(57)【要約】【課題】強磁性記録層を劣化させずダストの発生を抑えて磁性パターン間の溝を非磁性体で埋め込むことができ、表面が平坦で浮上ヘッドの浮上安定性を確保できるパターンド媒体を製造できる方法を提供する。【解決手段】基板上に、凸状の磁性パターンと磁性パターン間の凹部を充填する非磁性体とを含む磁気記録層を有するパターンド媒体を製造する方法であって、前記磁性パターン間の凹部を充填するように第１の非磁性体を成膜し、前記第１の非磁性体の界面改質を行い、前記第１の非磁性体上に第２の非磁性体を成膜し、前記第２および第１の非磁性体をエッチバックすることを特徴とするパターンド媒体の製造方法。【選択図】      図３
2007257801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、凸状の磁性パターンと磁性パターン間の凹部を充填する非磁性体とを含む磁気記録層を有するパターンド媒体を製造する方法であって、
前記磁性パターン間の凹部を充填するように第１の非磁性体を成膜し、
前記第１の非磁性体の界面改質を行い、
前記第１の非磁性体上に第２の非磁性体を成膜し、
前記第２および第１の非磁性体をエッチバックする
ことを特徴とするパターンド媒体の製造方法。
【請求項２】
前記第１の非磁性体の成膜を、基板バイアスを印加せずに、１〜１０Ｐａの圧力でスパッタリングにより行うことを特徴とする請求項１に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項３】
前記表面改質を、１〜１０Ｐａの圧力でイオンビームエッチングにより行うことを特徴とする請求項１に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項４】
前記第２の非磁性体の成膜を、基板バイアスを印加せずに、１Ｐａより低い圧力でスパッタリングにより行うことを特徴とする請求項１に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項５】
前記界面改質および前記第２の非磁性体の成膜を複数回行うことを特徴とする請求項１に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項６】
前記第１および第２の非磁性体がカーボンであることを特徴とする請求項１に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項７】
前記第１および第２の非磁性体が互いに異なる材料であることを特徴とする請求項１に記載のパターンド媒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターンド媒体の製造方法に関し、特に表面の平坦性が良好なパターンド媒体の製造方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に組み込まれる磁気記録媒体において、隣接トラック間の干渉によりトラック密度の向上が妨げられるという問題が顕在化している。特に記録ヘッド磁界のフリンジ効果による書きにじみの低減は重要な技術課題である。
【０００３】
このような問題に対して、記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型パターンド媒体（ＤＴＲ媒体）が提案されている。ＤＴＲ媒体では、記録時に隣接トラックの情報を消去するサイドイレース現象、再生時に隣接トラックの情報を読み出すサイドリード現象などを低減できるため、トラック密度を高めることができる。したがって、ＤＴＲ媒体は高記録密度を提供しうる磁気記録媒体として期待されている。
【０００４】
ＤＴＲ媒体を浮上ヘッドで記録再生するためには、ＤＴＲ媒体の表面を平坦にすることが好ましい。すなわち、隣接するトラック間を完全に分離するためには、たとえば厚さ約４ｎｍの保護層と厚さ約２０ｎｍの強磁性記録層とを除去し、約２４ｎｍの深さの溝を形成して磁性パターンを形成する。一方、浮上ヘッドの設計浮上計量は１０ｎｍ程度であるため、深い溝が残っているとヘッドの浮上が不安定になる。このため、磁性パターン間の溝を非磁性体で充填し、媒体表面を平坦にしてヘッドの浮上安定性を確保することが行われている。
【０００５】
従来、磁性パターン間の溝を非磁性体で充填して平坦な表面を有するＤＴＲ媒体を得るには、以下のような方法が提案されている。たとえば、２段階のバイアススパッタにより、磁性パターン間の溝を非磁性体で充填して表面の平坦なＤＴＲ媒体を製造する方法が知られている（特許文献１参照）。また、バイアススパッタリングにより、磁性パターン間の溝をＳｉＯ2で充填し、エッチバックして表面の平坦なＤＴＲ媒体を製造する方法が知られている（非特許文献１参照）。
【０００６】
しかし、本発明者らが検討した結果、バイアススパッタリングを用いて磁性パターン間の溝を非磁性体で充填すると、基板バイアスに伴う温度上昇によって強磁性記録層が劣化、変質してしまうことがわかった。また、バイアススパッタリングを用いた場合、プロセス中にダストが発生して表面に付着するため、ヘッドクラッシュが起こりやすいことがわかった。
【特許文献１】特許第３６８６０６７号
