(57)【要約】      （修正有）【課題】製造工程中にＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ層の表面が粗くならないような、化学的に規則化されたＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ記録層を有する、パターニングされた垂直磁気記録ディスクの作製方法を提供する。【解決手段】ＦｅＰｔ（またはＣｏＰｔ）合金の記録層２５０を堆積させるステップと、その後、ＦｅＰｔ層２５０の上にシーリング層を堆積させてから、高温アニーリングを実行するステップを含む。高温アニーリングにより、ＦｅＰｔはＬＩ０相で実質的に化学的に規則化される。アニーリングの後、シーリング層を除去する。シーリング層によって、ＦｅＰｔ層２５０とシーリング層の表面におけるＦｅＰｔ材料のナノクラスタ化と凝集が防止され、ＦｅＰｔの表面粗さが好ましくない大きさとなることを抑制する。【選択図】図４Ｃ
2013077370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターニングされた垂直磁気記録媒体の作製方法において、
基板を提供するステップと、
前記基板上に、Ｐｔおよび、ＦｅとＣｏから選択された元素を含む記録層を堆積させるステップと、
前記記録層の上に、前記記録層との化学反応性を実質的に持たないシーリング層を堆積させるステップと、
前記記録層にアニーリングを実行し、垂直磁気異方性を有する、実質的に化学的に規則化された合金の記録層を形成するステップと、
アニーリングの後に前記シーリング層を除去するステップと、
前記記録媒体を個別アイランドへとパターニングするステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記パターニングステップが、前記シーリング層の前記除去ステップの後に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パターニングされたアイランドの上に保護膜を堆積させるステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記パターニングステップが、前記記録層の前記堆積ステップの後および前記シーリング層の前記堆積ステップの前に実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記シーリング層を除去するステップの後に、前記パターニングされたアイランドの上に保護層を堆積させるステップをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記記録層の前記堆積ステップ中に４００℃より低い温度まで前記基板を加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アニーリングステップが４００℃より高く、８００℃より低い温度で実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記シーリング層を堆積させるステップが、アルミナ、二酸化珪素、窒化珪素、窒化チタンおよびダイアモンドライクカーボンから選択されるシーリング層を堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記シーリング層を除去するステップが、前記シーリング層を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって除去することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記記録層を堆積させるステップが、基本的にＰｔおよび前記選択された元素からなる単独のターゲットからスパッタ法で堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記記録層を堆積させるステップが、Ｐｔおよび前記選択された元素の層を交互にスパッタ法で堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記記録層を堆積させるステップが、ＰｔとＦｅをほぼ等しい原子量だけ堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記記録層を堆積させるステップが、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、ＰｄおよびＡｇから選択される元素Ｘを、Ｐｔ、ＦｅおよびＸの総量の２０原子パーセントより少ない量だけ堆積させるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記記録層を個別のアイランドにパターニングするステップの前に、前記記録層の上に、前記記録層の異方性磁界より小さい異方性磁界を有する軟磁性材料の層を堆積させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記軟磁性材料の層を堆積させるステップが、Ｃｏ／Ｐｔを含む多層構造、Ｃｏ／Ｐｄを含む多層構造およびＣｏ／Ｎｉを含む多層構造からなる群から選択された多層構造を堆積させることを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記軟磁性材料の層を堆積させるステップの前に、前記記録層の上に中間結合層を堆積させるステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
