳的比率高的碳称为类金刚石碳(DLC)。由于DLC在耐用性以及抗蚀性方面具有优越性，又因其无定形性而具有表面平滑度方面的优越性，所以用它来作为磁记录介质的表面保护膜。相对于通过化学气相沉积(CVD)方法来形成DLC的膜，可以通过满足条件来形成sp3键合碳更为丰富的DLC，这是因为通过激励和分解等离子体中的原料气体产生DLC，并且因为其化学反应。
<润滑层>
润滑剂的实例包括全氟聚醚、氟化醇以及氟代羧酸。
本领域的技术人员容易想到其他优点和修改。因此，本发明从其更为宽泛的方面来说不受到这里示出和描述的特定细节和代表性实施例的限制。因此，在不脱离由所附的权利要求书及其等同物所限定的本发明总体构思的精神和范围下，可以进行多种修改。

Claims (15)

1.一种用于制造磁记录介质的方法，其特征在于包括：
在基底(15，35，51，61)上的记录磁道部分和伺服部分上形成具有铁磁性材料(54，64)的凸起和凹陷的图形；
在所述铁磁性材料(54，64)上形成平化膜(56，66)，所述平化膜的顶表面高于所述铁磁性材料(54，64)的凸起的顶表面；以及
在所述平化膜(56，66)上进行离子束蚀刻直到所述铁磁性材料(54，64)的凸起的顶表面，并且借助于离子计数器(13，33)基于入射颗粒的总数的变化来确定平化蚀刻的终点，所述离子计数器被安装成，根据所述平化膜(56，66)的材料，相对于所述基底(15，35，51，61)的垂直方向成角度θ。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当将选自于SiO2、Al2O3以及Si中的材料用作所述平化膜(56，66)时，将所述离子计数器(13，33)相对于所述基底(15，35，51，61)的垂直方向的角度θ设置成大于等于50°且小于等于70°。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当将选自于C、Ti、Ta、Ru、Pt以及Pd中的材料用作所述平化膜(56，66)时，将所述离子计数器(13，33)相对于所述基底(15，35，51，61)的垂直方向的角度θ设置成大于等于20°且小于等于40°。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子计数器(13，33)是四极质谱仪。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述离子计数器(13，33)是分压强分析仪。
6.一种用于制造磁记录介质的装置，其特征在于包括：
室(11、31)；
离子源(12，32)，其被附接到所述室(11、31)；
离子计数器(13，33)，其被附接到所述室(11、31)；以及
支撑部件(14，34)，其支撑基底(15，35，51，61)，所述基底(15，35，51，61)在其上被形成有位于记录磁道部分和伺服部分上的具有铁磁性材料(54，64)的凸起和凹陷的图形，并且所述基底在其上被形成有平化膜(56，66)，所述平化膜(56，66)的顶表面高于所述铁磁性材料的凸起的顶表面，
其中所述离子计数器(13，33)被安装成，根据所述平化膜(56，66)的材料，相对于所述基底(15，35，51，61)的垂直方向成角度θ。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当选自于SiO2、Al2O3以及Si中的材料用作所述平化膜(56，66)时，所述离子计数器(13，33)相对于所述基底(15，35，51，61)的垂直方向的角度θ被设置成大于等于50°且小于等于70°。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，当选自于C、Ti、Ta、Ru、Pt以及Pd中的材料用作所述平化膜(56，66)时，所述离子计数器(13，33)相对于所述基底(15，35，51，61)的垂直方向的角度θ被设置成大于等于20°且小于等于40°。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述支撑部件(14)是可移动的台，所述台可以旋转。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述离子计数器(13，33)被固定到所述室，使得根据所述平化膜(56，66)的材料相对于所述基底(15，35，51，61)的垂直方向成角度θ。
11.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述离子源(12，32)是电子回旋谐振系统。
12.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述离子源(12，32)位于这样的系统中，在所述系统中，当热电子通过激励丝极产生、并受到由包围所述离子源(12，32)的磁体产生的磁场的约束时，气体被离子化。
13.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，中和器被设置在所述离子源(12，32)的出口处。
14.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述离子计数器(13，33)是四极质谱仪。
15.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述离子计数器(13，33)是分压强分析仪。
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