【非特許文献１】IEEE Trans. Magn., Vol.40, No.4, 2510 (2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、強磁性記録層を劣化させずダストの発生を抑えて磁性パターン間の溝を非磁性体で埋め込むことができ、表面が平坦で浮上ヘッドの浮上安定性を確保できるパターンド媒体を製造できる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様に係るパターンド媒体の製造方法は、基板上に、凸状の磁性パターンと磁性パターン間の凹部を充填する非磁性体とを含む磁気記録層を有するパターンド媒体を製造する方法であって、前記磁性パターン間の凹部を充填するように第１の非磁性体を成膜し、前記第１の非磁性体の界面改質を行い、前記第１の非磁性体上に第２の非磁性体を成膜し、前記第２および第１の非磁性体をエッチバックすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、強磁性記録層を劣化させずダストの発生を抑えて磁性パターン間の溝を非磁性体で埋め込むことができ、表面が平坦で浮上ヘッドの浮上安定性を確保できるパターンド媒体を製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００１１】
図１に、本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体の周方向に沿う平面図を示す。図１に示すように、ＤＴＲ媒体１の周方向に沿って、サーボ領域２と、データ領域３が交互に形成されている。サーボ領域２には、プリアンブル部２１、アドレス部２２、バースト部２３が含まれる。データ領域３にはディスクリートトラック３１が含まれる。
【００１２】
本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体は、概略的には、強磁性記録層の成膜、インプリントリソグラフィーによる強磁性記録層の加工、非磁性体の充填とその加工という工程を経て製造される。インプリントリソグラフィーにおいては、図１に示したＤＴＲ媒体の凹凸パターンと逆転した凹凸パターンが形成されたスタンパが用いられる。
【００１３】
図２（ａ）〜（ｅ）、図３（ｆ）〜（ｊ）、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）および図６を参照して本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体の製造方法を示す。
【００１４】
ガラス基板５１上に、厚さ１２０ｎｍのＣｏＺｒＮｂからなる軟磁性下地層、厚さ２０ｎｍのＲｕからなる配向制御層、厚さ２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2からなる強磁性記録層５２、厚さ４ｎｍのカーボン（Ｃ）からなる保護層５３を順次成膜する。ここでは、簡略化のために、軟磁性下地層および配向制御層は図示していない。保護層５３上に、レジスト５４として厚さ１００ｎｍのスピンオングラス（ＳＯＧ）をスピンコーティングする。このレジスト５４に対向するようにスタンパ７１を配置する。このスタンパ７１には図１に示した磁性パターンと逆転した凹凸を有するパターンが形成されている（図２ａ）。
【００１５】
スタンパ７１を用いてインプリントを行い、スタンパ７１の凹部に対応してレジスト５４の凸部５４ａを形成する（図２ｂ）。
【００１６】
ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置でエッチングを行い、パターン化されたレジスト５４の凹部の底に残っているレジスト残渣を除去する。このときの条件は、たとえば、プロセスガスとしてＣＦ4を用い、チャンバー圧を２ｍＴｏｒｒ、コイルのＲＦパワーとプラテンのＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗ、エッチング時間を３０秒とする（図２ｃ）。
【００１７】
残ったレジストパターン（ＳＯＧ）を耐エッチングマスクとして、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオンガンでイオンミリングを行い、厚さ４ｎｍの保護層５３および厚さ２０ｎｍの強磁性記録層５２をエッチングする（図２ｄ）。このときの条件は、たとえば、プロセスガスとしてＡｒを用い、マイクロ波パワーを８００Ｗ、加速電圧を５００Ｖ、エッチング時間を３分とする。
【００１８】
その後、ＲＩＥ装置でレジストパターン（ＳＯＧ）を剥離する（図２ｅ）。このときの条件は、たとえば、プロセスガスとしてＣＦ4ガスを用い、チャンバー圧を１００ｍＴｏｒｒ、パワーを１００Ｗとする。
【００１９】
次に、基板バイアスを印加せずに、高圧スパッタリングにより、磁性パターン間の凹部を充填するように第１の非磁性体５５としてカーボン（Ｃ）を成膜する（図３ｆ）。このときの条件は、ＨＤＤ用スパッタリング装置を用い、Ａｒ圧力を１〜１０Ｐａ、たとえば７Ｐａの高圧とし、基板バイアスを印加せずに、パワーをたとえば５００Ｗに設定する。第１の非磁性体５５であるカーボンの膜厚は３０ｎｍ〜１００ｎｍが好適である。カーボン膜厚が３０ｎｍ未満であると、次の工程で強磁性記録層にダメージが加わる可能性があるので好ましくない。
【００２０】