パターニングされた垂直磁気記録ディスクの作製方法において、
基板を提供するステップと、
前記基板の上に、その後堆積される記録層の成長を促進して、前記その後堆積される記録層の垂直磁気異方性を助長するためにシード層を堆積させるステップと、
前記基板を４００℃より低い温度まで加熱するステップと、
前記シード層の上に、ほぼ等しい原子量のＦｅとＰｔを含む材料の記録層を堆積させるステップと、
前記記録層の上に、前記記録層の前記材料との化学反応性を実質的に持たないシーリング層を堆積させるステップと、
前記記録層に４００℃より高く、８００℃より低い温度でアニーリングを実行し、実質的に化学的に規則化されたＬ１０相ＦｅＰｔ合金の記録層を形成するステップと、
アニーリングを実行するステップの後に前記シーリング層を除去するステップと、
前記記録層を個別アイランドへとパターニングするステップと、
を含む方法。
【請求項１８】
前記パターニングステップが、前記シーリング層の前記除去ステップの後に実行される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記パターニングされたアイランドの上に保護層を堆積させるステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記パターニングステップが、前記記録層の前記堆積ステップの後で、前記シーリング層の前記堆積ステップの前に実行される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記シーリング層を除去するステップの後に、前記パターニングされたアイランドの上に保護層を堆積させるステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記シーリング層を堆積させるステップが、アルミナ、二酸化珪素、窒化珪素、窒化チタンおよびダイアモンドライクカーボンから選択されるシーリング層を堆積させるステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記記録層を堆積させるステップが、ほぼ等しい原子量のＦｅとＰｔを含む単独のターゲットからスパッタ法で堆積させるステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
前記記録層を堆積させるステップが、ＦｅとＰｔの層を交互にスパッタ法で堆積させるステップを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記記録層を堆積させるステップが、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｕ、ＰｄおよびＡｇから選択される元素Ｘを、Ｆｅ、ＰｔおよびＸの総量の２０原子パーセントより少ない量だけ堆積させるステップをさらに含み、前記記録層にアニーリングを実行するステップにより、実質的に化学的に規則化されたＬ１０相擬二元ＦｅＰｔＸ合金の記録層が形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記記録層を個別アイランドへとパターニングするステップの前に、前記記録層の上に中間結合層を、また前記結合層の上に前記記録層の異方性磁界より低い異方性磁界を有する軟磁性材料の層を堆積させるステップをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
軟磁性材料の層を堆積させるステップが、Ｃｏ／Ｐｔを含む多層構造、Ｃｏ／Ｐｄを含む多層構造およびＣｏ／Ｎｉを含む多層構造からなる群から選択された多層構造を堆積させるステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、パターニングされた垂直磁気記録媒体、たとえば磁気記録ハードディスクドライブに使用されるディスクに関し、より具体的には、化学的に規則化されたＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ記録層を有する、パターニングされたディスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
パターニングされた磁気記録媒体を使用する磁気記録ハードディスクドライブが、データ高密度化のために提案されてきた。従来の連続的磁気記録媒体では、磁記録層はディスク全面にわたる連続的な層である。パターンドメディアの場合、ビットパターンドメディア（ＢＰＭ）とも呼ばれ、ディスク上の磁気記録層が、同心円状のデータトラック内に配置された、小さな孤立化されたデータアイランドにバターンニングされている。ＢＰＭディスクは、磁化方向が記録層の平面に平行、すなわちその平面内にある水平磁気記録ディスクでもよいが、磁化方向が記録層に垂直、すなわちその平面から出る方向にある垂直磁気記録ディスクが、垂直記録媒体のデータ高密度化の可能性から、ＢＰＭ用の候補として有力である。パターニングされたデータアイランドを磁気的に孤立化させるために、アイランド間のスペースの磁気モーメントを消滅させるか、実質的に低減させることにより、これらのスペーを基本的に非磁性化する。あるいは、アイランド間のスペースに磁性材料が存在しないように媒体を作製してもよい。
【０００３】
