(57)【要約】【課題】単一の装置で記録用領域をパターン化することの可能な生産性に優れる磁気記録媒体の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】データを記憶するための複数の記録用領域とそれらを隔てる分離領域とが定められた磁気記録媒体の製造において、基板の上部を覆う硬磁性膜を形成し、分離領域に対応した開口パターンが形成されるように、イオン照射に対するマスキングのためのマスクを硬磁性膜上に形成し、マスキングされた硬磁性膜に対して、堆積させる物質を含む原料ガス雰囲気中で硬磁性膜のエッチングおよび物質の堆積を生じさせるイオン照射を行い、それによって硬磁性膜における開口パターンに対応した部分を物質と照射物質とを含有する非磁性体に換える。【選択図】図４
2009163819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板とそれに固着する磁気記録用の積層体とを備えかつ前記積層体においてデータを記憶するための複数の記録用領域とそれらを隔てる分離領域とが定められた磁気記録媒体の製造方法であって、
前記基板の上部を覆う硬磁性膜を形成し、
前記分離領域に対応した開口パターンが形成されるように、イオン照射に対するマスキングのためのマスクを前記硬磁性膜上に形成し、
マスキングされた前記硬磁性膜に対して、堆積させる物質を含む原料ガス雰囲気中で前記硬磁性膜のエッチングおよび前記物質の堆積を生じさせるイオン照射を行い、それによって前記硬磁性膜における前記開口パターンに対応した部分を前記物質と照射物質とを含有する非磁性体に換える
ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項２】
基板とそれに固着する磁気記録用の積層体とを備えかつ前記積層体においてデータを記憶するための複数の記録用領域とそれらを隔てる分離領域とが定められた磁気記録媒体の製造方法であって、
前記基板の上部を覆う硬磁性膜を形成し、
前記分離領域に対応した開口パターンが形成されるように、イオン照射に対するマスキングのためのマスクをインプリントによって前記硬磁性膜上に形成し、
マスキングされた前記硬磁性膜に対して、フェナントレン雰囲気中で前記硬磁性膜のエッチングおよびカーボンの堆積を生じさせるガリウムイオンの照射を行い、それによって前記硬磁性膜における前記開口パターンに対応した部分をダイヤモンドライクカーボンとガリウムとを含有する非磁性体に換える
ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【請求項３】
フェナントレン雰囲気中でのガリウムイオンの照射によって、前記硬磁性膜における前記開口パターンに対応した部分を選択的に除去し、それにより生じる窪みをダイヤモンドライクカーボンで埋める
請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項４】
フェナントレン雰囲気中でのガリウムイオンの照射によって、前記硬磁性膜における前記開口パターンに対応した部分に前記ガリウムを注入し、かつイオン衝突でエッチングされる当該部分の表層に代わるダイヤモンドライクカーボンを形成する
請求項２に記載の磁気記録媒体の製造方法。
【請求項５】
データを記憶するための複数の記録用領域とそれらを隔てる分離領域とが定められた磁気記録媒体において、
基板と、
前記基板上に設けられ、前記記録用領域に対応する硬磁性体と前記分離領域に対応する非磁性体とからなる磁気記録層を含んだ積層体とを備え、
前記非磁性体は、前記硬磁性体と同じ物質を含みかつガリウムの注入により非磁性化された部分とその上に堆積したダイヤモンドライクカーボンからなる部分とを有する
ことを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データを記憶するためのドット状またはトラック状の複数の領域が互いに磁気的に分離された磁気記録媒体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータの外部記憶手段として広く用いられるハードディスク装置において、面内記録方式（長手記録方式）に代わって高記録密度化に有利な垂直記録方式が主流になりつつある。また、一層の高記録密度化に向けて、構造的にパターン化された記憶用領域をもつパターンド媒体が本格的に採用されつつある。例えばトラックがパターン化されたディスクリートトラック型の磁気ディスクでは、隣接する記録トラック間の磁気的干渉がガードバンドと呼ばれる非磁性部によって抑えられるので、記録トラック幅および配列ピッチを小さくして記録トラック密度を高めることができる。また、データのビットごとにビットパターンと呼ばれる記憶用領域をパターン化することにより、ビット間の磁気的干渉が低減されるので、さらに高密度の磁気記録を実現することができる。
