(57)【要約】【課題】  インプリントによるパターン転写に伴う磁性体加工において、磁性体にダメージを与えることなく簡易に微細化を行うための磁性層加工プロセスを提供する。【解決手段】  シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー（MSQ）、水素化シルセスキオキサンポリマー（HSQ）、水素化アルキルシロキサンポリマー（HOSP）から選ばれる１つの材料からなるSOG２０１を磁性層１０３の凸部に設け、イオンミリングを行うことにより、ＳＯＧ２０１がＳｉＯ2１０２に変質し、磁性層１０３のエッチングマスクとして機能する。【選択図】  図５
2006302396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性層表面に形成された、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシル
セスキオキサンポリマー（MSQ）、水素化シルセスキオキサンポリマー（HSQ）、水素化ア
ルキルシロキサンポリマー（HOSP）から選ばれる１つの材料からなるSOG膜をパターニン
グし、凹凸構造を形成する工程と、
前記SOG膜をさらにエッチングし、前記磁性層表面を露出させる工程と、
露出した前記磁性層表面をイオンミリングによりエッチングすると同時に前記ＳＯＧ膜
をＳｉＯ2に変質させる工程と、
前記エッチングされた磁性層表面を含む前記磁性層表面に埋め込み材を形成する工程と
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
前記イオンミリングは、電子衝撃で生じたイオンを２００〜１０００ｅＶの範囲で加速
させることを特徴とする請求項１に記載の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あるいはディスクリートトラックメディア等の磁気記録媒体の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のパソコンなど情報機器の飛躍的な機能向上により、ユーザが扱う情報量は著しく
増大してきている。このような状況の下で、これまでよりも飛躍的に記録密度の高い情報
記録再生装置や集積度の高い半導体装置が求められている。
【０００３】
そこで、磁性体デバイスであるHDD(Hard Disk Drive)については、記録密度を向上させ
るために、より微細な加工技術が必要となっている。その一例として露光プロセスを用い
た従来のフォトリソグラフィー技術があり、一度に大面積の微細加工が可能である。しか
し光の波長以下の分解能を持たないため、たとえば４００ｎｍ以下の微細構造の作製は困
難である。４００ｎｍ以下レベルの加工技術としては、電子線リソグラフィーや集束イオ
ンビームリソグラフィーなどの手法が存在するが、スループットの悪さが問題であり、さ
らには微細化が進むほど装置は高価になってきている。
【０００４】
これに対してChouらによって提案されたナノインプリントリソグラフィは安価でありな
がら、１０nm 程度の解像度を有する加工技術として注目されている（特許文献１）。こ
こで、Chouらが行ったナノインプリントリソグラフィの実験の工程においては、電子ビー
ム直接描画でパターニングし、それをマスクとしてドライエッチで加工したスタンパを用
いている。そこで、シリコン上にパターン転写層として、熱可塑性樹脂のPMMA(ポリメタ
クリル酸メチル)を用いて熱サイクルナノインプリントを行い、パターンの転写を行う。
さらに酸素RIE (Reactive Ion Etching) でレジストの残さ除去を行い、シリコンの表面
を出す。その後、レジスト膜をマスクとしてエッチングを行ったり、Al等をリフトオフし
、配線に利用したりする。また、松井らはパターン転写層として、SiO2系被膜形成用塗布
液であるSOG (Spin on Glass) を用いて、室温でのインプリントを行っている（特許文献
２）。
【特許文献１】米国特許第５，７７２，９０５号公報
【特許文献２】特開２００３−１００６０９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パターンドメディアやディスクリートトラックメディア等のHDDにおいては、記録密度
を向上させるための微細な加工技術として、このレジスト膜をマスクとして磁性層をエッ
チングする必要がある。ここで、磁性層のエッチング方法としてRIEを用いるのは困難で
ある。なぜなら磁性層中の強磁性合金ベースである磁性金属Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎ
ｉをエッチングする過程で生じる中間生成物のハロゲン化物（ハロイド）は、高融点、高
沸点であり、室温での蒸気圧が極めて低く、それらの蒸発熱も大きいため、磁性層のエッ
チングにより生じたラジカル反応生成物を除去することは困難となる。そこで、磁性層の