ＢＰＭディスク上への所望のパターンのアイランドを形成するために、ナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）が提案されている。ＮＩＬは、ナノスケールの所望のパターンを有するマスタテンプレートまたはモールドによってインプリントレジスト層を変形させことに基づく。マスタテンプレートは、電子ビームツール等、高分解能のリソグラフィツールによって作製される。パターニング対象となる基板は、エッチング可能な材料、たとえば石英、ガラスまたはシリコンで形成されるディスク用ブランク材や、磁気記録層および必要な下地層が連続層としてその上に形成されているディスク用ブランク材であってもよい。次に、基板にインプリントレジスト、たとえばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の熱可塑性重合体をスピンコートする。この重合体を、そのガラス転移温度以上まで加熱する。その温度で、熱可塑性レジストは粘性を帯び、比較的高圧でテンプレートからインプリントすることによって、インプリントレジスト上にナノスケールパターンが再現される。重合体を冷却したら、テンプレートをインプリントレジストから除去すると、インプリントレジスト上に陥凹部とスペースの反転ナノスケールパターンが残る。熱可塑性重合体の加熱硬化の代わりに、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｉｍｐｒｉｎｔｓ，Ｉｎｃ．から入手可能なＭｏｎｏＭａｔ等、紫外線（ＵＶ）光によって硬化可能な重合体をインプリントレジストとして使用できる。その後、パターニングされたインプリントレジスト層をエッチングマスクとして使用して、基本となる基板中に所望のパターンのアイランドを形成する。
【０００４】
ＢＰＭ内のアイランドは、十分に小さく、また高いビット面密度（たとえば、５００Ｇｂ／ｉｎ２以上）をサポートするのに十分な磁性品質のものである必要がある。たとえば、１Ｔｂ／ｉｎ２のビット面密度を実現するためには、データアイランドの直径は約１５から２０ｎｍとなり、アイランド間の非磁性スペースの幅は約１０から１５ｎｍとなる。それゆえ、アイランドの大きさを縮小してもアイランドの熱安定性を保持することが重要である。
【０００５】
ＢＰＭの開発にとっての別の重要な問題は、反転磁界分散（ＳＦＤ）（すなわち、保磁場のアイランド間のばらつき）を十分に狭くして、個々のアイランドのアドレス指定が、隣接アイランドに上書きすることなく、正確にできるようにする必要がある、という点である。ＳＦＤの幅はゼロであることが理想であり、これは、すべてのビットが同じ書込み磁界強度で反転されることを意味する。ＳＦＤには多くの原因があり、たとえばパターニングされたアイランドの大きさ、形状および間隔のばらつき、使用する磁性材料の固有の磁気異方性分布、および隣接アイランド間の双極相互作用である。これに加えて、磁性アイランドの大きさの縮小に伴ってＳＦＤが拡大する（すなわち、保磁場のビット間のばらつきが増大する）ことがわかっており、これによってＢＰＭで実現できるビット面密度が制限される。
【０００６】
高い異方性磁界（Ｈｋ）と垂直磁気異方性を有する、化学的に規則化されたＦｅＰｔとＣｏＰｔ合金が、ＢＰＭ用磁気記録層として提案されている。化学的に規則化されたＦｅＰｔとＣｏＰｔのＬ１０型規則合金が、高密度磁気記録材料に求められるその高い結晶磁気異方性および磁化特性により知られている。化学的に規則化されたＦｅＰｔ合金は、そのバルク形態で、面心正方格子（ＦＣＴ）のＬ１０規則相材料（ＣｕＡｕ材料とも呼ばれる）として知られている。Ｌ１０相のｃ軸は磁化容易軸であり、ディスク基板に垂直に配向される。ＦｅＰｔおよびＣｏＰｔ合金は、所望の通りにＬ１０相で化学的に規則化するために、高温でのアニーリングが必要である。しかしながら、アニーリングによって、ＦｅＰｔを個別アイランドへとパターニングすることが困難な表面粗さとなり、ＳＦＤの数値が高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
製造工程中にＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ層の表面が粗くならないような、化学的に規則化された高ＨｋのＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ合金記録層を有するＢＰＭディスクの作製方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、化学的に規則化された高ＨｋのＦｅＰｔまたはＣｏＰｔ合金記録層を有するＢＰＭディスクの作製方法である。ＦｅＰｔ（またはＣｏＰｔ）層をシード層構造上にスパッタ法で堆積させ、その間、ディスク基板は室温とするか、約４００℃未満の高温に保持する。この温度範囲では、ＦｅＰｔ合金は十分に化学的に規則化されない。次に、シーリング層をＦｅＰｔ層の上に堆積させる。シーリング層は、ＦｅＰｔと実質的な化学反応を起こさず、ＦｅおよびＰｔと混和せず、好ましくは、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により容易に除去できる、どのような材料であってもよい。シーリング層の堆積後、この構造に、好ましくは４００℃から８００℃の範囲の温度で約１〜３０分間アニーリングを行う。高温アニーリングにより、ＦｅＰｔはＬ１０相で実質的に化学的に規則化され、高い異方性磁場Ｈｋが確実に実現される。アニーリングの後、シーリング層を好ましくはＲＩＥによって、あるいはイオンミリングによって除去する。シーリング層は、ＦｅＰｔ層とシーリング層の表面におけるＦｅＰｔ材料のナノクラスタ化と凝集を防止することがわかっており、これらはＦｅＰｔの好ましくない大きさの表面粗さの原因であり、またＳＦＤ値が高い原因でもある。ＦｅＰｔ層は、シーリング層の堆積前またはシーリング層の堆積と除去の後のいずれにおいても、ＢＰＭディスク用の個別アイランドへとパターニングできる。シーリング層をパターニングし、除去した後、個別データアイランドの上にディスク保護膜を堆積させる。本発明の重要な態様は、高温アニーリングの後に、保護膜を堆積させる前にシーリング層を除去しなければならないことである。
