(57)【要約】【課題】磁性層の酸化による非磁性化や、フッ素化合物残存によるアフターコロージョンのないパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法を提供する。【解決手段】基板表面に磁性層および第１の保護層を含む磁気記録媒体中間体を準備する準備工程と、所定のパターンを有するマスクを用いて前記磁気記録媒体中間体の、第１の保護層及び磁性層を部分的に除去して凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成工程と、凹凸パターンの全表面に第２の保護層を形成する第２保護層形成工程と、凹凸パターンの凹部に非磁性材料を充填し、かつ、凸部表面にも非磁性材料層を形成する非磁性材料充填工程と、凸部表面の非磁性材料層、第２の保護層及びマスクを除去して、平坦な表面を有するパターンドメディア型磁気記録媒体を形成する平坦化工程とを含むことを特徴とするパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。【選択図】図１
2010123224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面に少なくとも磁性層および第１の保護層を含む磁気記録媒体中間体を準備する準備工程と、
所定のパターンを有するマスクを用いて前記磁気記録媒体中間体の、第１の保護層及び磁性層を部分的に除去して凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成工程と、
凹凸パターンの全表面に第２の保護層を形成する第２保護層形成工程と、
凹凸パターンの凹部に非磁性材料を充填し、かつ、凸部表面にも非磁性材料層を形成する非磁性材料充填工程と、
凸部表面の非磁性材料層、第２の保護層及びマスクを除去して、平坦な表面を有するパターンドメディア型磁気記録媒体を形成する平坦化工程と
を含むことを特徴とするパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記平坦化工程が、イオンビームエッチングにより非磁性材料層を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
前記平坦化工程が、反応性ガスを用いる反応性イオンエッチングにより第２の保護層を除去する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
前記平坦化工程が、反応性ガスを用いる反応性イオンエッチングによりマスクを除去する工程を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
前記平坦化工程において、導入する反応性ガスが酸素あるいはオゾンを含有するガスであることを特徴とする請求項３または４に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。
【請求項６】
前記第２保護層形成工程において形成する第２の保護層の厚みを磁性層凸部上面および凹部の底面で２ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスク等の磁気記録媒体はその記録密度を向上させるため、構成材料の変更、記録層の粒子微細化、ヘッドの小型化あるいは垂直磁気記録方式などさまざまな施策がとられているが、記録密度の向上は限界に達しつつある。
【０００３】
そこで、更なる記録密度の向上には、磁気記録層を微細な凹凸パターンに加工してなる、ディスクリートトラック型やビットパターン型などのパターンドメディア型の磁気記録媒体が提案されている。
【０００４】
パターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法の一つとして、従来のパターンドメディア型磁気記録媒体における樹脂マスク層を加工マスクとした凹凸パターン形成工程の基板断面概略図を図２に示す。図２に於いては、磁気記録媒体として、基板１０の上に軟磁性層１１、シード層１２、中間層１３、磁性層１４、第１の保護層１５が形成されたものを用いた。シード層１２は中間層１３の結晶配向を制御する層であり、中間層１３は磁性層１４の磁区配向を制御する層である。
【０００５】
このパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法においては、まず、図２（ａ）に示すように、保護層１５の上に紫外線硬化型、熱可塑性あるいは熱硬化型などの樹脂材料を塗布して、マスク層１６を形成する。
【０００６】
次いで、図２（ｂ）に示すように、ナノインプリント成型により樹脂材料からなるマスク層１６に凹凸パターンを形成する。また、紫外線硬化型のフォトレジストを用いて、レーザー描画あるいはフォトマスク露光により、この樹脂材料からなるマスク層１６にパターンを形成してもよい。
【０００７】