加工にはイオンミリングを用いている。イオンミリングとは、Ａｒなどの不活性ガスをイ
オン化、電界加速し、材料表面分子を物理的に弾き飛ばすスパッタリング現象を利用した
エッチング法であり、ほとんどの物質をエッチングすることが可能である。
【０００６】
しかし、ここで問題となるのが、イオンミリングを長時間行うと磁性体にダメージを与
えてしまうことにある。例として、上記凹凸構造をもつHDDはヘッドの浮上安定性のため
に凹部埋め込みを行う必要があるが、埋め込み材として良く知られているSOGを用いると
、エッチバックに長時間のイオンミリングを要し、下部磁性層にダメージを与える要因と
なり得る。つまり、SOGは磁性層保護用のマスクとしては柔らかすぎてしまうという問題
が発生する。そこで、SOGをガラス化させる必要があるが、ガラス化させるためには４０
０℃以上の高温ベークを必要とするため、量産には向かない。
【０００７】
以上のように、従来の磁性層加工においては、磁性体へのダメージが問題となっていた
。本発明は、インプリントによるパターン転写に伴う磁性体加工において、磁性体にダメ
ージを与えることなく簡易に微細化を行うための磁性層加工プロセスを提供することを目
的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために本発明の磁気記録媒体の製造方法は、磁性層表面に形成さ
れた、シリカガラス、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマ
ー（MSQ）、水素化シルセスキオキサンポリマー（HSQ）、水素化アルキルシロキサンポリ
マー（HOSP）から選ばれる１つの材料からなるSOG膜をパターニングし、凹凸構造を形成
する工程と、前記SOG膜をさらにエッチングし、前記磁性層表面を露出させる工程と、
露出した前記磁性層表面をイオンミリングによりエッチングすると同時に前記ＳＯＧ膜
をＳｉＯ2に変質させる工程と、前記エッチングされた磁性層表面を含む前記磁性層表面
に埋め込み材を形成する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、４００℃以上の高温ベークを用いずに磁性層凸部表面保護のためのＳｉ
Ｏ2を作成することができるため、SOGのエッチバック時の磁性体のダメージを低減するこ
とができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の磁気記録媒体について、図面を用いて詳述する。
【実施例１】
【００１１】
本発明の垂直磁気記録型の磁気記録媒体の製造方法について、図１〜６を用いて説明す
る。ここでは、一例として１トラックが１２０セクタで構成され、１セクタが１００００
ビットで構成された、１００kTPI(track per inch)の磁気記録媒体を作成する。
【００１２】
まず、図１に示すように、直径が２．５インチの結晶化ガラス基板（図示せず）上に形
成された磁性層１０３上にエッチングマスクとしてSOG２０１を１００μｍの厚さに塗布
する。ここで、磁性層１０３は次のようにして形成される。まずガラス基板上に軟磁性体
からなるSUL層（図示せず）を５０nm程度成膜する。ここでSUL層の材料としては、例えば
ＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、及びＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。次にSUL
層上に非磁性体からなる中間層（図示せず）を１０〜２０ｎｍ程度の厚さに成膜する。中
間層の材料としては、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、あるいはこれらを含む合金、あ
るいはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。そして、中間層の上に記録層（図
示せず）を２０ｎｍ程度の厚さに成膜する。記録層の材料としては、CoCrPtを挙げること
ができる。これらSUL層、中間層、記録層とで垂直二層媒体の磁性層１０３が構成される
。
【００１３】
また、ガラス基板の材料としては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。ま
たSOGとしては、シロキサンの化学構造によって、シリカガラス、アルキルシロキサンポ
リマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー（MSQ）、水素化シルセスキオキサンポリ
マー（HSQ）、水素化アルキルシロキサンポリマー（HOSP）などを用いることができる。S
OG２０１はこれらの溶液と形成される膜となっている。
【００１４】
次に、図２に示すように、SOG２０１表面に凹凸形状のパターンを形成する。パターン
