(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に磁気記録層を形成する工程と、
前記磁気記録層上にカーボンを含有する第１のマスク層を形成する工程と、
前記第１のマスク層上に、ケイ素、及びケイ素の含有が５０％以上であるケイ素化合物のうち１つの第２のマスク層を形成する工程と、
前記第２のマスク層上にモリブデンを含有する剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に、カーボンを含有する第３のマスク層を形成する工程と、
前記第３のマスク層上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をパターニングして凹凸パターンを設ける工程と、
前記凹凸パターンを前記第３のマスク層へ転写する工程と、
前記凹凸パターンを前記剥離層へ転写する工程と、
前記凹凸パターンを前記第２のマスク層へ転写する工程と、
前記剥離層をウェットエッチングにより除去し、前記磁気記録層上から第３のマスク層およびレジスト層を剥離する工程と、
前記凹凸パターンを前記第1のマスク層へ転写する工程と、
前記凹凸パターンを前記磁気記録層へ転写する工程と、
前記磁気記録層上に残存した前記第１のマスク層を剥離する工程とを具備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】
前記第１のマスク層の膜厚が２０ｎｍから４０ｎｍであ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。
【請求項３】
前記レジスト層は、少なくとも２種類の異なるポリマー鎖を有する自己組織化膜であることを特徴とする請求項１または２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】
本発明の実施形態は、磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
パターンド媒体は、１０ｎｍ以下の浮上量で浮上した記録再生ヘッドであり、媒体の表面性が重要である。記録再生ヘッドを安定浮上させるためには、加工時に必要なハードマスクを完全に取り除く必要があり、剥離後にはプロセス中に発生するパーティクルを取り除き、基板表面の平坦性をあげる必要がある。ハードマスクを取り除く方法には、真空中で剥離を行うドライ剥離と、溶液を用いて行うウエット剥離が存在する。
【０００３】
ウエット剥離はパーティクルを除去する点で効果的であるが、剥離時に露出した記録層に剥離薬剤が接触し、記録層へダメージが入る問題がある。また、剥離処理のため加工された基板を大気暴露する必要があり、記録層表面に酸化被膜ができる問題がある。一方、ドライ剥離では、材質の異なるパーティクルを完全に除去することは難しく、また、完全に除去する場合、剥離中に記録層へダメージが入ることがある。
【０００４】
また、単に磁気記録媒体上にドライ剥離層／ウエット剥離層／パターニング層を積層した媒体を用いドライ剥離層へパターンを転写する前にウエット剥離を行った場合、パターンは全て剥離されてしまう。一方、ドライ剥離層へパターンを転写した場合、磁気記録媒体表面が露出し、ウエット剥離の溶液による磁気記録層へのダメージが入る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２１０３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、磁気記録層のダメージ及びダストの残留を抑制して磁気記録層のパターン加工が可能な磁気記録媒体の製造方法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】
【０００７】
実施形態によれば、基板上に磁気記録層を形成する工程と、
前記磁気記録層上にカーボンを含有する第１のマスク層を形成する工程と、
前記第１のマスク層上に、ケイ素、及びケイ素の含有が５０％以上であるケイ素化合物
のうち１つ第２のマスク層を形成する工程と、
前記第２のマスク層上にモリブデンを含有する剥離層を形成する工程と、