パターンを形成したマスク層１６をマスクとして用い、イオンビームエッチングまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などによって、マスク層１６の凹部の樹脂残膜を除去し、さらに、第１の保護層１５及び磁性層１４を部分的に除去する。
【０００８】
図２（ｃ）は樹脂材料の凹部の樹脂残膜を除去した状態を示し、図２（ｄ）は、第１の保護層１５及び磁性層１４を部分的に除去した状態を示している。
【０００９】
その後、樹脂材料を酸素プラズマやオゾンプラズマ、フッ素系ガスなど反応性のエッチングを用いて除去し、凹部を非磁性層で充填し、非磁性層を平坦化した後、全面にカーボン系保護層を形成する。図２（ｅ）は、マスク層１６を除去した状態を示し、図２（ｆ）は、凹部を完全に非磁性層１８で充填し、さらに凸部の上にも非磁性層１８を形成した状態を示している。図２（ｇ）は、凸部の上の非磁性層１８を除去し、凹部の非磁性層１８の上面と第１の保護層１５の上面が等しい高さになるように非磁性層１８を平坦化した状態を示す。図２（ｈ）は、平坦化された非磁性層１８と第１の保護層１５の上にカーボン系保護層１９を形成した状態を示している。
【００１０】
マスク層１６の除去にフッ素系ガス等を用いた場合、マスク層１６を除去する際に磁性層１４の側壁が腐食するのを防ぐために、マスク層１６を残したまま非磁性材料を埋め込み、平坦化することも行われている。
【００１１】
また、マスク層１６を除去してから磁性層凹部を覆うようにＤＬＣ（Diamond Like Carbon)を成膜した後、非磁性材料を凹部に充填する製造方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、樹脂材料からなるレジストをエッチングマスクとして用いて磁性層をエッチングしてパターンを形成した後、磁性層の側面を露出させた状態でエッチングマスクである樹脂材料を、酸素プラズマを用いて除去している。
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−１２０２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、特許文献１のように、磁性層が露出した状態でエッチングマスクである樹脂材料を、酸素プラズマを用いて除去すると、磁性層の側壁が酸化して非磁性化し、有効な磁気記録トラック幅が減少してしまう。
【００１４】
また、エッチングマスクがＳＯＧ（スピンオングラス）の場合、フッ素系ガスを用いて除去すると磁性層の側壁にフッ素化合物が生成し、これが腐食（アフターコロージョン）発生の原因となるという問題がある。
【００１５】
また、磁性層が露出した状態でＳＯＧ等の非磁性材料を充填すると、充填材に含まれるＯＨ基により磁性層が腐食するという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような状況に鑑み、本発明は磁性層の酸化による非磁性化や、フッ素化合物残存によるアフターコロージョンのないパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。
【００１７】
即ち、本発明のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法は、基板表面に少なくとも磁性層および第１の保護層からなる磁気記録媒体における第１の保護層及び磁性層を所定のパターンを有するマスクを用いて部分的に除去して凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成工程と、形成された凹凸パターンの凹部に非磁性材料を充填し、かつ、凸部表面にも非磁性材料からなる層を形成する非磁性材料充填工程と、磁性層凸部上面の非磁性材料からなる層を除去し、かつ基板表面を平坦にする平坦化工程を有するパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法において、凹凸パターン形成工程後、非磁性材料充填工程前に前記マスクを残したまま磁性層凹部の側面および凹部底面に第２の保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、基板表面の平坦化時に酸素やフッ素系ガスなどの反応性ガスを使用しても、加工される磁性層の側壁は反応性ガスに曝されることがなく、充填材が磁性層に接触することもないので、磁性層の酸化による非磁性化や、フッ素化合物残存によるアフターコロージョンの無いパターンドメディア型磁気記録媒体の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を引用しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１は、本発明のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法の１実施形態の工程を示す基板断面概略図である。
【００２１】