【０００３】
記憶用領域のパターン化の方法として広く知られるのは、例えば特許文献１に記載のあるように、基板上に成膜した硬磁性材料からなる厚さ１０〜３０ｎｍ程度の薄膜を部分的にエッチングして非磁性部を形成する方法である。空隙を非磁性部とすることも可能であるが、通常はディスク表面を平坦化する目的で、エッチングされた硬磁性材料に代えて非磁性材料を埋め込む。平坦化を行うことにより、磁気ディスクに対して相対移動するヘッドの浮上状態を安定にすることができる。
【０００４】
パターン化の他の方法として、磁性薄膜に部分的にイオンを注入して磁性を変化させる方法がある。例えば特許文献２には、鉄とプラチナとを含む磁性薄膜における記憶用領域とする部分に鉄をイオン注入して局所的に保持力を増大させる方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１５５８６３号公報
【特許文献２】特開２００６−２８６０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
エッチングによって記録用領域をパターン化する場合には、実際上はディスク表面の平坦化のために、エッチングの後に非磁性材料を磁性薄膜の厚さと同じかそれ以上に堆積させる成膜を行わなければならない。エッチングと成膜とに別個の装置を使用するので、磁気記録媒体の製造工程はドライエッチング装置から成膜装置へのワーク搬送を含む複雑な工程になる。
【０００６】
一方、イオン注入によって磁性薄膜を部分的に変質させるパターン化には、記録用領域と分離領域との磁性の差異を十分に顕著にするのが難しいこと、および適用可能な磁性材料が限定されることに加えて、イオン注入に伴って磁性薄膜の表層がスパッタリングで消失するという問題がある。ディスク表面を平坦にするには、イオン注入で部分的に削れた磁性薄膜を補修するように非磁性材料を堆積させるのが望ましい。その堆積（成膜）の所要時間は比較的に短いものの、イオン注入と成膜とに別個の装置を使用するので、エッチングによるパターン化の場合と同様に、磁気記録媒体の製造工程はイオン注入装置から成膜装置へのワーク搬送を含む複雑な工程になる。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、単一の装置で記録用領域をパターン化することの可能な生産性に優れる磁気記録媒体の製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する製造方法は、基板とそれに固着する磁気記録用の積層体とを備えかつ前記積層体においてデータを記憶するための複数の記録用領域とそれらを隔てる分離領域とが定められた磁気記録媒体の製造方法であって、前記基板の上部を覆う硬磁性膜を形成し、前記分離領域に対応した開口パターンが形成されるように、イオン照射に対するマスキングのためのマスクを前記硬磁性膜上に形成し、マスキングされた前記硬磁性膜に対して、堆積させる物質を含む原料ガス雰囲気中で前記硬磁性膜のエッチングおよび前記物質の堆積を生じさせるイオン照射を行い、それによって前記硬磁性膜における前記開口パターンに対応した部分を前記物質と照射物質とを含有する非磁性体に換える。
【０００９】