前記剥離層上に、カーボンを含有する第３のマスク層を形成する工程と、
前記第３のマスク層上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層をパターニングして凹凸パターンを設ける工程と、
前記凹凸パターンを前記第３のマスク層へ転写する工程と、
前記凹凸パターンを前記剥離層へ転写する工程と、
前記凹凸パターンを前記第２のマスク層へ転写する工程と、
前記剥離層をウェットエッチングにより除去し、前記磁気記録層上から第３のマスク層
およびレジスト層を剥離する工程と、
前記凹凸パターンを前記第1のマスク層へ転写する工程と、
前記凹凸パターンを前記磁気記録層へ転写する工程と、
前記磁気記録層上に残存した前記第１のマスク層を剥離する工程とを具備することを特
徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の一例を表す図である。
【図２】実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の他の一例を表す図である。
【図３】記録ビットパターンの例を模式的に表す図である。
【図４】磁気記録媒体の剥離液への浸漬時間とＭｓとの関係を表すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照し、実施形態をより詳細に説明する。
【００１０】
図１（ａ）ないし図１（ｉ）に、実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を示す。
【００１１】
実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法は、図１（ａ）に示すように、基板１上に磁気記録層２を形成する工程、磁気記録層２上に、多層のマスク層３，４，５，６を積層する工程及び、図１（ｂ）ないし図１（ｈ）に示すように、多層のマスク層３，４，５，６をパターニングする工程を含む。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、多層のマスク層３，４，５，６を積層する工程は、第１のマスク層３を形成する工程、第１のマスク層３上に第２のマスク層４を形成する工程、第２のマスク層４上に剥離層５を形成する工程、剥離層５上に第３のマスク層６を形成する工程、及び第３のマスク層上にレジスト層７を形成する工程を含む。
【００１３】
多層のマスク層３，４，５，６をパターニングする工程は、レジスト層７をパターニングして凹凸パターンを設ける工程（図１（ｂ））、エッチングにより凹凸パターンを第３のマスク層６へ転写する工程（図１（ｃ））、エッチングにより凹凸パターンを剥離層５へ転写する工程、エッチングにより凹凸パターンを第２のマスク層４へ転写する工程（図１（ｄ））、剥離層５をウェットエッチングにより除去し、磁気記録層２上から第３のマスク層６およびレジスト層７を剥離する工程（図１（ｅ））、エッチングにより凹凸パターンを第1のマスク層３へ転写する工程（図１（ｆ））、エッチングにより凹凸パターンを磁気記録層２へ転写する工程（図１（ｇ））、及びエッチングにより磁気記録層２上に残存した第１のマスク層３を剥離する工程（図１（ｈ））を有する。
【００１４】
磁気記録層１上に保護層８を形成することができる（図１（ｉ））。
【００１５】
使用される第１のマスク層はカーボンを含有する。
【００１６】
また、第２のマスク層はケイ素、またはケイ素の含有が５０％以上であるケイ素化合物を含む。
【００１７】
実施形態によれば、剥離層の下にケイ素を主成分とする第２のマスク層、第２のマスク層の下にカーボンを主成分とする第１のマスク層を適用することで、第２のマスク層をパターン転写した後、剥離層のウエット剥離を行い、第１のマスク層のドライ剥離を行うことにより、磁気記録層へのダメージを抑制できる。
【００１８】
一連の製造方法として、基板上に記録層、カーボンを主成分とする第１のマスク層、ケイ素を主成分とする第２のマスク層、剥離層、第３のマスク層、及びレジスト層をこの順で形成した後、レジスト層に形成した凹凸パターンを第２のマスク層まで転写し、剥離層及び上部第３のマスク層を除去する。このとき記録層上には平坦な第１のマスク、及びパターニングされた第２のマスクのみが存在する。その後、第２のマスクの凹凸パターンを第１のマスク、記録層へ転写し、第１のマスク層を真空中でドライ剥離することにより、記録層からマスク層を除去する。その後、表面に保護膜を形成する。
