[发明专利]用于在磁记录介质上制作图案的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁记录介质的制备，特别是将磁记录材料沉积和图案化于离散的磁域中刚性和硬盘介质。更具体地说，是涉及用于制备图案化介质的单一集成处理工具中的多个处理步骤的集成。

背景技术

常规的硬盘存储器存储是使用连续的磁膜(又称连续介质)，通过将磁化的小的金属颗粒群定位到各自的领域或位元中来将信息记录在薄膜上。但是，这种“连续介质”技术，由于域变小时会造成彼此影响的增加，并在被称为“超顺磁性”的物理效应的细微热影响下会发生禁止的自发交换，因此具有存储密度的物理性限制。

当用于数据存储分配的空间保持不变或变小时，现代电子技术需要不断提高用于数据存储的绝对量。固态存储器虽然十分密集，但比起磁性存储器，仍旧每比特要贵上大约两个数量级。

多年来，数据存储需求的不断增加导致了硬盘单位面积磁域的数量“面密度”的不断增加。因此，需要将磁性薄膜使用的平均晶粒尺寸明显减少，并使用具有高度磁异向性和矫顽力的材料来克服超顺磁性的限制。由于此类矫顽力的增加需要较高的磁场强度来写入位元，因此造成薄膜磁头中写入器的容量受到限制。由此，使用常规的磁头来成功写入的介质的最大矫顽力便具有一定的局限性，所以需要一种替代方案。

用于垂直记录介质的另一个方案被提出，是将介质的矫顽力从较软的材料至写入器介质界面来不断等级化，且离界面越远则矫顽力越高。此方案现正被推出，并预计将允许达到700-800Gb/in²的面密度。

另一种被研究的方法是使用热辅助或微波辅助记录。该技术使用局部加热来暂时减少写入工程期间的介质的矫顽力。其使用热或微波脉冲并与写入工程同步完成。目前R&D实验室中正进行各种形式的热辅助记录的研究，并可能在2012年以商业化产品被推出。

除了超顺磁性的问题以外，面密度的增加还导致交集跟踪干扰，由此对读取头降低了信噪比(S/R)。这是由于轨道之间的介质的原因，并限制了可达到的面密度。虽然新读取头的设计包含新颖的屏蔽来使交集跟踪干扰最小化，但需要不断降低运行高度，限制了该方法的最终可扩展性。

当增加面密度超过每平方英寸约800Gb(800Gb/in²)时，记录层的磁域不能再被延续，但必须被图案化于物理性离散域之中。在这种情况下，其可通过将薄膜图案化于不存在磁性介质的连续轨道之中被部分地完成，从而大大降低了相邻的记录轨道之间的磁耦合。另一种方法是使轨道之间的区域消磁，从而使磁性颗粒具磁性而不是物理性地被隔离。据此，几乎不需要改变读/写磁头技术，便可有效地将领域分离成一个二维平面，并允许面密度被增至每平方英寸约1Tb(1Tb/in²)。此外，当面密度进一步增加时，需要将轨道本身切断并被图案化于离散域或位元中。其甚至在制备较小的磁域时，将允许使用具更高矫顽力的材料来由此提高信号强度。此外将进一步允许面密度被增加至约6Tb/in²的物理限制。因此，阶段性引入图案化介质可被预计在2009-2014年之间使磁存储密度的复合年增长率达到30-40％。

用于产生离散轨道并最终产生离散位的介质的图案将一些新工程步骤引入硬盘的制备中。虽然一些从头到尾涉及全新技术的新处理顺序正在被研究，但最具发展前景的技术，是只需将新工程步骤简单地加入到现有的制备体系中。

在这种情况下，连续的磁性薄膜被涂有类似光阻的掩模材料。并使用图案化印记将纳米轨道或位域的图案印刻在掩模材料中。此类应用光阻并使用纳米印刻技术来将图案印入光阻的制备系统已通过Molecular Imprints、Obducat、EV集团等公司被销售。

此外，被印刻的掩模图案需要被转移至磁性薄膜下。其可通过一系列的消减和/或磁破坏的工程来完成，例如反应离子蚀刻(RIE)、离子束注入、离子束蚀刻(IBE)、和反应离子束蚀刻(RIBE)。当图案转移技术使盘表面凹凸不平时，该凹凸则必须被填充及平滑，使其在使用工程中不会将禁止的振动传递至读取头中从而导致飞散一些纳米。因此，所述盘可能需要图案化填充及被平滑地平整。当平滑时，所述盘通过类似类金刚石(diamond-like carbon)和润滑薄膜的保护层来完成。