の形成方法は、光露光リソグラフィー、電子線リソグラフィーや集束イオンビームリソグ
ラフィー、X線リソグラフィー、ナノインプリントリソグラフィー等があるが、４００ nm
以下の微細パターンを形成するには、量産性の面からナノインプリントリソグラフィを用
いることが好ましい。具体的にナノインプリントリソグラフィの製造工程を次に示す。ま
ず、インプリントを行うにあたり、フッ素系の剥離材であるパーフルオロアルキル誘導体
をスタンパにディップし、インプリント時のスタンパとSOG２０１との離型性を高める。
そのため、パーフルオロアルキル誘導体とニッケル製スタンパとの密着性を上げる必要が
あるが、４０℃以上で５分間アッシャーによりスタンパを酸化させる。ここで、パーフル
オロアルキル誘導体として、パーフルオロポリエーテル(HOOC − CF2 − O − (CF2 − C
F2 − O)m − (CF2 − O)n − CF2 − COOH)をGALDEN − HT70、(ソルベイソレクシス社)
で希釈した溶液を用いる。パーフルオロアルキル誘導体が入っているルーバーを用いて、
前記スタンパにパーフルオロアルキル誘導体を被覆する。その後、１５０℃で１０分間窒
素雰囲気中にてアニールする。一方、前記磁性体上にはSOG２０１(例えば、OCD T − 7 8
000T；東京応化工業株式会社製)を６０００ｒｐｍでスピンコートする。その後１００℃
で２０分間プリベークを行い、SOG２０１をインプリントに適度な硬度としスタンパを２
０００ｂａｒで１分間プレスすることによって、SOG２０１にそのパターンを転写する。
【００１５】
次に図３に示すように、フッ素系ガスによる反応性イオンエッチング（RIE）によりス
タンパにより形成されたSOG２０１凹部のエッチングを行い、磁性層１０３の表面を露出
させる。ここで、フッ素系ガスとは、CF4、SF6 などSOGをエッチングできるものであれば
特に限定されない。SOGに転写された凹凸形状をできるだけ変化させずに残渣除去するに
は、減圧雰囲気中での高密度のプラズマソースRIEが好適である。ICP（誘導結合プラズマ
）やECR（電子サイクロトロン共鳴）エッチング装置を用いても良い。
【００１６】
SOG２０１エッチング後、図４（ａ）に示すように、磁性層１０３のエッチングを行う
。磁性層１０３のエッチングにはイオンミリングを用いる。イオンミリングとは電子衝撃
で生じたイオンを２００〜１０００eVの範囲で加速させ、イオンの物理的な運動エネルギ
ーを利用してエッチングする方法である。本実施例ではイオンとしてArを用いる。磁性層
１０３中の記録層のダメージを無くし、エッチングされた記録層材料の再付着（リデポ）
現象を抑えるために、イオン入射角を30°、70°と変化させてエッチングを行う。そのた
め図４（ｂ）（図４（ａ）の丸枠内の拡大図）に示すように、磁性層１０３側壁が４０〜
７５度程度のテーパー角αを有する。
【００１７】
イオンミリングの際に、イオンの物理的な運動エネルギーがSOG２０１に加わることに
より、４００度以上の高温ベーキングを行わずに、イオンミリングと同時にSOG２０１を
ガラス転移化させることが出来る。よって磁性層１０３の凸部パターン上部に残ったSOG
２０１がガラス転移化してSiO2１０２となる。ここで、エッチングガスは本実施例のよう
にエッチングレートが早く、安価で取り扱いが楽なArガスを用いることが好ましいが、He
、Xe、N2 等不活性ガスであればよく、特に限定されない。
【００１８】
次に図５に示すように、SiO2１０２、磁性層１０３から構成されるパターン凹部をSOG
またはＳｉＯ2からなる埋め込み層１０１によって埋め込む。ここで、磁性体凸部マスク
にはSiO2からなる保護マスクがあるため、埋め込み層１０１の材料としては、埋め込み形
状の良いSOGを用いる。また、SiO2膜をスパッタもしくはバイアススパッタで埋め込むこ
とも可能である。
【００１９】
埋め込み層１０１形成後、図６に示すように、埋め込み層１０１、SiO2１０２をイオン
ミリング等の方法でエッチバックすることにより、埋め込み層１０１及び磁性層１０３表
面を平坦化する。
【００２０】
最後に図７に示すように、少なくとも磁性層１０３表面に、sp3結合炭素の割合が大き
いＤＬＣ（Diamond-like Carbon）からなる、膜厚３〜４ｎｍ程度のカーボン保護膜１０
４、及び膜厚１ｎｍ程度の液体潤滑層１０５をこの順で形成する。カーボン保護膜１０４
の形成方法としてはグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法あるいは化学気相
成長（ＣＶＤ）法を挙げることができる。本実施例では、よりsp3結合炭素に富んだカー
ボン保護膜１０４を形成するため、ＣＶＤ法を用いた。また、液体潤滑層１０５は、パー
フルオロポリエーテル等からなる潤滑剤で満たされた容器に磁性層１０３表面を含浸させ
ることにより形成される。以上の工程により、磁気記録媒体は完成する。