イオン照射は、硬磁性膜におけるマスキングされない部分を物理的にエッチングするとともに、硬磁性膜の照射面からの二次電子の放出を誘発する。二次電子によって照射面付近の原料ガスが分解され、原料ガスの成分である物質が堆積する。例えば、フェナントレン（Ｃ１４Ｈ１０）の雰囲気中でのガリウムイオン照射によるカーボン（Ｃｕ）の堆積に関する文献として、「松井真二; 集束イオンビームによる三次元ナノテクノロジーの展開 , 応用物理, 第７３巻, 第４号 p.0445-0454 (2004)」がある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、硬磁性膜における分離領域に対応した部分を非磁性にするパターン化と、パターン化で生じた窪みを非磁性物質で埋める平坦化とが１つの工程で完了するので、記録用領域がパターン化されかつ表面の平坦な磁気記録媒体の製造の生産性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の磁気記録媒体の実施形態として、記録するデータのビットごとに磁気的に分離された記録用領域をもつビットパターンド媒体と呼ばれるディスクリート型の磁気ディスクがある。磁気ディスクにおける円環状のディスク面は、複数のユーザデータ領域と複数のサーボ領域とに区画される。ユーザデータ領域には同心円群に沿うように径方向に一定のピッチで記録トラックが定められ、サーボ領域にはサーボ制御のためのサーボパターンが形成される。
【００１２】
図１はディスク面の一部におけるユーザデータ領域の構成を模式的に示す。ユーザデータ領域は、データをビット単位で記録する記憶用領域である多数のビットパターンとビットパターンを磁気的に分離する格子状の分離領域とを有する。周方向（図の左右方向）および径方向に並ぶビットパターンのうち、周方向に沿う１列のビットパターンが１つの記録トラックに対応する。分離領域は、隣接する記録トラックを分離する部分（ガードバンド）と、各記録トラックにおいて隣接するビットパターンを分離する部分とを有する。ビットパターンのサイズは例えば３０ｎｍ×３０ｎｍ程度であり、分離領域のライン幅は３０ｎｍ程度である。
【００１３】
図２は磁気ディスク１のユーザデータ領域の層構成を示す。
【００１４】
本実施形態の磁気ディスク１は、厚さ０．６ｍｍ程度で直径６３．５ｍｍ（２．５ｉｎｃｈ）のガラスからなる基板５とそれに固着する磁気記録用の積層体６とを備える。積層体６は、積層体６と基板５との密着力を高める厚さ３ｎｍのクロム（Ｃｒ）からなる下地層１０、垂直記録の密度を高めるための厚さが約４０ｎｍの軟磁性裏打ち層１１、磁気特性を良好にするための厚さが２０ｎｍの中間層１２、垂直方向の磁化が容易な磁気異方性をＣｏ８０Ｐｔ２０を含む厚さ７ｎｍ程度の磁気記録層１３、および厚さ数ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる保護層１９を備える。
【００１５】
軟磁性裏打ち層１１は、Ｃｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０（２０ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／Ｃｏ８０Ｚｒ１０Ｎｂ１０（２０ｎｍ）の３つのスパッタ膜からなる。軟磁性裏打ち層１１では、ＣｏＺｒＮｂがＲｕを介して反強磁性的に交換結合する。このことは、特開２００７−２４２０９９号公報に開示されているように、磁界が印加されない状態での各ビットパターンの磁化を打消し、軟磁性膜の磁化突合せで生じるスパイクノイズを抑制する効果をもつ。
【００１６】
中間層１２は六方最密充填構造（hexagonal close-packed structure）をもちかつｃ軸が膜面に対して垂直な方向に沿うつＲｕ膜である。中間層１２によってその上に形成されるＣｏＰｔ磁性膜が垂直方向に沿う磁化容易軸をもつようになる。
【００１７】
下地層１０、軟磁性裏打ち層１１および中間層１２は、基板５の表面を一様に覆うように積層され、規則的に配列されたビットパターン２３およびそれらの間の分離領域２４にわたって連続する。すなわち、これら３つの層において、構造の上でビットパターン２３と分離領域２４との区別はない。
【００１８】
ビットパターン２３および分離領域２４を画定するのは磁気記録層１３である。磁気記録層１３は、ビットパターン２３に対応したＣｏ８０Ｐｔ２０からなる硬磁性体１５と、分離領域２４に対応した主としてダイヤモンドライクカーボンからなる非磁性体１６とを備える。非磁性体１６はディスク表面の平坦化のために隣接する硬磁性体１５の間を埋めるように配置され、非磁性体１６の厚さは硬磁性体１５の厚さとほぼ等しい。
【００１９】
磁気ディスク１は以下の方法によって製造される。
【００２０】