【００１９】
実施形態に係る製造工程では、記録層上部の第１のマスク層のパターニングを行う前に剥離層のウエット剥離を行うため、記録層へのダメージが入らない。そのため、濃度の高い剥離液、あるいは強酸などの剥離液の使用が可能となり、剥離層のエッチングスピードを速くすることができスループットを向上させることができる。
【００２０】
第１のマスク層の膜厚は、２０ｎｍないし４０ｎｍにすることができる。
【００２１】
第１のマスク層の膜厚が２０ｎｍ未満であると、マスクとしての機能が十分でないため、磁気記録層がエッチングされてしまうため、ヘッドの浮上特性が低下する傾向があり、４０ｎｍを超えると、パターン転写性が悪化する傾向がある。
【００２２】
第１のマスク層は、ドライエッチングにより剥離することができる。
【００２３】
ドライエッチングの方法としては、誘導結合型反応性イオンエッチング（ＩＣＰ−ＲＩＥ）や、容量結合型反応性イオンエッチング（ＣＣＰ−ＲＩＥ）などの反応性イオンエッチングの他、反応性イオンビームエッチング、イオンビームエッチングなどがあげられる。
【００２４】
第２のマスク層としてケイ素の含有が５０％未満であるケイ素化合物を使用すると、欠損率が高く、パターン転写性が悪化する。
【００２５】
第２のマスク層の膜厚は、例えば２ｎｍないし１０ｎｍにすることができる。
【００２６】
２ｎｍ未満であると、剥離層との界面反応層の割合が増え剥離後に残留が発生しヘッドの浮上特性が悪化する傾向にあり、１０ｎｍを超えると、パターン転写時の加工時間が増加し、パターンの転写性が悪化する傾向がある。
【００２７】
剥離層はウェットエッチングにより除去する。
【００２８】
剥離層を除去する剥離液として、Ｈ２Ｏ３、Ｈ３ＮＳＯ３、Ｈ３ＰＯ４、Ｈ２ＣＯ３、Ｈ２ＳＯ３、ＣＨ３ＣＯＯＨ、ＨＣＯＯＨ、ＨＩ、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＣｌＯ４およびＨ２ＳＯ４の少なくとも一つまたそれらを組み合わせた溶液を使用することができる。実施形態に係る方法では、記録層上部が第１のマスク層で保護されている状態で剥離を行うため、記録層へのダメージが起こらない。そのため、酸電離定数の大きな強酸であるＨＩ、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＣｌＯ４およびＨ２ＳＯ４や、ｐＨが４以下の高い濃度の剥離溶媒を用いることができ、記録層へのダメージを抑制しつつ、スループットを向上させることができる。
【００２９】
第３のマスク層は、レジストまたは自己組織化材料で作製された微細パターンを剥離層および第２のマスク層へ転写するために使用する。加工性の観点から、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）で加工できる材料を用いることが好ましい。Ｃ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｗ、及びＭｏおよびその化合物は加工性に優れており、好ましく使用することができる。Ｃ、Ｓｉ、Ｔａは、マスクに使用した場合、適宜選択したガスによるエッチングレートが高いため、加工性が優れており、さらに好ましい。具体的には、第３のマスク層としてＣやＣＮを用いた場合は、酸素をエッチャントとして用い、第３のマスク層にＳｉやＴａを用いた場合、エッチャントとしてフッ素を用いることができる。また、第３のマスク層上部に形成するレジスト層からの選択比を確保するため、第３のマスク層はエッチャントの異なる複数のマスク材料を積層して形成することができる。
【００３０】
第３のマスク層の膜厚は、剥離層および第２のマスク層への転写に適した膜厚であればよく、特に５ｎｍから３０ｎｍであることが望ましい。５ｎｍより薄い膜厚ではエッチング時のマスク耐性が低く、パターンの転写性が不十分となる傾向がある。また、３０ｎｍより厚い膜厚ではマスクとしての耐性は有しており、パターンの転写性に問題はないが、加工時間が無駄に長くなる傾向がある。