図１（ａ）は図２（ｄ）の第１の保護層および磁性層をエッチングにより除去した状態の磁気記録媒体の上面に第２の保護層を形成した状態を示す図である。
【００２２】
この実施形態においては、図２に示したものと同様に、基板１０の上に軟磁性層１１、シード層１２、中間層１３、磁性層１４、第１の保護層１５が形成されたものを用いて磁気記録媒体を製造した。
【００２３】
この基板１０は、好ましくは非磁性であり、磁気記録媒体の製造に従来から用いられている任意の材料を用いることができる。たとえば、ガラス、Ｎｉ−Ｐめっきを施されたアルミ合金、あるいはセラミック、プラスチックなどの材料を用いて作製された基板を用いることができる。
【００２４】
基板１０と軟磁性層１１の間に非磁性下地層を任意選択的に設けてもよく、この非磁性下地層は、Ｔｉ、またはＣｒＴｉ合金のようなＣｒを含む非磁性材料を用いて形成することができる。
【００２５】
軟磁性層１１としては、ＦｅＴａＣ、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金などの結晶性材料；ＦｅＴａＣ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＰなどの微結晶性材料；またはＣｏＺｒＮｄ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を用いて形成することができる。軟磁性層は、垂直磁気記録媒体において、磁気ヘッドの発生する垂直方向磁界を磁気記録層に集中させる機能を有する。軟磁性層の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、おおむね５〜１００ｎｍであることが、生産性との兼ね合いから望ましい。
【００２６】
シード層１２は中間層１３となるＲｕなどの結晶配向を制御する結晶性の層であり、ＮｉＦｅＡｌ、ＮｉＦｅＳｉ、ＮｉＦｅＮｂ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＮｂＢ、ＮｉＦｅＭｏ、ＮｉＦｅＣｒなどのようなパーマロイ系材料；ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅＳｉ、ＣｏＮｉＦｅＢ、ＣｏＮｉＦｅＮｂなどのようなパーマロイ系材料にＣｏをさらに添加した材料；Ｃｏ；あるいはＣｏＢ，ＣｏＳｉ，ＣｏＮｉ，ＣｏＦｅなどのＣｏ基合金を用いて形成することができる。シード層は、磁気記録層の結晶構造を制御するのに充分な膜厚を有することが望ましく、通常の場合、１０ｎｍ以下の厚みでスパッタリング法により成膜されることが望ましい。
【００２７】
中間層１３は磁気記録層の磁区配向を制御する層であり、このためにシード層１２により結晶配向される。この中間層１３はＲｕ、もしくはＲｕを主成分とする合金を用いて形成することができる。中間層１３は、１〜１０ｎｍの厚みを有する層であり、スパッタリング法などにより成膜される。このような膜厚とすることによって、磁気記録層の磁気特性や電磁変換特性を劣化させることなしに、高密度記録に必要な特性を磁気記録層に付与することが可能となる。
【００２８】
磁性層１４は磁区配向されて磁気記録層となる層であり、好適には、少なくともＣｏとＰｔを含む合金の強磁性材料を用いて形成することができる。強磁性材料の磁化容易軸は、磁気記録を行う方向に向かって配向していることが必要である。たとえば、垂直磁気記録を行うためには、磁気記録層の材料の磁化容易軸（六方最密充填（ｈｃｐ）構造のｃ軸）が、記録媒体表面（すなわち基体の主平面）に垂直方向に配向していることが必要である。磁気記録層は、たとえばＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａなどの合金材料を用いて形成することができる。磁気記録層の膜厚は、特に限定されるものではない。しかしながら、生産性および記録密度向上の観点から、磁気記録層は、５〜５０ｎｍの膜厚を有し、スパッタリング法などにより成膜される。
【００２９】
第１の保護層１５はＤＬＣなどのカーボンからなる厚み１０ｎｍ以下の層であり、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などにより成膜される。
【００３０】
最初に、従来のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法と同様にして、第１の保護層１５の上に、紫外線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは熱硬化型樹脂などの樹脂材料、あるいはＳＯＧを塗布して、膜厚５０〜２００ｎｍのマスク層１６を形成する。マスク層１６は、スピンコートまたはスプレーコートなどの方法によって形成することができる。
【００３１】
次いで、マスク層１６に、所定の形状の凹凸パターンを形成する。凹凸パターンの形成は、ナノインプリント成型により実施してもよい。あるいはまた、マスク層１６が紫外線硬化型樹脂で形成されている場合、電子ビーム描画あるいはフォトマスクを用いた露光によって、凹凸パターンを形成してもよい。