【００２１】
図８は、図４の工程においてArイオンがSOG２０１に衝突することによりガラス転移化
しているかどうかを確認するため赤外分光分析法（FT-IR）により測定した結果を示す図
である。図８によれば、イオンミリング前に波数3500cm-1付近に見られていた有機物のピ
ークが、イオンミリング後には消えていることが確認された。
【００２２】
実施例１で作製した磁気記録媒体と、従来の製造方法により、磁性層１０３凸部上部
にSOGをガラス化させたSiO2保護マスクが無い状態でArイオンミリングによるエッチバッ
クを行った磁気記録媒体の磁気異方性定数（Ku）の比較を行った。従来の製造方法による
磁気記録媒体は、SF6ガスにより保護マスクを剥離した状態で磁性体凹部にSOGを埋め込み
、Arイオンミリングで8〜10分間エッチバックしたものである。従来の製造方法によって
形成された磁気記録媒体においては、Kuは5.1×105  (erg/cc) であったが、実施例1およ
び実施例2で作製したディスクリート媒体においては、Kuは2.0×106  (erg/cc) と増加し
た。
【００２３】
次に、実施例１の製造方法により製造した磁気記録媒体と従来の製造方法により製造し
た磁気記録媒体とのTEM観測を行った。図９に実施例１の磁気記録媒体のTEMイメージ、図
１０に従来の磁気記録媒体のTEMイメージを示す。ここで、磁性層１０３凸部にSiO2保護
マスクが無い従来の磁気記録媒体においては、図１０に示すように磁性層１０３凸部の内
層部は明瞭な格子像が見られるものの表層部はアモルファス状の像が見られた。一方実施
例1で作製した磁気記録媒体においては、図９に示すように内層部、表層部共に明瞭な格
子像が得られる。すなわち、磁性層１０３凸部にSiO2保護マスクが無いと長時間のイオン
ミリングによるエッチバックにより、直下の磁性体がダメージを受けて、磁性体がアモル
ファス化してしまうことがわかる。
【００２４】
さらに、実施例１の方法で作製された磁気記録媒体から構成された磁気記録装置を用い
て、記録再生特性の評価を行ったところ、加工前の媒体から見積もったSNRと同程度の信
号が得られ、イオンミリングを用いた磁性体加工時のダメージが無いことが確認された。
【００２５】
以上、本実施例の磁気記録媒体の製造方法によれば、SOG１０２として、シリカガラス
、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー（MSQ）、水素化
シルセスキオキサンポリマー（HSQ）、水素化アルキルシロキサンポリマー（HOSP）から
選ばれる１つの材料を用いることにより、磁性層１０３のエッチングの際、エッチャント
としてのイオンがSOG１０２をガラス転移化させることにより、同時にエッチングマスク
となるため、エッチングマスク作成のためのSOGの高温ベークが不要となる。
【００２６】
なお、上述した各実施例は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例
示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を
実施例に開示されたもののみに特定するものではない。本発明はその要旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１の磁気記録媒体の製造工程図である。
【図２】本発明の実施例１の磁気記録媒体の製造工程図である。
【図３】本発明の実施例１の磁気記録媒体の製造工程図である。
【図４】本発明の実施例１の磁気記録媒体の製造工程図である。
【図５】本発明の実施例１の磁気記録媒体の製造工程図である。
【図６】本発明の実施例１の磁気記録媒体の製造工程図である。
【図７】本発明の実施例１の磁気記録媒体の製造工程図である。
【図８】本発明の実施例１の製造方法で作成した磁気記録媒体を赤外分光分析法（FT-IR）により測定した結果を示す図である。
【図９】本発明の実施例１の磁気記録媒体の断面TEMイメージである。
【図１０】従来の磁気記録媒体の断面TEMイメージである。
【符号の説明】
【００２８】
１０１  …  埋め込み層
１０２  …  ＳｉＯ2
１０３  …  磁性層
１０４  …  カーボン保護膜
１０５  …  液体潤滑層
２０１  …  ＳＯＧ
【図１】
2006302396.tif 000003
【図２】
2006302396.tif 000004
【図３】
2006302396.tif 000005
【図４】
2006302396.tif 000006
【図５】
2006302396.tif 000007
【図６】
2006302396.tif 000008
【図７】
2006302396.tif 000009
【図８】
2006302396.tif 000010
【図９】
2006302396.tif 000011
【図１０】
2006302396.tif 000012