【００３１】
剥離層としては、Ｍｇ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｍｏ、Ｓｂ、Ｗ、Ｒｅ、Ｔｌ、及びＰｂからなる群から選択される少なくとも１種の元素、その合金、あるいはそれらの元素を５０原子％以上含む化合物からなることが好ましい。それら元素の含有量が５０原子％未満になると、剥離層が酸に溶解しにくくなる傾向がある。剥離レートとエッチングの容易性の観点から、ＭｏとＷが好ましく、剥離溶媒として、濃度の高い（ｐＨが４以下）の溶媒を使用する場合においてはエッチングの容易性からＭｏが特に好ましい。
【００３２】
剥離層の膜厚は、加工性と剥離性の両立から３ｎｍから２０ｎｍであることが望ましい。剥離層と第２のマスク材料との界面で反応層が形成されるため、３ｎｍより薄い膜厚では、剥離層の大半が反応層となり、剥離が困難になるまたは剥離後に第２のマスク層まで除去される傾向がある。一方、２０ｎｍより厚い膜厚では、剥離性は十分有しているが、加工時間が無駄に長くなる傾向がある。
【００３３】
マスクパターンに凹凸を設けるためのレジスト層には半導体製造における汎用レジスト材料が用いられ、レジスト層に凹凸パターンを設ける方法として、例えばエネルギー線を用いたリソグラフィー、ナノインプリント、あるいは少なくとも２種類以上のポリマー鎖を有するブロックコポリマーからなる自己組織化膜を用いたパターニング等があげられる。自己組織化膜を用いる場合は、膜内にミクロ相分離構造を形成した後、１種のポリマー相を選択的に除去し、残存したポリマーをマスクとすることで凹凸パターンを転写することができる。
【００３４】
図２（ａ）ないし（ｉ）に、実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の他の一例を示す。
【００３５】
図２（ａ）ないし（ｉ）は、第３のマスク層６上にレジスト層７を形成する工程（図１（ａ））の代わりに、第３のマスク層６上にレジスト層の１種として少なくとも２種類の異なるポリマー鎖を有する自己組織化層１１を形成する工程（図２（ａ））を行い、レジスト層７に凹凸パターンを設ける工程（図１（ｂ））の代わりに、自己組織化層１１を相分離させ、片方のポリマー層を選択的に除去する工程（図２（ｂ））を行うこと以外は、図１と同様である。
【００３６】
凹凸パターンは、ブロックコポリマーにおける相を選択的に除去したものである。例えば、ポリスチレンとポリジメチルシロキサンの系からなるジブロックコポリマー１１では、分子量を適切に設定することで海状ポリスチレン１１中に島状ポリジメチルシロキサン１２のパターンが形成される。これをエッチングし、片方のポリマー層１１例えば海状ポリスチレン１３を選択的に除去することで、ポリスチレンとポリジメチルシロキサンのドット状凹凸パターン１１が得られる。
【００３７】
自己組織化層の凹凸をエッチングで形成する場合、薬液中に試料を浸漬するウェットエッチングの他、活性種による化学反応を用いたドライエッチングを適用できる。微細パターンの幅寸法に対し、厚さ方向へのパターニングを高精細に行う際は、幅方向へのエッチングを抑制可能なドライエッチングを適用することができる。
【００３８】
ポリマー相のドライエッチングでは活性ガス種を適切に選択することで、エッチング選択比を維持したままパターニングすることが可能である。一般的に、ベンゼン環のようにＣおよびＨを多く含む材料はエッチング耐性が高く、凹凸加工用マスクとしては好適である。ブロックコポリマーのように、互いに異なる組成のポリマーを適切に組み合わせた場合はエッチング選択比を大きくできるため、前記凹凸パターンを形成することができる。例えば、ポリスチレンとポリジメチルシロキサンの系からなるジブロックコポリマーにおいては、ポリジメチルシロキサンはＣＦ４などのフッ素系ガスで、ポリスチレンはＯ２ガスを用いることで容易に除去可能であり、両者の間でエッチング選択比を確保することができる。
【００３９】
図３に、凹凸パターンの例として、磁気記録媒体の周方向に対する記録ビットパターンの一例を表す図を示す。
【００４０】