【００３２】
パターンドメディアの凹凸パターンは，トラック方向に凹凸を形成するディスクリートトラックメディア型のパターンとしてもよく、ビットパターン型としてもよい。
【００３３】
ナノインプリント成型によりマスク材料に凹凸パターンを形成する場合、マスク材料の塗布厚さは、ナノインプリントによるモールドの凹凸パターンの高さによって変更する必要があり、凹凸パターンの高さ±１０ｎｍ程度が最適である。
【００３４】
次いで、凹凸パターン形成工程において、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等の不活性ガスによるイオンビームエッチングあるいは反応性ガスを用いる反応性イオンエッチングなどによりマスク層１６の凹部の樹脂残膜を除去し、第１の保護層１５及び磁性層１４を部分的に除去する。
【００３５】
イオンビームエッチングの場合、基板角度はイオンビームの入射方向に垂直な面に対して０°〜７０°とすることが好ましい。
【００３６】
次に、図１（ａ）に示すように、磁性層１４、第１の保護層１５、およびマスク層１６が積層されている凸部、ならびに中間層１３の表面が露出した凹部が形成された磁気記録媒体中間体の表面に、マスク層１６を除去しない状態で、マスク層１６も覆うように、第２の保護層１７を成膜する。第２の保護層１７の材料として、たとえば、ＤＬＣなどを用いることができる。第２の保護層１７は、スパッタリングまたはＣＶＤにより形成することができる。第２の保護層１７の膜厚は、凸部表面および凹部底面の両方において２ｎｍ以上であることが好ましい。
【００３７】
次に、非磁性材料充填工程において、凹部を充填するように非磁性材料１８を膜厚が２０〜１００ｎｍとなるように成膜する。この非磁性材料１８としては、例えば、ＳｉＯ2を例示でき、ＳｉＯ2の成膜法としては、スパッタリングまたはＰＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）を挙げることができる。
【００３８】
図１（ｂ）に示すように、この成膜により、非磁性材料１８は前記凹部を充填し、かつ、凸部表面にも成膜されている。
【００３９】
スパッタリングまたはＰＣＶＤによるＳｉＯ2の成膜の代わりに、ＳＯＧをスピンコートにより充填してもよい。この場合、第２の保護層があるのでＳＯＧはプロセスを通して磁性層に接触することがなく、ＳＯＧに含まれるＯＨ基により磁性層が腐食することはない。
【００４０】
次に平坦化工程において、凸部に形成された非磁性材料１８、第２の保護層１７およびマスク層１６を除去して、平坦な表面を有するパターンドメディア型磁気記録媒体を作製する。最初に、イオンビームエッチングにより、凸部に形成された非磁性材料１８を除去して、第２の保護層１７を露出させる。この工程は、Ａｒなどの不活性ガスの雰囲気で実施し、当該不活性ガスのイオンによって非磁性材料１８をエッチングする。このエッチングによって凸部に形成された非磁性材料１８が除去される。同時に凹部に充填された非磁性材料１８もエッチングされるが、斜め入射のイオンエッチングを行うことにより凹部に充填された非磁性材料１８は凸部に形成された非磁性材料１８に比べてエッチングされる量も少なくてすむ。
【００４１】
この状態に達したら、第２の保護層１７のエッチングレートが非磁性材料１８のエッチングレートよりも十分速くなる反応性ガスを導入する。このような反応性ガスとして酸素あるいはオゾンを含有するガスを用いることができ、イオンビームエッチングの雰囲気ガスとしてＡｒを用いた場合は酸素あるいはオゾンとＡｒの混合ガスにすることにより反応性ガスの濃度調節を行うことができる。このＯ2あるいはオゾンとＡｒの混合ガスにおける両ガスの混合比は１０：１〜１０：１０とすることが好ましい。この反応性イオンエッチングにより、凸部の上のマスク層１６を露出させる。第２の保護層１７のＤＬＣが全てエッチングされた時点で、ＳｉＯ2はほとんどエッチングされていないため、基板表面の凹凸は１５ｎｍ程度に減少する。マスク層１６を露出させた状態を図１（ｄ）に示す。
【００４２】
次いで、さらにエッチングを続けて凸部の上のマスク層１６を除去する。マスク層１６が樹脂材料からなる場合は、第２の保護層１７のエッチングに用いた反応性ガス、例えばＯ2を用いた反応性エッチングにより平坦化を行う。この時も、ＳｉＯ2はほとんどＯ2プラズマでエッチングされないため、基板表面の凹凸は５ｎｍ以下となる。凸部の上のマスク層を除去して第１の保護層１５を露出させたら反応性ガス導入を停止してエッチングを終了させる。凸部の上のマスク層を除去して第１の保護層１５を露出させた状態を図１（ｅ）に示す。なお、第２の保護膜１７の露出、マスク層１６の露出及び第１の保護層１５の露出は、エッチングレートと各膜厚から分かるエッチング時間で管理する。
【００４３】
エッチングマスクがＳＯＧの場合は、ＳＯＧのエッチングガスにＣxＦy系、ＣxＨyＦz系のガスを用いた反応性エッチングにより平坦化を行う。このようなガスの具体例として、ＣＦ4を例示することができる。ＡｒとＣＦ4の混合比は１０：１〜１０：１０とすることが好ましい。