図３はビットパターンのパターン化のためのマスク形成の手順を示す。図３（Ａ）のように、基板５の上に下地層１０、軟磁性裏打ち層１１および中間層１２を順にスパッタ蒸着によって積層する。図３（Ｂ）のように、基板５を覆う硬磁性膜１５０として中間層１２の上にＣｏ８０Ｐｔ２０からなる膜をスパッタ蒸着によって形成する。図３（Ｃ）のように、硬磁性膜１５０の上にインプリントによるマスク形成の材料である熱可塑性樹脂４２０として例えばメタクリル酸メチル（PMMA: Polymethylmethacrylate）樹脂を厚さ２０ｎｍ程度に塗布した後、別途作製しておいたニッケル（Ｎｉ）からなるスタンパ４３を熱可塑性樹脂４２０に重ねる。スタンパ４３は、例えばシリコン板の表面にコートしたレジストを電子線描画によってパターニングし、得られた凹凸面に導電化処理を施して電気めっきを行う手順で作製される。熱可塑性樹脂４２０を加熱しながら熱可塑性樹脂４２０にスタンパ４３を押し付け、図３（Ｄ）のようにスタンパ４３の凹凸パターンを熱可塑性樹脂４２１に転写する。スタンパ４３を取り外した時点の熱可塑性樹脂４２１はマスクとなる厚い部分とそれ以外の薄い部分が繋がった膜状であるので、薄い部分を除去する短時間の酸素アッシングを行う。これにより、図３（Ｅ）のように硬磁性膜１５０を部分的に覆うマスク４２が形成される。マスク４２の位置および形状はビットパターン２３の配置に対応し、マスク４２によって形成される開口パターン（非マスキングパターン）は分離領域２４に対応する。マスク４２は後工程でのイオン照射に対して硬磁性膜１５０を部分的にマスキングする。
【００２１】
図４はビットパターンを形成する方法を示す。図４（Ａ）のようにマスク４２でマスキングされた硬磁性膜１５０に対して、図４（Ｂ）のようにフェナントレン雰囲気中でガリウム(Ｇａ)の陽イオンを照射する。照射には硬磁性膜１５０へのイオン注入能力をもつ図示しないイオン照射装置を使用する。フェナントレン雰囲気の圧力を５×１０−４Ｐａ程度に保ち、照射の加速電圧を５０ｋｅＶとしイオン電流を１０ｐＡとする。
【００２２】
照射されたガリウムイオンは硬磁性膜１５０の非マスキング部分をエッチングする。エッチングと同時に部分的に薄くなった硬磁性膜１５１へのイオン注入も起こる。エッチングとイオン注入が進む一方で、イオン照射を受けた硬磁性膜１５１から二次電子が出る。この二次電子によってフェナントレンがカーボンと水素とに分解され、フェナントレンの成分であるカーボンがダイヤモンドライクカーボンとなってイオン照射面に堆積する〔図４（Ｃ）〕。堆積はイオン照射中に起こるので、ダイヤモンドライクカーボンには照射されたガリウムが混ざる。堆積の厚さがちょうど硬磁性膜１５１の厚さに達した時点でイオン照射を停止する。この時点の見極めは、あらかじめ実験で求めた堆積速度に基づいて行う。このようなイオン照射過程により、硬磁性膜１５１における非マスキング部分がダイヤモンドライクカーボンと照射物質であるガリウムとを含有する非磁性体１６に置き換わる。すなわち、硬磁性膜１５０における分離領域に対応した部分をエッチングして非磁性にするパターン化と、エッチングで生じた窪みを非磁性物質で埋める平坦化とが１つの工程で完了する。その後、マスク４２を取り除き〔図４（Ｄ）〕、保護膜１９として厚さ数ｎｍの例えばダイヤモンドライクカーボンを成膜する〔図４（Ｅ）〕。
【００２３】
以上の方法ではエッチングの深さを硬磁性膜１５１の厚さ以上とすることにより、すなわち硬磁性膜１５１における非マスキング部分を完全に除去することにより、硬磁性膜１５０の材質にかかわらずビットパターンどうしを磁気的に分離することができる。ただし、硬磁性膜１５０の材質がイオンの注入によって非磁性に変質する特性をもつのであれば、エッチングの深さは硬磁性膜１５１の厚さよりも小さくてもよい。すなわち、必ずしもが硬磁性膜１５１における非マスキング部分を完全に除去する必要はない。硬磁性膜１５１における非マスキング部分を薄く残すようなエッチング制御をした場合の非磁性体１６は、イオン注入によって非磁性になった硬磁性物質からなる層とその上に堆積した層とからなる。
【００２４】
図５はユーザデータ領域の層構成の他の例を示す。図５において図２に対応する要素には同一の符号を付してある。
【００２５】
本実施形態の磁気ディスク２は、上記磁気ディスク１の磁気記録層１３に代わる磁気記録層１４を有している。磁気記録層における分離領域２４に対応した部分の構成が異なることを除いて、磁気ディスク２の構成は要素の材質を含めて上記磁気ディスク１の構成と同様である。
【００２６】