磁気記録層の凹凸パターンは図３に示すように、ディジタル信号の１と０に相当するデータを記録する記録ビット領域１１１’と、磁気ヘッドの位置決め信号となるプリアンブルアドレスパターン１１２、バーストパターン１１３からなる、いわゆるサーボ領域１１４とに大別され、これを面内パターンとして形成できる。また、図示しているサーボ領域のパターンは矩形状でなくてもよく、例えば全サーボパターンをドット形状で置き換えても良い。さらに、サーボに加えデータ領域も全てドットパターンで構成することも可能である。１ビットの情報は１つの磁性ドットあるいは複数の磁性ドットで構成され得る。
【００４１】
以下、実施例を示し、実施形態を具体的に説明する。
【００４２】
実施例
実施例１
本願のかかる実施形態を図１に沿って下記のように説明する。
【００４３】
磁気記録層形成工程
まず、基板１上に磁気記録層をＤＣスパッタ法により形成した。成膜時のＡｒガス圧力は０．７Ｐａとし、投入電力は５００Ｗに設定し、基板１側から１０ｎｍ厚ＮｉＴａ下地層／４ｎｍ厚Ｐｄ下地層／２０ｎｍ厚Ｒｕ下地層／１０ｎｍ厚ＣｏＰｔ磁気記録層を順次成膜することで、パターン加工前の磁気記録媒体を得た。
【００４４】
第１のマスク層形成工程
続いて、磁気記録層上に多層のマスク層を形成した。
【００４５】
磁気記録層の加工は、Ａｒイオンミリングでの物理的な加工を想定した。
【００４６】
まず、磁気記録層上に厚さ３０ｎｍのカーボンからなる第１のマスク層と厚さ５ｎｍのケイ素からなる第２のマスク層を成膜した。
【００４７】
続いて、酸溶液を用いたウェットエッチングでの除去を想定した５ｎｍのＭｏからなる剥離層を形成し、剥離層上に２０ｎｍのカーボンからなる第３のマスク層を形成した。
【００４８】
第３のマスク層上に厚さ５０ｎｍになるようにレジストをスピンコートした。
【００４９】
レジストには電子線レジストとして日本ゼオン株式会社製のＺＥＰ−５２０Ａを用い、アニソールを溶媒として使用した。基板は１８０℃に保持したホットプレートにより１８０秒間プリベークすることで硬化させた。
【００５０】
レジスト層パターニング
加速電圧１００ｋＶ、ビーム径２ｎｍのビームを具備した電子線描画装置を用い、電子線レジストにパターン描画を行った。レジストパターンの現像には１００％の酢酸ノルマルアミルを成分とした有機現像液を用い、２０秒間浸漬することで電子線レジストの現像を行った。これにより凹凸形状を有するレジストパターンを得た。
【００５１】
マスク層凹凸形成工程
レジストの凹凸パターンをエッチングにより下層へ転写する。
【００５２】
まず、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置をもちいて第３のカーボンマスク層へのパターン転写を行った。プロセスガスには酸素を用い、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を６０秒とした。この際、レジストも酸素によりエッチングされるが、第３のマスク層の膜厚に比べ、レジストの膜厚が２倍以上あるため、完全に第３のマスク層の凹部の底だしを容易に行うことができる。
【００５３】
続いて、剥離層であるＭｏおよび第２のマスク層であるＳｉのエッチングをＩＣＰ―ＲＩＥ装置により同時に行った。プロセスガスにはＣＦ４を用い、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を２５秒とした。
【００５４】
剥離工程
Ｍｏからなる剥離層をＨ２Ｏ２に浸漬することより剥離を行った。１重量％の濃度の過酸化水素水を調製した後、これにノニオン系フッ素含有界面活性剤を添加することで剥離液とし、試料を浸漬することで剥離を行った。以上により、剥離層上部に存在した第３のマスク層およびレジスト層は除去され、平坦な第１のマスク層上に、凹凸を有する第２のマスク層を得た。
【００５５】
剥離後の磁気特性評価
剥離工程による磁気記録層へのダメージを評価するために、媒体の飽和磁化値（Ｍｓ）を試料振動型磁力計（ＶＳＭ）により評価を行った。その結果、剥離前後のＭｓの変化率は０〜０．５％であり、磁気記録層へのダメージを与えずに、剥離できる媒体を得た。
【００５６】
第１のマスク加工工程