【０００９】
本発明の本質と利点を十分に理解するために、添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ビットパターンドメディア（ＢＰＭ）を用いる垂直磁気記録ディスクドライブの上面図であり、先行技術による同心円状の円形データトラック内に配列された、パターニングされたデータアイランドを示す。
【図２】先行技術のＢＰＭディスクの拡大部分の上面図であり、データアイランドの詳細な配列を示す。
【図３Ａ】先行技術によるディスクのエッチングと分極のさまざまな段階におけるＢＰＭディスクの断面図である。
【図３Ｂ】先行技術によるディスクのエッチングと分極のさまざまな段階におけるＢＰＭディスクの断面図である。
【図３Ｃ】先行技術によるディスクのエッチングと分極のさまざまな段階におけるＢＰＭディスクの断面図である。
【図４Ａ】本発明の方法のさまざまな段階におけるディスクの一部の断面図である。
【図４Ｂ】本発明の方法のさまざまな段階におけるディスクの一部の断面図である。
【図４Ｃ】本発明の方法のさまざまな段階におけるディスクの一部の断面図である。
【図５Ａ】シーリング層を設けずに高温アニーリングを行った後の、化学的に規則化されたＦｅＰｔ層の表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）画像である。
【図５Ｂ】シーリング層を設けてアニーリングを行い、シーリング層を除去した後の、化学的に規則化されたＦｅＰｔ層の表面のＡＦＭ画像である。
【図６Ａ】本発明の方法の他の実施形態のさまざまな段階におけるディスク構造の一部の断面図である。
【図６Ｂ】本発明の方法の他の実施形態のさまざまな段階におけるディスク構造の一部の断面図である。
【図６Ｃ】本発明の方法の他の実施形態のさまざまな段階におけるディスク構造の一部の断面図である。
【図７】本発明の方法により作製された熱アシスト磁気記録（ＴＡＲ）ディスクの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、パターンドメディア磁気記録ディスク２００を使用するパターンドメディア磁気記録ディスクドライブ１００の上面図である。ドライブ１００は、アクチュエータ１３０を支持する筐体またはベース１１２と、磁気記録ディスク２００を回転させるドライブモータを有する。アクチュエータ１３０は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）回転アクチュエータであってもよく、これは剛性のアーム１３１を有し、旋回軸１３２の周囲で、矢印１３３によって示されるように回転する。ヘッドサスペンションアセンブリには、一端がアクチュエータアーム１３１の端に取り付けられたサスペンション１３５と、サスペンション１３５のもう一端に取り付けられたヘッドキャリア、たとえばエアベアリングスライダ１２０が含まれる。サスペンション１３５により、スライダ１２０はディスク２００の表面から非常に近い位置に保持されて、ディスク２００が矢印２０の方向に回転すると、それによって発生されたエアベアリング上で「上下方向」および「回転方向」に動揺することが可能である。磁気抵抗読取ヘッド（図示せず）とインダクティブ書込みヘッド（図示せず）は一般に、スライダ１２０の終端に一連の薄膜および構造としてパターニングされた一体の読取／書込みヘッドとして形成され、これは当業界において周知のとおりである。スライダ１２０は一般に、複合材料、たとえばアルミナ／チタン−カーバイド（Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ）等の複合材料で形成される。関連するスライダと読取／書込みヘッドとともに１つのディスク面だけが図１に示されているが、一般には、スピンドルモータによって回転されるハブの上に積み重ねられた複数のディスクがあり、各ディスクの各面に別々のスライダと読取／書込みヘッドが関連付けられている。
【００１２】
パターンドメディア磁気記録ディスク２００は、硬い、すなわち剛性のディスク基板と、基板上の磁化可能材料の個別データアイランド３０を含む。データアイランド３０は、半径方向に離間された円形トラック１１８内に配列され、図１には、数個のアイランド３０と、ディスク２００の内径と外径付近の代表的なトラック１１８だけが示されている。アイランド３０は円形の形状を有するように描かれているが、アイランドは他の形状、たとえば略長方形、長円形または楕円形であってもよい。ディスク２００が矢印２０の方向に回転すると、アクチュエータ１３０の運動によって、スライダ１２０の終端の読取／書込みヘッドはディスク２００上の異なるデータトラック１１８にアクセスできる。
【００１３】