この工程における高圧スパッタリングの効果を図４（ａ）および（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）に示すように、高圧スパッタリングを行った場合には、スパッタ粒子の平均自由工程が短く、粒子の入射方向にばらつきが生じるため、磁性パターンの側壁のカバレッジがよい。この結果、凹部の深さは変化しないが、凹部の幅は狭くなる。一方、図４（ｂ）に示すように、この工程で低圧スパッタリングを行うと、スパッタ粒子の平均自由工程が長く、粒子が凹部に対して垂直方向から入射するため、磁性パターンの側壁のカバレッジは悪い。
【００２１】
しかし、高圧スパッタリングを行うと、図５（ａ）に示すように、第１の非磁性体５５の表面粗さが１〜２ｎｍ程度に増加する。なお、第１の非磁性体５５を充填する前の強磁性記録層５２の表面粗さは約０．６ｎｍである。
【００２２】
次いで、第１の非磁性体５５の表面改質を行う（図３ｇ）。このときの条件は、ＥＣＲイオンガンを用い、たとえばＡｒ圧力を１〜１０Ｐａ、好ましくは３〜４Ｐａ、マイクロ波パワーを８００Ｗ、加速電圧を５００Ｖに設定し、Ａｒイオンを１分間照射する。この条件では、第１の非磁性体５５が約１０ｎｍだけエッチングされる。この結果、図５（ｂ）に示すように、第１の非磁性体５５の表面粗さは、加工前の強磁性記録層５２と同等の０．６ｎｍまで低減する。また、第１の非磁性体５５の表面の凹部の深さは約１２ｎｍまで減少する。このように、表面改質を行うことにより、表面粗さを低減でき、凹部の深さも減少できる。この工程は第１の非磁性体５５の表面を改質するのが目的であるため、ＥＣＲイオンガンの条件（プロセス時間）はそれほど重要なパラメータにはならない。イオン照射時間を長くするほど、表面粗さの低減効果と、凹部深さの減少効果は増すが、第１の非磁性体５５の充填工程（図３ｆ）で非磁性体を厚く成膜する必要がある。
【００２３】
なお、プロセスガスはＡｒ単体に限らず、Ａｒと酸素との混合ガスを用いてもよい。Ａｒと酸素との混合ガスを用いた場合、Ａｒ単体を用いた場合と比較して、表面粗さの低減効果は劣るが凹部深さの減少効果は大きくなる。
【００２４】
第１の非磁性体５５の充填工程（図３ｆ）で、ＳｉＯ2、ＳｉＣ、ＳｉＮなどのＳｉ系の非磁性体を用いた場合には、表面改質用のガスとしてＡｒとＣＦ4などのフッ素系ガスとの混合ガスを用いることができる。この場合も、Ａｒ単体を用いた場合と比較して、表面粗さの低減効果は劣るが凹部深さの減少効果は大きくなる。
【００２５】
次いで、基板バイアスを印加せずに、低圧スパッタリングにより第１の非磁性体５５上に第２の非磁性体５６としてたとえば厚さ約１０ｎｍのカーボン（Ｃ）を成膜する（図３ｈおよび図６）。このときの条件は、ＨＤＤ用スパッタリング装置を用い、Ａｒ圧力を１Ｐａ未満、好ましくは０．３５〜０．６Ｐａ、たとえば０．５２Ｐａとし、基板バイアスを印加せずに、パワーをたとえば５００Ｗに設定する。このように、表面粗さを低減させた第１の非磁性体５５の上に、表面粗さを増大させない低圧スパッタリングにより第２の非磁性体５６を成膜することにより、第２の非磁性体５６の表面粗さを大幅に低減できる。
【００２６】
一方、従来の製造方法は、たとえば図３（ｆ）の成膜工程を１回だけ行って厚い第１の非磁性体５５を成膜し、図５（ａ）のように表面粗さが大きい状態で図３（ｉ）のエッチバックを行うことに相当する。この場合、エッチバックを経た後の第１の非磁性体５５にも大きな表面粗さが残った状態になる。
【００２７】
なお、第２の非磁性体５６の膜厚が薄い場合には、この工程を高圧スパッタで行ってもよい。一般的に、薄膜であれば、高圧スパッタリングで成膜しても、表面粗さが顕著に増大することはない。しかし、５０ｎｍより厚い厚膜を高圧スパッタリングで成膜すると、表面粗さが増大する。このような理由から、第２の非磁性体５６であるカーボンの膜厚は５０ｎｍ以下とすることが好ましい。たとえば、表面改質工程（図３ｇ）で凹部の深さをあまり減少させることができない場合には第２の非磁性体５６を厚く成膜するようにしてもよいが、表面粗さの増大を避けるために膜厚を５０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【００２８】
第２の非磁性体は、第１の非磁性体と同一の材料でなくてもよい。たとえば、第１の非磁性体としてＳｉＯ2を用い、第２の非磁性体としてカーボンを用いてもよい。ＳｉＯ2はＲＦスパッタリングで形成するのが一般的であるが、ＲＦスパッタリングではスパッタされる粒子の粒径が大きくなりがちで、表面粗さの小さな厚膜を形成するのが大変困難である。そこで、第１の非磁性体としてＳｉＯ2を用いて凹部を充填し、表面改質工程で表面粗さを低減させ、その後に第２の非磁性体として表面粗さがそれほど大きくならないカーボンを成膜することにより、その表面粗さを小さくすることができる。
【００２９】
通常、凹部を充填する非磁性体には、凸状の磁性パターンに加工されている強磁性記録層との磁気的な結合（交換結合や反強磁性結合）が起こらず、合金化も起こらない酸化物が用いられている。しかし、ＳｉＯ2のような酸化物はＲＦスパッタで成膜する必要があるため、プロセスダストが多くなりがちで、表面粗さの小さな厚膜を形成するのが困難である。一方、金属系の非磁性体は、表面粗さの小さな厚膜を形成するのが容易である。特に、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕのようなリフローする金属を用いると、凹部を充填して平坦な表面を形成することがさらに容易である。しかし、金属非磁性体を用いた場合、強磁性記録層との合金化や磁気的結合が生じるため、凹部を充填するには不適当であった。これに対して、本発明の実施形態に係る方法では、第１の非磁性体として合金化や磁気的結合の問題のない材料を用い、第２の非磁性体として金属たとえばＴｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕを用いることができる。