凹凸を有する第２のＳｉマスクパターンを介して、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置を用い、第１のマスク層へパターン転写を行った。プロセスガスには酸素を用い、チャンバー圧０．１Ｐａ、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび２５Ｗとし、酸素によるＲＩＥエッチング時間を１００秒とした。
【００５７】
磁性体加工、保護膜形成工程
続いて、第１のマスク層を介して、イオンミリングにより磁気記録層へのパターン転写を行った。ここではＡｒによるイオンミリング装置を用いた。加速電圧３００Ｖ、ガス流量８ｓｃｃｍ、ミリング圧力０．１Ｐａ、ミリング時間１００秒に設定することで磁気記録層へ凹凸パターンを転写した。
【００５８】
酸素によるＲＩＥにおいて、上記エッチング条件でのケイ素とカーボンとの選択比は１００以上あり、さらに、エッチング時間を十分に長くすることで、磁気層上のカーボンからなる第１のマスク層を完全に除去することが可能である。
【００５９】
最後に化学気相堆積（ＣＶＤ）により保護膜を形成し、潤滑剤を塗布した。これにより、本発明に係わる磁気記録媒体が得た。
【００６０】
本実施例では、ミリングによる磁性体加工を行ったが、他には、イオンやガスなどを磁気記録層へ注入することによる方法を行っても構わない。
【００６１】
パターン形状評価
上記加工により得られたパターンの形状評価を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて評価を行った。欠損率として、磁気記録層へ転写されたパターンの数を、電子線レジストに作製されたパターンの数で規格化し、百分率で表したものを用いた。欠損率は５％以下であることが好ましく、望ましくは１％以下であることがより好ましい。
【００６２】
上記加工により得られたパターンの磁気記録層転写後と、電子線レジストに作製されたパターンを比較すると、欠損率は０．０％であり、作製された電子線レジストのパターンを完全に転写していることがわかった。
【００６３】
グライド評価
上記加工により得た媒体におけるヘッドの浮上特性評価を行った。ヘッドの浮上量を５ｎｍに調整し評価を行ったところ、エラーはなく、良好なヘッド浮上特性を得ることができた。
【００６４】
実施例２
実施例１と同様にして、パターン加工前の磁気記録媒体を形成した。
【００６５】
まず、カーボンマスク層上に、ブロックコポリマー溶液を試料上に塗布した。ブロックコポリマー溶液にはポリスチレンとポリジメチルシロキサンからなるブロック共重合体を塗布溶媒に溶解したものを用いた。ポリスチレンとポリジメチルシロキサンの分子量はそれぞれ１１７００、２９００である。また、溶媒にはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを用い、重量パーセント濃度１．５％でポリマー溶液の調製を行った。この溶液をマスク上に回転数３５００ｒｐｍでスピナー塗布し、単層自己組織化膜を成膜した。
【００６６】
さらに、自己組織化膜内部にポリジメチルシロキサンからなるドットパターンと、ポリスチレンからなるマトリックスをミクロ相分離させるため、熱アニールを行った。熱アニールでは真空加熱炉を用い、炉内圧力０．２Ｐａの減圧雰囲気下で１７０℃・１７時間のアニールを行い、自己組織化膜内部にミクロ相分離構造を形成した。なお、このアニールは有機溶媒雰囲気化で試料を曝露する、いわゆる溶媒アニールであってもよい。
【００６７】
続いて、相分離パターンを基にエッチングにより凹凸パターンをＩＣＰ−ＲＩＥを用いて形成した。まず、自己組織化膜の表層のポリジメチルシロキサンを除去するため、プロセスガスとしてＣＦ４用い、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ５０Ｗ、５Ｗで７秒のエッチングを行った。
【００６８】