【００４４】
この場合も、最終的な基板表面の凹凸は５ｎｍ以下となる。
【００４５】
従来の製造方法の場合、基板表面の凹凸を５ｎｍ以下とするには充填するＳｉＯ2の膜厚が４０ｎｍ以上必要であるが、本発明では２０ｎｍで平坦化が可能となり、ＳｉＯ2の薄膜化に必要な時間を短縮できる。
【００４６】
最後に第３の保護層１９として例えば、ＤＬＣなどのカーボン性材料をＣＶＤ法により成膜し、その上にスパッタリングによりカーボンを成膜する（第３保護層形成工程）。
【００４７】
これらの工程により、アフターコロージョンの無い生産性のよいパターンドメディア型磁気記録媒体の製作が可能となることがわかる。
【実施例】
【００４８】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに説明する。
【００４９】
＜実施例１＞
本実施例においては、基板材料としてガラスを用い、基板１０の上にＣｏＺｒＮｂからなる軟磁性層１１を４５ｎｍ形成した。
【００５０】
次にこの軟磁性層１１の表面に、Ｒｕからなる中間層１３の結晶配向を制御するためにＣｏＮｉＦｅＳｉからなる結晶性のシード層１２を５ｎｍ形成した。
【００５１】
続いてＲｕからなる中間層１３をスパッタリング法により厚み１０ｎｍになるように成膜した。
【００５２】
その後、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2からなるグラニュラー層を８ｎｍ形成し、その上にＲｕを０．２ｎｍ形成し、さらにその上にＣｏＣｒＰｔＢを８ｎｍ形成して、垂直磁気記録層（磁性層）１４とした。
【００５３】
その後、第１の保護層１５としてＤＬＣをＣＶＤ法により３．５ｎｍ成膜した。
次に、マスク層１６としてアクリル樹脂をスピンコート法により５０ｎｍの厚みで塗布した後、ナノインプリント成型によりマスク層材料に凹凸パターンを形成した。
【００５４】
パターンドメディアの凹凸パターンは、トラック方向に凹凸を形成するディスクリートトラックメディア型のパターンとし、パターンピッチを６０ｎｍとして形成した。
【００５５】
引き続き、不活性ガスによるイオンビームエッチングを用いて、ＤＬＣからなる第１の保護層１５及び磁性層１４の加工を行った。即ち、マスク層１６で覆われていない部分の第１の保護層１５及び磁性層１４をエッチングした。不活性ガスとしてＡｒを用い、電流密度は０．４ｍＡ／ｃｍ2とした。基板角度はイオンビームの入射方向に垂直な面に対して３０°とした。
【００５６】
次にマスク層１６を除去しない状態で、マスク層１６上にも被さるようにＤＬＣからなる第２の保護層１７をＣＶＤ法により５ｎｍの厚みで成膜した。
【００５７】
さらに、凹部を充填するように非磁性材料１８であるＳｉＯ2をスパッタリングにより３０ｎｍ成膜した。この段階で基板表面の凹凸は２０ｎｍ程度であった。
【００５８】
次に、Ａｒイオンビームエッチングを用いて凸部上面の非磁性材料１８を除去し、第２の保護層１７を露出させた。第２の保護層１７が露出した段階で、混合比を２：１としたＡｒとＯ2の混合ガスを導入して露出した第２の保護層１７をエッチングした。反応性ガスとしてＯ2を含有するガスを用いると、第２の保護層１７のエッチングレートが非磁性材料１８のエッチングレートよりも十分速くなる。
【００５９】
ＤＬＣからなる第２の保護層１７が全てエッチングされた時点で、ＳｉＯ2はほとんどエッチングされていないため、基板表面の凹凸は１５ｎｍ程度に減少する。なお、第２の保護層１７の露出、マスク層１６の露出及び第１の保護層１５の露出は、エッチングレートと各膜厚から分かるエッチング時間で管理した。
【００６０】
次いで、第２の保護層１７が全てエッチングされて露出したマスク層１６を、同条件のO2プラズマでエッチングして第１の保護層１５を露出させた。非磁性材料１８と第１の保護層１５とで構成された基板表面の凹凸は５ｎｍ以下となった。
【００６１】
最後にＤＬＣをＣＶＤ法により２ｎｍ成膜し、その上にスパッタリングによりカーボンを０．５ｎｍ成膜して第３の保護層１９を形成した。
【００６２】
このようにして、アフターコロージョンの無い、生産性のよいパターンドメディア型磁気記録媒体が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法の１実施形態である工程を示す基板断面模式図である。
【図２】従来のパターンドメディア型磁気記録媒体製造方法の工程を示す基板断面模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０・・・基板
１１・・・軟磁性層
１２・・・シード層
１３・・・中間層
１４・・・磁気記録層（磁性層）
１５・・・第１の保護層
１６・・・マスク層
１７・・・第２の保護層
１８・・・非磁性材料
１９・・・第３の保護層
【図１】
2010123224.tif 000003
【図２】
2010123224.tif 000004