【００３０】
その後、ＥＣＲイオンガンを用いてイオンミリングを行い、第２の非磁性体５６および第１の非磁性体５５をエッチバックする（図３ｉ）。このときの条件は、たとえば、プロセスガスとしてＡｒを用い、マイクロ波パワーを８００Ｗ、加速電圧を７００Ｖ、エッチング時間を５分とする。Ｑ−ＭＡＳＳ（四重極式質量分析計）を用い、強磁性記録層に含まれるＣｏが検出された時点をエッチバックの終点とする。本発明の実施形態に係る方法では、表面改質工程（図３ｇ）で第１の非磁性体５５がどの程度エッチングされるか正確に判定できないため、この工程においてエッチバックを時間に基づいて制御すると、エッチバック終点の精度が悪くなる。したがって、上記のようにＱ−ＭＡＳＳを用いるか、または他のエッチング終点検出器（たとえば二次イオン質量分析器ＳＩＭＳ）を用いて、エッチバック終点を検出することにより高精度のエッチバックが可能となる。
【００３１】
最後に、ＣＶＤ（化学気相堆積法）により再びカーボン（Ｃ）を堆積して保護層５７を形成する（図３ｊ）。さらに、保護層５７上に潤滑剤を塗布してＤＴＲ媒体を得る。
【００３２】
本発明の実施形態においては、表面改質工程（図３ｇ）および第２の非磁性体の成膜工程（図３ｈ）を複数回繰り返してもよい。これらの工程を複数回繰り返すことにより、凹部の深さおよび表面粗さをより小さくすることができる。
【００３３】
次に、本発明の実施形態において用いられる好適な材料について説明する。
【００３４】
＜基板＞
基板としては、たとえばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板などを用いることができる。ガラス基板としては、アモルファスガラスおよび結晶化ガラスが用いられる。アモルファスガラスとしては、汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスが挙げられる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスが挙げられる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが挙げられる。基板としては、上述した金属基板や非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。
【００３５】
＜軟磁性下地層＞
軟磁性下地層（ＳＵＬ）は、垂直磁磁気記録層を磁化するための単磁極ヘッドからの記録磁界を水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、磁界の記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる作用を有する。軟磁性下地層には、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏを含む材料を用いることができる。このような材料として、ＦｅＣｏ系合金たとえばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえばＦｅＺｒＮなどを挙げることができる。Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。軟磁性下地層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＴｉおよびＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることもできる。Ｃｏ合金には８０ａｔ％以上のＣｏが含まれることが好ましい。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により製膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂおよびＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。
【００３６】
軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上または基板との密着性の向上のために、さらに下地層を設けてもよい。こうした下地層の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。軟磁性下地層と記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層は、軟磁性下地層と記録層との交換結合相互作用を遮断し、記録層の結晶性を制御する、という２つの作用を有する。中間層の材料としては、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。
【００３７】
スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、０．５〜１．５ｎｍのＲｕを挿入することで反強磁性結合させてもよい。また、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持つ硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させてもよい。交換結合力を制御するために、Ｒｕ層の上下に磁性膜（たとえばＣｏ）または非磁性膜（たとえばＰｔ）を積層してもよい。
【００３８】
＜磁気記録層＞
垂直磁気記録層としては、Ｃｏを主成分とし、少なくともＰｔを含み、さらに酸化物を含む材料を用いることが好ましい。垂直磁気記録層は、必要に応じて、Ｃｒを含んでいてもよい。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタンが好適である。垂直磁気記録層は、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）が分散していることが好ましい。この磁性粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性粒子の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号ノイズ比（ＳＮ比）を得ることができる。このような構造を得るためには、含有させる酸化物の量が重要となる。
【００３９】
垂直磁気記録層の酸化物含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましく、５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。垂直磁気記録層の酸化物含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁気記録層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を分離させ、微細化させることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには、磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号ノイズ比（ＳＮ比）が得られなくなるため好ましくない。
【００４０】
垂直磁気記録層のＣｒ含有量は、０ａｔ％以上１６ａｔ％以下であることが好ましく、１０ａｔ％以上１４ａｔ％以下であることがより好ましい。Ｃｒ含有量として上記範囲が好ましいのは、磁性粒子の一軸結晶磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるためである。Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。
【００４１】
垂直磁気記録層のＰｔ含有量は、１０ａｔ％以上２５ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁性層に必要なＫｕが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるためである。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性に十分なＫｕが得られないため好ましくない。
【００４２】
垂直磁気記録層は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進し、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。
【００４３】
垂直磁気記録層としては、ＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉ、ならびにＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、およびＲｕからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とＣｏとの多層構造、さらに、これらにＣｒ、ＢおよびＯを添加したＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどを使用することもできる。
【００４４】
垂直磁気記録層の厚さは、好ましくは５ないし６０ｎｍ、より好ましくは１０ないし４０ｎｍである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置を作製することができる。垂直磁気記録層の厚さが５ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。垂直磁気記録層の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。
【００４５】
＜保護層＞