次いで、マトリックスのポリスチレンを除去するため、酸素ガスをプロセスガスとしてコイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ５０Ｗ、１５Ｗで１２０秒のエッチングを行った。これにより、ジブロックコポリマーからなる凹凸パターンが形成される。ここで用いた酸素によるエッチングにより、ジブロックコポリマーの下層に形成した３ｎｍのカーボン層もエッチングされ、Ｓｉがストッパーとなりエッチングが終了となる。
【００６９】
さらに、凹凸パターンを下層のマスク層に転写した。自己組織化膜における凹凸形成と同様に、ＩＣＰ−ＲＩＥによりマスク層の加工を行った。Ｓｉ層の除去ではプロセスガスとしてＣＦ４を用い、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ５０Ｗ、５Ｗで４０秒のエッチングを行った。
【００７０】
以下、実施例１と同様に、第３のマスク層、剥離層、第２マスク層へのパターニングを行い、凹凸パターンを第２のマスクに転写した後、ウェットエッチングにより剥離層上のマスクを除去した。その際、ＶＳＭにてＭｓの評価を行ったところ、実施例１同様に剥離前後におけるＭｓの劣化がないことが確認された。
【００７１】
その後、第１のマスク層磁気記録層へのパターン転写を行い、保護膜および潤滑膜を形成することで磁気記録媒体を得た。
【００７２】
なお、自己組織化膜に設けた凹凸パターンを下層へ転写する際、エッチング選択比が小さくなってしまう場合は、第３のマスク層と自己組織化膜の間に別途パターン転写層を設けるとよい。ここでは第３のマスク層上に５ｎｍ厚のケイ素／３ｎｍ厚のカーボンの２層からなるパターン転写層を挿入した。
【００７３】
上記加工により得た媒体のパターン欠損率を評価したところ、０．８％であることがわかった。また、作製した媒体へヘッドの浮上特性評価を行った結果、ヘッドの浮上量を５ｎｍにおいて、エラーはなく、良好なヘッド浮上特性を得ることができた。
【００７４】
実施例３
実施例１と同様な方法で、パターン加工前の磁気記録基板を作製し、その上に多層のマスク層を形成した。第１のマスク層にカーボン３０ｎｍを用い、その上にＳｉを酸素流量を調整したチャンバーで成膜することにより第２のマスク層としてケイ素の含有が５０％以上であるケイ素化合物であるＳｉＯ膜を５ｎｍ形成した。その後、剥離層、第３のマスク層、レジスト層を実施例１と同様に形成した。
【００７５】
実施例１に倣い第３のマスク層までパターニングした後、剥離層と第２のマスク層であるＳｉＯを加工した。エッチャントにはＣＨＦ３を用い、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ５０Ｗ、１５Ｗで４０秒エッチングすることで、パターンの転写を行った。その後、第１のマスク層および磁気記録層への転写を行い、剥離後の磁気特性およびパターン形状の評価を行ったところ、磁気記録層へのダメージがほとんどなく、第２のマスク層の種類によらず、剥離が可能であることがわかった。また、マスク層への転写前後のパターンの欠損率をＳＥＭで評価したところ、０．５％であることが確認できた。
【００７６】
第２のマスク層としてＳｉやＳｉＯを使用した基板において、断面ＴＥＭおよびＥＤＸによる分析を行ったところ、第２のマスク層ＳｉＯと剥離層Ｍｏとの界面において、互いの組成が拡散した反応層が形成されている様子がわかった。この反応層の存在により、エッチング時の第２のマスク層と剥離層とのエッチングレート差が小さくなり、パターンの転写性が向上する。
【００７７】
比較例１
実施例３との比較として、第２のマスク層をケイ素の含有が５０％未満であるケイ素化合物ＳｉＯ２に置き換え加工、剥離、評価を行った。ＳｉＯ２の形成には、ＳｉＯ２のターゲットを用い、酸素雰囲気中で成膜することによりＳｉＯ２層を形成した。その後、実施例３に倣い、パターンの転写および剥離を行い、パターン形状の評価を行った。転写前後のパターン欠損率をＳＥＭにより測定評価したところ、欠損率が５．２％と転写性が悪化していることがわかった。
【００７８】
断面ＴＥＭおよびＥＤＸによる分析を行ったところ、第２のマスク層ＳｉＯ２と剥離層Ｍｏとの界面に反応層の形成がないことがわかった。反応層がない場合、各層におけるエッチングレートの差が存在し、パターンの転写性が悪化する。そのため欠損率が増加したと考えられる。
【００７９】
比較例２−１，２−２