磁気ディスク２において、基板５に固着する積層体７に含まれる磁気記録層１４は、ビットパターン２３に対応した硬磁性体１５と、分離領域２４に対応した非磁性体１７とを備える。非磁性体１７は、イオン注入で非磁性になったＣｏ８０Ｐｔ２０とその上に堆積したダイヤモンドライクカーボンとからなる。非磁性体１７の厚さは硬磁性体１５の厚さとほぼ等しい。
【００２７】
磁気ディスク２の製造において、ビットパターンのパターン化のためのマスク形成は図３の手順で行われる。磁気ディスク２におけるビットパターンを形成する方法は図６に示される。
【００２８】
図６（Ａ）のようにマスク４２でマスキングされた硬磁性膜１５０に対して、図６（Ｂ）のようにフェナントレン雰囲気中でガリウムの陽イオンを照射する。照射には硬磁性膜１５０へのイオン注入能力をもつ図示しないイオン照射装置を使用する。フェナントレン雰囲気の圧力を５×１０−４Ｐａ程度に保ち、照射の加速電圧を２４ｋｅＶとしイオン電流を１０ｐＡとする。
【００２９】
照射されたガリウムイオンは硬磁性膜１５０における非マスキング部分に注入される。注入されるイオンの増加につれて非マスキング部分の非磁性化が進むとともに、イオンの衝突により非マスキング部分の表層がエッチングされる。具体的には１×１０１５イオン／ｃｍ２の密度のイオン照射で厚さ７ｎｍの非マスキング部分を非磁性化すると、非マスキング部分は概ね０．２ｎｍエッチングされる。一方、イオン照射を受けた硬磁性膜１５０から出る二次電子によってフェナントレンが分解され、フェナントレンの成分であるカーボンがダイヤモンドライクカーボンとなってイオン照射面に堆積する〔図４（Ｃ）〕。
このようなイオン照射過程により、硬磁性膜１５０における非マスキング部分が非磁性体１７に置き換わる〔図４（Ｄ）〕。すなわち、本実施形態の方法においても、硬磁性膜１５０における分離領域に対応した部分をエッチングして非磁性にするパターン化と、エッチングで生じた窪みを非磁性物質で埋める平坦化とが１つの工程で完了する。工程の実施に際しては、後に表面研磨が必要となるような過剰の堆積を防ぐため、あらかじめイオン照射および雰囲気の条件をダイヤモンドライクカーボンの堆積の厚さがちょうどエッチングの深さの０．２ｎｍになるように選定しておけばよい。パターン化および平坦化が終わった後、マスク４２を取り除き〔図６（Ｄ）〕、保護膜１９として厚さ数ｎｍの例えばダイヤモンドライクカーボンを成膜する〔図６（Ｅ）〕。
【００３０】
以上の実施形態において、硬磁性膜１５０の材質は例示のＣｏ８０Ｐｔ２０-に限らず、ＣｏＰｔＣｒＢやＮｉＦｅなどの他の公知の物質からなるものでもよい。積層体６，７の構成を適宜変更することができる。例えば、下地層１０や中間層１２の省略が可能である。照射するイオンを、Ａｒ，Ｎｅ，Ｎ，Ｈｅ，Ｋｒ，Ｘｅなどのイオンから硬磁性膜の材質に応じて選択することができる。フェナントレンに代えて所定のガスを使用することにより、カーボンに限らず、シリコン酸化物や他の非磁性物質を堆積させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明のパターンド磁気記録媒体の生産性の向上に貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】ユーザデータ領域のパターンを示す図である。
【図２】磁気ディスクのユーザデータ領域の層構成を示す図である。
【図３】ビットパターンのパターン化のためのマスク形成の手順を示す図である。
【図４】ビットパターンを形成する方法を示す図である。
【図５】ユーザデータ領域の層構成の他の例を示す図である。
【図６】ビットパターンを形成する他の方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，２    磁気ディスク（磁気記録媒体）
５    基板
６，７    積層体
２３    ビットパターン（記録用領域）
２４    分離領域
１５０    硬磁性膜
４２    マスク
１６，１７    非磁性体
１３，１４    磁気記録層
【図１】
2009163819.tif 000003
【図２】
2009163819.tif 000004
【図３】
2009163819.tif 000005
【図４】
2009163819.tif 000006
【図５】
2009163819.tif 000007
【図６】
2009163819.tif 000008