図２は、ディスク２００の拡大部分の上面図であり、先行技術による１つのタイプのパターンでのディスク基板表面上のデータアイランド３０の詳細な配列を示している。アイランド３０は、磁化可能な記録材料を含み、トラック１１８ａ〜１１８ｅとして示されるような、半径方向、すなわちクロストラック方向に離間された円形トラック内に配列される。トラックは一般に、一定のトラック間隔ＴＳで均等に離間される。１つのトラック内のデータアイランド間の間隔が、トラック１１８ａ内のデータアイランド３０ａと３０ｂの間の距離ＩＳで示されており、隣接するトラックは、トラック１１８ａと１１８ｂにより示されているように、相互に距離ＩＳ／２だけずれる。各アイランドは、ディスク２００の平面に平行な横方向の寸法Ｗを有し、Ｗは、アイランドが円形であれば、直径である。アイランドは他の形状、たとえば略長方形、長円形または楕円形であってもよく、この場合、寸法Ｗは非円形のアイランドの最も小さい寸法、たとえば長方形のアイランドの短辺と考えてもよい。隣接するアイランドは、非磁性領域またはスペースによって分離され、このスペースは横方向の寸法Ｄを有する。Ｄの数値はＷの数値より大きくてもよい。
【００１４】
図２に示されるようなＢＰＭディスクは、磁化方向がそのアイランド内の記録層に垂直、すなわちその平面から出る方向にある垂直磁気記録ディスクであってもよい。パターンニングされたデータアイランド３０に求められる磁性的孤立化を実現するためには、アイランド３０間の領域またはスペースの磁気モーメントを消滅させるか、実質的に低減させて、これらのスペースを基本的に非磁性としなければならない。「非磁性」という用語は、アイランド３０間のスペースが非磁性材料、たとえば誘電材料または、磁界が印加されなければ実質的な残留モーメントを持たない材料、または読み取りまたは書込みに不利な影響を与えないように、アイランド３０より十分に低い位置まで掘り下げた溝の中の磁性材料で形成されることを意味する。非磁性スペースはまた、磁性材料のないこと、たとえば磁気記録層またはディスク基板内の溝または陥凹部であってもよい。
【００１５】
図３Ａは、リソグラフィによるパターニングとエッチングによってＢＰＭディスクを形成する前の、先行技術によるディスク２００を示す断面図である。ディスク２００は略平坦な面２０２を有する基板２０１であり、その表面上に代表的な層が、一般にスパッタ法で堆積されている。ディスク２００は垂直磁気記録ディスクとして描かれており、垂直な（すなわち、基板表面２０２に略垂直な）磁気異方性を持つ記録層（ＲＬ）と、ＲＬの下の任意選択的な軟磁性下地層（ＳＵＬ）を有する。任意選択的なＳＵＬは、ディスクドライブヘッドからの書込み磁界のための磁束帰還路としての役割を果たす。
【００１６】
ハードディスク基板２０１はどのような市販のガラス基板であってもよいが、ＮｉＰ表面コーティングを有する従来のアルミニウム合金または、シリコン、カナサイトまたはシリコンカーバイド等の別の基板であってもよい。ＳＵＬ成長のための接着層またはオンセット層（ＯＬ）は、厚さ約２〜１０ｎｍのＡｌＴｉ合金または同様の材料であってもよく、基板表面２０２上に堆積させる。
【００１７】
ＳＵＬは透磁性材料、たとえばＣｏＮｉＦｅ、ＦｅＣｏＢ、ＣｏＣｕＦｅ、ＮｉＦｅ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＮ、ＦｅＴａＣ、ＣｏＴａＺｒ、ＣｏＦｅＴａＺｒ、ＣｏＦｅＢ、ＣｏＺｒＮｂの合金等で形成してもよい。ＳＵＬはまた、複数の軟磁性膜で形成してもよく、これらはＡｌまたはＣｏＣｒの導電膜等の非磁性膜により分離される。ＳＵＬはまた、複数の軟磁性膜で形成してもよく、これらは反強磁性結合を仲介する層間膜、たとえばＲｕ、ＩｒまたはＣｒまたはこれらの合金等によって分離される。ＳＵＬの厚さは、約５から５０ｎの範囲であってもよい。
【００１８】
交換ブレーク層（ＥＢＬ）は一般に、ＳＵＬの上に配置される。これは、ＳＵＬとＲＬの透磁性膜間の磁気交換結合を妨げるように作用し、また、ＲＬのエピタキシャル成長を促進する役割も果たす。ＥＢＬは不要としてもよいが、使用するのであれば、非磁性チタン（Ｔｉ）層、非導電性材料、たとえばＳｉ、ＧｅおよびＳｉＧｅ合金、金属、たとえばＣｒ、Ｒｕ、Ｗ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｖ、Ｔａ、Ａｌ、金属合金、たとえばＮｉＷ、ＮｉＴａ、ＣｒＴｉ、ＮｉＰ、非晶質炭素、たとえばＣＮｘ、ＣＨｘ、Ｃまたは、Ｓｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂからなる群から選択される元素の酸化物、窒化物または炭化物とすることができる。ＥＢＬの厚さは約１から４０ｎｍの範囲であってもよい。
【００１９】
図３Ａのディスクは、たとえばナノインプリント法によりリソグラフィ方式でパターニングする。ナノインプリント法では、マスタテンプレートを、たとえば直接電子ビーム書込みによって、所望のパターンのデータアイランドと非磁性領域を有するように作製する。インプリントレジスト（すなわち、熱可塑性重合体）の薄膜をディスクにスピンコートする。その後、その所定のパターンを有するマスタテンプレートをインプリントレジスト膜と接触させ、テンプレートとディスクを一体でプレスして、熱を加える。インプリントレジスト重合体をそのガラス転移温度以上に加熱すると、テンプレート上のパターンがレジスト膜に転写される。冷却後、マスタテンプレートをディスクから分離すると、パターニングされたレジストがＲＬの上に残る。その後、パターニングされたインプリントレジストをエッチングマスクとして使用する。反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）またはイオンミリングを利用して、インプリントレジストのパターンを下のディスクに転写し、データアイランドと非磁性領域を形成できる。