比較例２−１として、Ｍｏ剥離層をＨ２Ｏ２での剥離を行う前に、さらに、第１のマスク層へパターンを転写すること以外は実施例１と同様にして基板を作製し、第１のマスクの形状による磁気記録層へのダメージの評価を行った。
【００８０】
また、比較例２−２として、磁気記録層上に第１のマスク及び第２のマスクを形成せず、直接５ｎｍのＭｏ剥離層を形成した基板を作製した。
【００８１】
比較例２−１、比較例２−２、及び実施例１の３種類の基板を濃度１重量％のＨ２Ｏ２水溶液に３０秒および５分間浸漬した後、ＶＳＭにてそれぞれのＭｓを評価した。
【００８２】
図４は、浸漬時間とＭｓとの関係を表すグラフ図を示す。
【００８３】
グラフ１０１は実施例１、グラフ１０２は比較例２−１、グラフ１０３は比較例２−２を各々示す。
【００８４】
グラフ１０１に示すとおり、第１のマスクを加工する前にＨ２Ｏ２に浸漬した基板のみＭｓの劣化がほとんどなく、磁気記録層へのダメージがほとんどないことがわかった。
【００８５】
比較例３
実施例１と同様の方法で基板を作製し、剥離層を酸で剥離する工程を経ずに第１のマスクを酸素によるエッチングで剥離した。その後、グライドテスタによりヘッド浮上特性を評価したところ、１２ｎｍの浮上においても、媒体表面の平坦性の悪さによるエラーが発生し、良好なヘッド浮上特性を得ることができなかった。
【００８６】
実施例４
第１のマスク膜厚を変え、実施例１と同様の作製法により、媒体を得た。第１のマスクの膜厚は（１）１０ｎｍ、（２）２０ｎｍ、（３）３０ｎｍ、（４）４０ｎｍ、（５）５０ｎｍとし、第１のマスク加工工程で示したエッチング時間を膜厚に応じて適宜変更した。
【００８７】
（１）〜（５）すべての媒体について、パターンの欠損率の評価およびドライブ動作を行ったところ、（２）〜（４）の媒体においては欠損率が０．５％以下で、エラー率が１０−６以下であることがわかった。一方、（１）の媒体では欠損率が２５％と大きく、さらにエラー率が１０−４であり、（５）の媒体では、転写率が１８％であり、エラー率が１０−５であった。
【００８８】
（１）では、膜厚が低く、マスクとしての機能が十分でないため、磁気記録層がエッチングされてしまうため、エラー率が多少悪化したと考えられる。また、（５）では、膜厚は十分であるものの、アスペクトが高く、加工時のマスクの矩形性が多少悪化するため、パターンの欠損率が多少増加し、およびエラー率が多少悪化したと考えられる。
【００８９】
比較例４
第１のマスク層として、カーボンの代わりにＲｕ、第２のマスク層にＳｉＯを用い、実施例１に倣い加工を行った。Ｒｕの膜厚は３０ｎｍ、ＳｉＯの膜厚は５ｎｍとした。第１のマスク層へのパターン転写には、エッチャントとして酸素を用いコイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗ、１０Ｗで１１０秒エッチングすることで、パターンの転写を行った。磁気記録層へパターンを転写した後、パターンの欠損率を測定したところ、２５％であった。ＲｕＯ４の沸点は４０℃と低く、酸素による化学的なエッチングが可能であるが、エッチングレートが遅く、加工時間がかかるため、エッチングの分布が強調される結果、欠損率が増加したと考えられる。
【００９０】
また、媒体表面の平坦性の確保のため、第１のマスクの剥離時間が長くかかるため、第１のマスクとして用いるには不適である。
【００９１】
これに対し、実施例１のように第１のマスク層としてカーボンを使用すると、例えば酸素をプロセスガスとしてエッチングを行った場合に、カーボンは酸素と共に二酸化炭素を生成して揮発するので、第１のマスク層除去後に磁気記録層上にダストが残留することがない。
【００９２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９３】
１…基板、２…磁気記録層、３…第１のマスク層、４…第２のマスク層、５…剥離層、６…第３のマスク層、７…レジスト層、８…保護膜、１１…自己組織化膜自己組織化膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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