保護層は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的で設けられる。保護層の材料としては、たとえばＣ、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2を含むものが挙げられる。保護層の厚さは１ないし１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。カーボンは、ｓｐ2結合炭素（グラファイト）とｓｐ3結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はｓｐ3結合炭素のほうが優れるが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンの成膜はグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。この方法では、ｓｐ2結合炭素とｓｐ3結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。ｓｐ3結合炭素の割合が大きいものはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれ、耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れるため、磁気記録媒体の表面保護層として利用されている。ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によるＤＬＣの成膜は、原料ガスをプラズマ中で励起、分解し、化学反応によってＤＬＣを生成させるため、条件を合わせることで、よりｓｐ3結合炭素に富んだＤＬＣを形成することができる。
【００４６】
次に、本発明の実施形態における、各工程（第１の非磁性体の成膜、表面改質、第２の非磁性体の成膜を除く）の好適な製造条件について説明する。
【００４７】
＜インプリント＞
基板の表面にレジストをスピンコート法で塗布し、スタンパを押し付けることにより、レジストにスタンパのパターンを転写する。レジストとしては、たとえば一般的なノボラック系のフォトレジストや、スピンオングラス（ＳＯＧ）を用いることができる。サーボ情報と記録トラックに対応する凹凸パターンが形成されたスタンパの凹凸面を、基板のレジストに対向させる。このとき、ダイセットの下板にスタンパ、基板、バッファ層を積層し、ダイセットの上板で挟み、たとえば２０００ｂａｒで６０秒間プレスする。インプリントによってレジストに形成されるパターンの凹凸高さはたとえば６０〜７０ｎｍである。この状態で約６０秒間保持することにより、排除すべきレジストを移動させる。また、スタンパにフッ素系の剥離材を塗布することで、スタンパをレジストから良好に剥離することができる。
【００４８】
＜残渣除去＞
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）により、レジストの凹部の底に残存している残差を除去する。このとき、レジストの材料に応じて適切なプロセスガスを用いる。プラズマソースは、低圧で高密度プラズマを生成可能なＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）が好適であるが、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマや、一般的な並行平板型ＲＩＥ装置を用いてもよい。
【００４９】
＜強磁性層エッチング＞
残渣を除去した後、レジストパターンをエッチングマスクとして用い、強磁性層を加工する。強磁性層の加工には、Ａｒイオンビームを用いたエッチング（Ａｒイオンミリング）が好適であるが、Ｃｌガス、またはＣＯとＮＨ3の混合ガスを用いたＲＩＥでもよい。ＣＯとＮＨ3の混合ガスを用いたＲＩＥの場合、エッチングマスクにはＴｉ、Ｔａ、Ｗなどのハードマスクを用いる。ＲＩＥを用いた場合、凸状の磁性パターンの側壁にテーパが付きにくい。いかなる材料でもエッチング可能なＡｒイオンミリングで強磁性層を加工する場合、たとえば加速電圧を４００Ｖとし、イオン入射角度を３０°から７０°まで変化させてエッチングを行うと、凸状の磁性パターンの側壁にテーパが付きにくい。ＥＣＲイオンガンを用いたミリングにおいては、静止対向型（イオン入射角９０°）でエッチングすると、凸状の磁性パターンの側壁にテーパが付きにくい。
【００５０】
＜レジスト剥離＞
強磁性層をエッチングした後、レジストを剥離する。レジストとして一般的なフォトレジストを用いた場合、酸素プラズマ処理を行うことによって容易に剥離することができる。具体的には、酸素アッシング装置を用い、たとえばチャンバー圧を１Ｔｏｒｒ、パワーを４００Ｗとし、処理時間を５分としてフォトレジストを剥離する。レジストとしてＳＯＧを用いた場合、フッ素系ガスを用いたＲＩＥでＳＯＧを剥離する。フッ素系ガスとしてはＣＦ4やＳＦ6が好適である。なお、フッ素系ガスが大気中の水と反応してＨＦ、Ｈ2ＳＯ4などの酸が生じることがあるため、水洗を行うことが好ましい。
【００５１】
＜非磁性体エッチバック＞
強磁性膜が露出するまでエッチバックを行う。このエッチバックプロセスは、たとえばＡｒイオンミリングを用いて行うことができる。ＳｉＯ2などのシリコン系の非磁性体を用いた場合には、フッ素系ガスを用いたＲＩＥによりエッチバックを行ってもよい。また、ＥＣＲイオンガンを用いて非磁性体をエッチバックしてもよい。
【００５２】
＜保護層形成および後処理＞