【００２０】
図３Ｂは、リソグラフィによるパターニングとエッチングを行った後のディスク２００の断面図である。エッチングの後、ＲＬ材料の高いランド３０と溝または陥凹部３２が基板表面２０２の上に形成される。陥凹部３２の一般的な深さは基本的にランド３０の高さでもあり、約４から５０ｎｍの範囲で、陥凹部の一般的な幅は約４から５０ｎｍの範囲である。図３Ｂに示される例では、エッチングが、ＲＬ材料の全部とＥＢＬ材料の一部が陥凹部３２の領域から除去される深さまで行われている。しかしながら、あるいは、ＲＬ材料の一部だけが除去される深さまでエッチングを行うこともできる。その場合、ＲＬ材料の層は陥凹部３２の下面より下にもあることになる。
【００２１】
図３Ｃは、図３Ｂのエッチング後のディスク２００の、保護層３４を陥凹部３２の中とランド３０の上に堆積させ、陥凹部３２の充填材料３６を堆積させて、化学機械研磨（ＣＭＰ）した後の断面図である。保護層３４は、好ましくは非晶質炭素、たとえばダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の層である。非晶質炭素、すなわちＤＬＣはまた、水素添加および／または窒素化してもよく、これは当業界で周知のとおりである。あるいは、保護層３４は窒化珪素、たとえばＳｉ３Ｎ４またはＳｉＮｘであってもよい。充填材料３６は、ＳｉＯ２、非酸化物材料、たとえばＣまたはＳｉＮｘ、または重合体材料であってもよい。ＣＭＰにより、基本的に平坦化されたディスク表面が得られる。その後、平坦化された表面上に、任意選択的な追加の層としての保護層（図示せず）と、続いて従来の液状潤滑剤の層（図示せず）を堆積させてもよい。
【００２２】
本発明は、ＲＬが垂直磁気異方性を有する高Ｈｋの化学的に規則化されたＦｅＰｔ合金（またはＣｏＰｔ合金）を含む、パターニングされた垂直媒体の作製方法に関する。化学的に規則化されたＦｅＰｔ（およびＣｏＰｔ）Ｌ１０型規則合金は、高密度磁気記録材料に求められる、その高い磁気異方性と磁化で知られている。化学的に規則化されたＦｅＰｔ合金は、そのバルク形態において、面心正方格子（ＦＣＴ）のＬ１０型規則相材料（いわゆるＣｕＡｕ材料）として知られる。Ｌ１０相のｃ軸は磁化容易軸であり、ディスク基板に垂直に配向される。化学的に規則化されたＦｅＰｔ合金はまた、ＦｅＰｔのＬ１０相に基づく擬二元合金、たとえば（Ｆｅ（ｙ）Ｐｔ（１００−ｙ））−Ｘであってもよく、ｙは約４５から５５原子パーセントの間で、元素ＸはＮｉ、Ａｕ、Ｃｕ、ＰｄまたはＡｇであってもよく、原子パーセントで約０％から約２０％の範囲で存在する。擬二元合金は一般に、二元合金ＦｅＰｔと同様に高い異方性を有するが、それによって、ＲＬの磁気およびその他の特性をより一層制御することが可能となる。たとえば、Ｃｕの添加によってキュリー温度は約１００〜１５０Ｋ下がる。この方法は、ＦｅＰｔのＲＬを有する媒体に関して説明するが、ＣｏＰｔ（またはＣｏＰｔのＬ１０相に基づく擬二元ＣｏＰｔ−Ｘ合金）のＲＬを有する媒体にもこの方法は十分に適用できる。
【００２３】
図４Ａ〜４Ｃは、この方法の第一段階の断面図であり、基板の一部とその上のＳＵＬとＥＢＬを示している。シード層構造２４０がＥＢＬの上に堆積されて、ＦｅＰｔ層２５０の成長を促進し、垂直磁気異方性を助長する。シード層構造２４０は、下側のＣｒＲｕ層と、ＣｒＲｕ層の上の、上側のＰｔ層の二重層であってもよい。ＭｇＯ、ＴｉＮ、ＴｉＣもまた、適当なシード層として機能するかもしれない。ＥＢＬとシード層構造２４０の厚さ全体は、好ましくは１ｎｍから２５ｎｍの範囲である。ＦｅＰｔ層２５０をシード層構造２４０の上に、約３から１０ｎｍの範囲の厚さに堆積させる。ＦｅＰｔ層２５０は最終的に、Ｌ１０相に基づく、硬い（高Ｈｋの）、化学的に規則化された、ほぼ等しい原子比の二元ＦｅＰｔ合金となり、これがＲＬとして機能することになる。
【００２４】
本発明の方法においては、ＦｅＰｔ層２５０をシード層構造２４０の上にスパッタ法で堆積させ、その間、ディスク基板を室温（約２０℃）とするか、または約４００℃未満の高温に保持する。この温度範囲内では、ＦｅＰｔ合金は完全には化学的に規則化されず、その後、高温アニーリングを行う必要がある。ＦｅＰｔは、ほぼ等しい原子量のＦｅとＰｔを有する単独の複合ターゲットからスパッタ法で堆積させるか、または別々のターゲットから共スパッタしてもよい。ＦｅＰｔ層２５０の別の形成方法として、連続するＦｅとＰｔの交互の層を別々のＦｅとＰｔのターゲットから、ＦｅとＰｔのターゲットを交互に覆うためのシャッタを用いてスパッタ堆積法で堆積させることができ、ＦｅとＰｔ層の各々の厚さは約０．１５ｎｍから０．２５ｎｍの範囲として、層２５０全体の厚さが約３から１０ｎｍとなる。
【００２５】
次に、シーリング層２６０を一般的にはスパッタ法によってＦｅＰｔ層２５０の上に堆積させる。シーリング層の目的は、ＦｅＰｔ層の表面が粗くなるのを防止することであり、これは後の高温アニーリングの後で発生することがわかっている。シーリング層は、ＦｅＰｔと実質的に化学反応を起こさず、ＦｅとＰｔと混和しないどのような材料であってもよい。特定の材料、たとえばタングステン（Ｗ）はシーリング層として利用できないことがわかっており、これは、アニーリング中にＷがＦｅおよびＰｔと混和するからである。シーリング層２６０のための材料はまた、好ましくは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって容易に除去できる材料であるべきである。好ましい材料としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）がある。シーリング層２６０は、好ましくは約１．５から１５ｎｍの間の厚さに堆積させる。
【００２６】
シーリング層２６０の堆積後、この構造に、好ましくは４００℃から８００℃の間の温度でアニーリングを行う。アニーリング時間は、約１〜３０分またはそれ以上とすることができる。アニーリング時間がごく短く（約２から６０秒）、温度が急上昇する高速熱アニーリング（ＲＴＡ）も使用してよい。アニーリングにより、ＦｅＰｔはＬ１０相で実質的に化学的に規則化され、その結果、確実に高い異方性磁界Ｈｋが実現できる。異方性磁界は好ましくは、約３０から１５０ｋＯｅの間である。シーリング層は、ＦｅＰｔ層２５０とシーリング層２６０の表面におけるＦｅＰｔ材料のナノクラタス化と凝集を防止することがわかっており、これらはＲＬの好ましくない大きさの表面粗さの原因である。これにより、ＲＬのその後のパターニングが困難となり、また、ＳＦＤの数値が高くなる。
【００２７】
アニーリング後、シーリング層２６０を、好ましくはＲＩＥ、あるいはイオンミリングによって除去する。シーリング層２６０をＳｉＯ２またはＳｉＮｘで形成する場合、これはフッ素化学を用いて、従来のＲＩＥで除去できる。シーリング層２６０をアルミナで形成する場合、これは塩素化学を用いて、従来のＲＩＥで除去できる。シーリング層２６０をＤＬＣで形成する場合、これは酸素化学を用いて、従来のＲＩＥで除去できる。シーリング層２６０を除去すると、非常に平滑な表面を有するＦｅＰｔのＲＬが残る。ＦｅＰｔ層２５０の上面は、後に個別データアイランドをパターニングするために、そのピーク・トゥ・ピークの二乗平均平方根（ＲＭＳ）表面粗さが２未満であるべきである。これは、横方向の層の厚さにばらつきのある粗い表面は、パターニングが難しいからである。また、平滑な表面が好ましいのは、ＦｅＰｔアイランドの表面が粗いほど、ＳＦＤが大きくなるからでもある。アイランドごとのＦｅＰｔ材料の体積のばらつきをできるだけ小さくして、ＳＦＤの数値を確実に低くするべきである。
【００２８】
図５Ａ〜５Ｂは、本発明の方法で得られる実質的な改善を説明するＡＦＭ画像である。Ｒｐという用語は、ＡＦＭ走査の平均高さと１ミクロン四方のＡＦＭ走査面積内の最高点の間の距離である。図５Ａは、シーリング層を用いずに高温アニーリングを行った後のＦｅＰｔ層の表面を示す。Ｒｐの測定値は１０．４ｎｍであった。図５Ｂは、厚さ１０ｎｍのＳｉＯ２のシーリング層を用いて高温アニーリングし、その後、これをＲＩＥにより除去した後のＦｅＰｔ層の表面を示す。Ｒｐの測定値は１．４ｎｍであった。
【００２９】
高温アニーリングとシーリング層除去の後、ＦｅＰｔのＲＬが露出したディスク構造を個別データアイランドにパターニングする。工程のこの段階におけるディスク構造が図４Ｂに示されている。ＦｅＰｔアイランドが格子模様で描かれ、ＦｅＰｔ層２５０がその前の高温アニーリングによってＬ１０相で実質的に化学的に規則化されていることを表している。次に、図４Ｃに示されているように、保護層２３４をＦｅＰｔアイランドの上およびエッチングによるアイランド間の陥凹部の中に堆積させ、充填材料２３６を陥凹部に堆積させて、一般にＣＭＰにより平坦化する。保護層２３４は、好ましくは非結晶炭素、たとえばダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の層である。非結晶炭素、すなわちＤＬＣはまた、水素添加および／または窒素化してもよく、これは当業界で周知のとおりである。あるいは、保護層２３４は窒化珪素、たとえばＳｉ３Ｎ４またはＳｉＮｘであってもよい。充填材料３６は、ＳｉＯ２または重合体材料であってもよい。ＣＭＰにより、基本的に平坦化されたディスク表面が得られる。その後、平坦化された表面の上に任意選択的な追加の層としての保護層（図示せず）と、続いて従来の液状潤滑剤の層（図示せず）を堆積させてもよい。
【００３０】
方法の他の実施形態が図６Ａ〜６Ｃに示されている。シード層２４０とＦｅＰｔ層２５０を前述のようにＥＢＬ上に堆積させるが、シーリング層は堆積させないため、図６Ａに示されるようなディスク構造が得られる。このディスク構造をＦｅＰｔ材料の個別アイランドへとパターニングするが、図６Ｂに示されているように、まだＬ１０相での化学的規則化は起こっていない。次に、シーリング層２６０をＦｅＰｔアイランドの上、およびアイランド間の陥凹部内に堆積させ、前述のように高温アニーリングを行うと、図６Ｃに示されるとおりとなる。その結果、ＦｅＰｔがＬ１０相で化学的に規則化され、これは層２５０の格子模様により示されている。次にシーリング層２６０を除去した後、保護層と充填材料を堆積させると、実質的に図４Ｃに示されているような構造が得られる。
【００３１】
本発明の重要な点は、高温アニーリングの後に、保護層を堆積させる前にシーリング層を除去しなければならないことである。これは、保護層をシーリング層と同じ材料、たとえばＤＬＣまたはＳｉＮｘで形成する場合にも当てはまる。保護層に必要な特性、たとえば耐擦傷性、潤滑剤との結合、非常に高い平滑さは、４００℃以上での保護層の加熱と両立しない。たとえば、温度が４００℃より高いと、ＤＬＣは少なくとも部分的にグラファイト化し、ＳｉＮｘは分解することがわかっている。これに加えて、シーリング層は一般に保護層より厚く、これは、起こりうるＦｅＰｔの表面拡散を抑えるために必要なかぎり厚くするべきであり、その一方で保護層は、ＲＬと読取／書込みヘッドとの間隔を最小限にするためにできるだけ薄くするべきであるからである。