エッチバック後、カーボン保護層を形成する。カーボン保護層は、ＣＶＤ法、スパッタ法、または真空蒸着法により成膜することができる。ＣＶＤ法によれば、ｓｐ3結合炭素を多く含むＤＬＣ膜が形成される。保護層上に潤滑剤を塗布する。潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。
【実施例】
【００５３】
実施例１
図１に示したようなサーボパターン（プリアンブル、アドレス、バースト）および記録トラックの凹凸パターンが形成されたスタンパを用い、図２および図３に示した方法でＤＴＲ媒体を作製した。
【００５４】
第１の非磁性体５５の成膜工程（図３ｆ）においてＡｒ圧力を７．０Ｐａという高圧に設定して５０ｎｍのカーボンを成膜し、表面改質工程（図３ｇ）においてＥＣＲイオンガンでマイクロ波パワーを８００Ｗ、加速電圧を５００Ｖに設定してＡｒイオンを１分間照射し、第２の非磁性体５６の成膜工程（図３ｈ）においてＡｒ圧力を０．５２Ｐａという低圧に設定して１０ｎｍのカーボンを成膜した。その他の工程を、図２および図３を参照して説明したように実施してＤＴＲ媒体を作製した。
【００５５】
得られたＤＴＲ媒体に対し、ＡＥ（acoustic emisson）センサーを取り付けた設計浮上量１５ｎｍのグライドヘッドを用いてグライドテストを行い、ヘッドの媒体への接触を調べた。その結果、ＡＥシグナルは観測されなかった。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で媒体表面を観測したところ、表面粗さＲａは０．６ｎｍ、凹部の深さは８ｎｍであった。測定後にグライドヘッドを光学顕微鏡で観察したところ、ヘッドスライダに潤滑剤の付着は見られなかった。
【００５６】
□比較例１
実施例１と同じスタンパを用い、非磁性体（カーボン）の成膜工程を１回だけ行う方法でＤＴＲ媒体を作製した。すなわち、第１の非磁性体５５の成膜工程（図３ｆ）においてＡｒ圧力を７．０Ｐａという高圧に設定して１００ｎｍのカーボンを成膜し、このカーボンをエッチバックしてＤＴＲ媒体を作製した。
【００５７】
得られたＤＴＲ媒体に対し、ＡＥ（acoustic emisson）センサーを取り付けた設計浮上量１５ｎｍのグライドヘッドを用いてグライドテストを行い、ヘッドの媒体への接触を調べた。その結果、測定開始直後にはＡＥシグナルは観測されなかったが、約２時間後に微弱なＡＥシグナルが観測された。測定後にグライドヘッドを光学顕微鏡で観察したところ、ヘッドスライダに潤滑剤の付着が見られた。ＡＦＭで媒体表面を観測したところ、表面粗さＲａは１．８ｎｍ、凹部の深さは１０ｎｍであった。したがって、媒体の表面粗さＲａが大きいため、ヘッドの浮上が不安定化し、ヘッドに潤滑剤が徐々に付着したことがわかった。
【００５８】
実施例２
表面改質工程（図３ｇ）と第２の非磁性体の成膜工程（図３ｈ）を２回繰り返したこと以外は実施例１と同様の工程でＤＴＲ媒体を作製した。すなわち、第１の非磁性体の成膜工程（図３ｆ）においてＡｒ圧力を７．０Ｐａという高圧に設定して５０ｎｍのカーボンを成膜し、表面改質工程（図３ｇ）においてＥＣＲイオンガンでマイクロ波パワーを８００Ｗ、加速電圧を５００Ｖに設定してＡｒイオンを１分間照射し、第２の非磁性体５６の成膜工程（図３ｈ）においてＡｒ圧力を０．５２Ｐａという低圧に設定して１０ｎｍのカーボンを成膜し、２回目の表面改質工程（図３ｇ）においてＥＣＲイオンガンでマイクロ波パワーを８００Ｗ、加速電圧を５００Ｖに設定してＡｒイオンを１分間照射し、２回目の第２の非磁性体５６の成膜工程（図３ｈ）においてＡｒ圧力を０．５２Ｐａという低圧に設定して１０ｎｍのカーボンを成膜した。
【００５９】
得られたＤＴＲ媒体に対し、ＡＥ（acoustic emisson）センサーを取り付けた設計浮上量１５ｎｍのグライドヘッドを用いてグライドテストを行い、ヘッドの媒体への接触を調べた。その結果、ＡＥシグナルは観測されなかった。さらに低浮上ヘッド（設計浮上量１３ｎｍ）を用いて同様の検査を行ったが、ＡＥシグナルは観測されなかった。ＡＦＭで媒体表面を観測したところ、表面粗さＲａはガラス基板と同等の０．４ｎｍ、凹部の深さは４ｎｍであった。測定後にグライドヘッドを光学顕微鏡で観察したところ、ヘッドスライダに潤滑剤の付着は見られなかった。
【００６０】
実施例３
実施例１と同じスタンパを用い、第１の非磁性体としてＳｉＯ2を用いて、以下のようにしてＤＴＲ媒体を作製した。
【００６１】
第１の非磁性体５５の成膜工程（図３ｆ）においてＡｒ圧力を７．０Ｐａという高圧に設定して５０ｎｍのカーボンを成膜し、表面改質工程（図３ｇ）においてＥＣＲイオンガンでマイクロ波パワーを８００Ｗ、加速電圧を５００Ｖに設定してＡｒイオンを１分間照射し、第２の非磁性体５６の成膜工程（図３ｈ）においてＡｒ圧力を０．５２Ｐａという低圧に設定して１０ｎｍのＣｕを成膜した。その他の工程を、図２および図３を参照して説明したように実施してＤＴＲ媒体を作製した。
【００６２】
得られたＤＴＲ媒体に対し、ＡＥ（acoustic emisson）センサーを取り付けた設計浮上量１５ｎｍのグライドヘッドを用いてグライドテストを行い、ヘッドの媒体への接触を調べた。その結果、ＡＥシグナルは観測されなかった。ＡＦＭで媒体表面を観測したところ、表面粗さＲａは０．６ｎｍ、凹部の深さは８ｎｍであった。測定後にグライドヘッドを光学顕微鏡で観察したところ、ヘッドスライダに潤滑剤の付着は見られなかった。
【００６３】
比較例２
実施例１と同じスタンパを用い、非磁性体（ＳｉＯ2）の成膜工程を１回だけ行う方法でＤＴＲ媒体を作製した。すなわち、第１の非磁性体５５の成膜工程（図３ｆ）においてＡｒ圧力を７．０Ｐａという高圧に設定して１００ｎｍのＳｉＯ2を成膜し、このＳｉＯ2をエッチバックしてＤＴＲ媒体を作製した。
【００６４】
得られたＤＴＲ媒体に対し、ＡＥ（acoustic emisson）センサーを取り付けた設計浮上量１５ｎｍのグライドヘッドを用いてグライドテストを行い、ヘッドの媒体への接触を調べた。その結果、ヘッドが異常突起に接触していると思われるＡＥシグナルが観測された。ＡＥシグナルの観測されない半径位置で浮上検査を行い、測定後にグライドヘッドを光学顕微鏡で観察したところ、ヘッドスライダに潤滑剤の付着がみられた。ＡＦＭで媒体表面を観測したところ、表面粗さＲａは２．０ｎｍ、凹部の深さは１０ｎｍであった。ＳｉＯ2のＲＦスパッタリングでは異常突起の原因になるダストが発生しやすいことに加え、媒体の表面粗さＲａが大きいためヘッドの浮上が不安定化し、ヘッドに潤滑剤が付着したことがわかった。
【００６５】
なお、ＳｉＯ2を１回の成膜工程で成膜してエッチバックした場合には、表面粗さＲａを小さくすることはできないが、本発明の実施形態に係る方法にしたがって非磁性体を２段階で成膜することにより表面粗さＲａを小さくすることができる。
【００６６】
実施例４
実施例１と同じスタンパを用い、第２の非磁性体としてＣｕを用いて、以下のようにしてＤＴＲ媒体を作製した。
【００６７】
第１の非磁性体５５の成膜工程（図３ｆ）においてＡｒ圧力を７．０Ｐａという高圧に設定して５０ｎｍのＳｉＯ2を成膜し、表面改質工程（図３ｇ）においてＥＣＲイオンガンでマイクロ波パワーを８００Ｗ、加速電圧を５００Ｖに設定してＡｒイオンを１分間照射し、第２の非磁性体５６の成膜工程（図３ｈ）においてＡｒ圧力を０．５２Ｐａという低圧に設定し、リフロー効果を得るために基板を３００℃で１０秒間加熱した後、１０ｎｍのＣｕを成膜した。その他の工程を、図２および図３を参照して説明したように実施してＤＴＲ媒体を作製した。
【００６８】
得られたＤＴＲ媒体に対し、ＡＥ（acoustic emisson）センサーを取り付けた設計浮上量１５ｎｍのグライドヘッドを用いてグライドテストを行い、ヘッドの媒体への接触を調べた。その結果、ＡＥシグナルは観測されなかった。ＡＦＭで媒体表面を観測したところ、表面粗さＲａは０．４ｎｍ、凹部の深さは２ｎｍ以下であった。測定後にグライドヘッドを光学顕微鏡で観察したところ、ヘッドスライダに潤滑剤の付着は見られなかった。
【００６９】
比較例３
実施例１と同じスタンパを用い、非磁性体（Ｃｕ）の成膜工程を１回だけ行う方法でＤＴＲ媒体を作製した。すなわち、第１の非磁性体５５の成膜工程（図３ｈ）においてＡｒ圧力を７．０Ｐａという高圧に設定し、リフロー効果を得るために基板を３００℃で１０秒間加熱した後、１００ｎｍのＣｕを成膜し、このＣｕをエッチバックしてＤＴＲ媒体を作製した。
【００７０】
ＡＦＭで媒体表面を観測したところ、表面粗さＲａは０．４ｎｍ、凹部の深さは２ｎｍ以下と非常に平坦であったが、再生信号のＳＮ比が非常に悪くなった。媒体の磁気特性をカー測定装置で測定したところ、通常は約４ｋＯｅである保磁力が２ｋＯｅまで低下していた。これは、非磁性金属であるＣｕが強磁性記録層のＣｏＣｒＰｔ合金に固溶し、合金化してしまったためだと考えられる。
【００７１】
以上の実施例から以下のことがいえる。本発明の実施形態に係る多段階の非磁性体成膜工程と表面改質工程を含む製造方法で製造されＤＴＲ媒体は、表面粗さＲａが小さく、ヘッドの浮上安定性が良好である。また、第２の非磁性体であれば金属非磁性体を用いても強磁性記録層との磁気的結合が問題になることはないので、表面粗さＲａおよび凹部の深さをより小さくすることができ、ヘッドの浮上安定性に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体の平面図。
【図２】本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体の製造方法を示す断面図。
【図３】本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体の製造方法を示す断面図。
【図４】本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体の製造方法における第１の非磁性体の成膜工程を説明する断面図。
【図５】本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体の製造方法における表面改質工程を説明する断面図。
【図６】本発明の実施形態に係るＤＴＲ媒体の製造方法における第２の非磁性体の成膜工程を説明する断面図。
【符号の説明】
【００７３】
１…ＤＴＲ媒体、２…サーボ領域、３…データ領域、２１…プリアンブル部、２２…アドレス部、２３…バースト部、３１…ディスクリートトラック、５１…ガラス基板、５２…強磁性記録層、５３…保護層、５４…レジスト、５５…第１の非磁性体、５６…第１の非磁性体、５７…保護層、７１…スタンパ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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