【００３２】
ＦｅＰｔ層だけでＲＬとして機能させてもよいが、軟磁性（より低いＨｋ）層を化学的に規則化されたＦｅＰｔ層に直接堆積させてから、パターニングを行ってもよい。軟磁性材料は、スプリングスイッチングメカニズムを通じて、下のＦｅＰｔ層の書込み容易性を改善する。交換スプリング媒体は、交換結合複合（ＥＣＣ）媒体とも呼ばれ、垂直磁気記録用としてよく知られている。ＥＣＣ垂直記録媒体は、異方性磁界（Ｈｋ）が実質的に異なる２つまたはそれ以上の強磁性交換結合された磁性層の複合体である。均一な書込み磁界がある場合、より低Ｈｋの軟磁性層の磁化がまず回転し、より高ＨｋのＦｅＰｔ層の磁化反転を助ける。本願と同じ譲受人に譲渡されている係属中の米国特許出願第１１／７５１，８２３号明細書、米国特許出願第１２／４１２，４０３号明細書、および米国特許出願第１２／９６４，６４３号明細書は、ＥＣＣ材料で形成されたデータアイランドを有する各種の垂直ＢＰＭを開示している。軟磁性層は一連のＣｏ／Ｘ二重層の多層構造であってもよく、ＸはＰｔ、ＰｄまたはＮｉである。この多層構造は好ましくは、２から１０のＣｏ／Ｘ二重層を有する。Ｃｏ／Ｘ多層構造のＨｋは、厚さの範囲が０．１〜０．４ｎｍの薄いＣｏ層について最も高い。また、Ｃｏ／Ｎｉ二重層では一般に、ＨｋがＣｏ／ＰｄとＣｏ／Ｐｔの二重層より低くなる。Ｃｏ／Ｘ多層構造の異方性磁界ＨｋはＦｅＰｔ層の場合のＨｋより低く、好ましくは約１から４０ｋＯｅの間である。軟磁性層はまた、厚さが０．５から１０ｎｍで、高い飽和磁化（Ｍｓが約６００ｅｍｕ／ｃｍ３より大きい）のＣｏ、ＣｏＰｔＣｒ合金またはＣｏＰｔＣｒ酸化物の軟磁性材料（保磁力が約２０００Ｏｅ未満）でもよい。Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｎｉ、ＴａまたはＣｏＲｕの薄い層等、任意選択的な中間結合層をより高ＨｋのＦｅＰｔ層とより低Ｈｋの軟磁性層の間に配置して、交換結合を調整してもよい。
【００３３】
ＢＰＭを利用した垂直磁気記録ディスクは主として、インダクティブ書込みヘッドだけがアイランドにデータを書き込む従来の磁気記録用として提案されている。しかしながら、垂直ＢＰＭディスクはまた、熱アシスト記録（ｈｅａｔ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇまたは熱アシスト記録（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ）（ＴＡＲ））用としても提案されている。ＴＡＲシステムでは、近接場トランスデューサ（ＮＦＴ）を備える光導波管によってレーザ等の放熱源からの熱が誘導され、ディスク上の磁気記録層の局所的領域が加熱される。放射される熱は磁性材料を局所的にそのキュリー温度付近またはそれ以上まで加熱し、保磁力を、インダクティブ書込みヘッドによる書込みが行われる程度まで十分に低下させる。本発明の方法は、ＴＡＲディスクドライブ用の垂直ＢＰＭディスクを作製するためにも利用できる。図７は、本発明の方法によって作製されたＴＡＲディスクの断面図を示す。その結果として得られるディスクは、図４Ｃに示されているディスクと実質的に同じであるが、相違点は、ヒートシンク層２７０を層２５０の中のＦｅＰｔアイランドの下およびアイランド間の陥凹部の下に配置し、任意選択的な熱レジスト層２８０をヒートシンク層２７０とＦｅＰｔアイランドとの間およびアイランド間の陥凹部との間に配置してもよい点である。ヒートシンク層２７０は、熱伝導性に優れた材料、たとえばＣｕ、Ａｕ、Ａｇまたはその他の適当な金属または金属合金で形成される。任意選択的な熱レジスト層２８０、たとえばＭｇＯまたはＳｉＯ２の層は、熱の流れを制御して、熱がヒートシンク層２７０の中へとあまり迅速に分散しすぎないようにするのを助ける。ＴＡＲディスクにはまた、任意選択的なＳＵＬを含めてもよく、これを設ける場合はヒートシンク層２７０の下に配置することになる。ＳＵＬがない場合はＥＢＬも不要となる。
【００３４】
本発明を、好ましい実施形態に関して具体的に示し、説明したが、当業者にとっては当然のことながら、本発明の真の主旨と範囲から逸脱することなく、形態や詳細部分に各種の変更を加えることができる。したがって、開示した発明は例示的にすぎないとみなし、範囲においては、付属の特許請求の範囲に明記されているようにのみ限定される。
【符号の説明】
【００３５】
３０  個別データアイランド
２００  磁気記録ディスク
２０１  基板
２３６  充填材料
２３４  保護層
２４０  シード層構造
２５０  ＦｅＰｔ層
２６０  シーリング層
２７０  ヒートシンク層
２８０  熱レジスト層
【図１】
2013077370.tif 000003
【図２】
2013077370.tif 000004
【図３Ａ】
2013077370.tif 000005
【図３Ｂ】
2013077370.tif 000006
【図３Ｃ】
2013077370.tif 000007
【図４Ａ】
2013077370.tif 000008
【図４Ｂ】
2013077370.tif 000009
【図４Ｃ】
2013077370.tif 000010
【図５Ａ】
2013077370.tif 000011
【図５Ｂ】
2013077370.tif 000012
【図６Ａ】
2013077370.tif 000013
【図６Ｂ】
2013077370.tif 000014
【図６Ｃ】
2013077370.tif 000015
【図７】
2013077370.tif 000016