JP2001110050A - 高密度磁気記録媒体パターンドメディアとその製造方法 - Google Patents
高密度磁気記録媒体パターンドメディアとその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パターンドメディアの生産性に富む合理的な
構造と環境負荷の少ない合理的な製造プロセスを提供す
る。 【解決手段】 高密度磁気記録媒体パターンドメディア
であって、メディア基板上に被覆されたマトリクス薄膜
もしくはメディア基板には凹状のトレンチ配列がエ
ッチングにより形成されており、このトレンチ配列の
凹部には、マトリクス薄膜もしくはメディア基板表面高
さまで磁性材料が埋設されて磁気ビット配列が形成さ
れていることを特徴とする高密度磁気記録媒体パターン
ドメディアとする。
構造と環境負荷の少ない合理的な製造プロセスを提供す
る。 【解決手段】 高密度磁気記録媒体パターンドメディア
であって、メディア基板上に被覆されたマトリクス薄膜
もしくはメディア基板には凹状のトレンチ配列がエ
ッチングにより形成されており、このトレンチ配列の
凹部には、マトリクス薄膜もしくはメディア基板表面高
さまで磁性材料が埋設されて磁気ビット配列が形成さ
れていることを特徴とする高密度磁気記録媒体パターン
ドメディアとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、磁気記録
媒体に関し、さらに詳しくはパターンドメディアと呼ば
れる磁気記録媒体に関するものである。
媒体に関し、さらに詳しくはパターンドメディアと呼ば
れる磁気記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】パターンドメディアは、コン
ピュータのリジッド磁気ディスクとして考えられている
ものであって、このパターンドメディアは現在用いられ
ている連続薄膜メディアと比較して、単位面積当たりの
記憶容量が数倍大きいので、コンピュータの大容量記憶
装置として、コンピュータの性能向上に寄与することは
いうまでもないが、小型軽量という特徴を有することに
より、携帯型コンピュータに内蔵される記憶装置として
有用なものである。また、ＩＣカード型リジッド磁気デ
ィスク装置としてコンピュータの本体に差し込んで用い
られ、映像分野ではビデオテープやＤＶＤＮに代わっ
て、高品位ＴＶ画像の記録再生、その他デジタル映像の
記録、保存、再生に使用されることが期待されているも
のである。
ピュータのリジッド磁気ディスクとして考えられている
ものであって、このパターンドメディアは現在用いられ
ている連続薄膜メディアと比較して、単位面積当たりの
記憶容量が数倍大きいので、コンピュータの大容量記憶
装置として、コンピュータの性能向上に寄与することは
いうまでもないが、小型軽量という特徴を有することに
より、携帯型コンピュータに内蔵される記憶装置として
有用なものである。また、ＩＣカード型リジッド磁気デ
ィスク装置としてコンピュータの本体に差し込んで用い
られ、映像分野ではビデオテープやＤＶＤＮに代わっ
て、高品位ＴＶ画像の記録再生、その他デジタル映像の
記録、保存、再生に使用されることが期待されているも
のである。
【０００３】このようなパターンドメディアの研究は、
この出願の発明者等により１９８０年代終わり頃から開
始され、特許出願もされており、１９９３年に登録され
たパターンメディア発明の特許（特許第１８８８３６３
号）が最初のものとしてパターンドメディアの基本特許
となっている。
この出願の発明者等により１９８０年代終わり頃から開
始され、特許出願もされており、１９９３年に登録され
たパターンメディア発明の特許（特許第１８８８３６３
号）が最初のものとしてパターンドメディアの基本特許
となっている。
【０００４】上記特許によれば、図３に示すように、ト
ラックに沿って等間隔に強磁気微粒子を整然と配列さ
せ、強磁気微粒子１個に１ビットを記録するというパタ
ーンドメディアの基本構造が開示されている。また、記
録ビットが安定で長期間保持されるために必要な微粒子
の形状や大きさ、配置などについての詳しい技術も開示
されており、実施例では、パターンドメディアの製造方
法として、公知の微細加工技術であるリフトオフ法が適
用されている。
ラックに沿って等間隔に強磁気微粒子を整然と配列さ
せ、強磁気微粒子１個に１ビットを記録するというパタ
ーンドメディアの基本構造が開示されている。また、記
録ビットが安定で長期間保持されるために必要な微粒子
の形状や大きさ、配置などについての詳しい技術も開示
されており、実施例では、パターンドメディアの製造方
法として、公知の微細加工技術であるリフトオフ法が適
用されている。
【０００５】そのプロセスを図４に従って順に説明する
と以下のとおりである。 (a) リジッド磁気ディスクの基盤となるガラス基板に
塗布によりレジスト膜を被覆し、(b) 電子線露光ある
いは紫外線露光した後、現像処理によりパターンドマス
クを形成する。
と以下のとおりである。 (a) リジッド磁気ディスクの基盤となるガラス基板に
塗布によりレジスト膜を被覆し、(b) 電子線露光ある
いは紫外線露光した後、現像処理によりパターンドマス
クを形成する。
【０００６】続いて、(c) パターンドマスクの形成さ
れたガラス基板上に真空蒸着法により磁気記録ビット
となる磁性体薄膜を形成する。その後、(d) 有機溶剤
による溶解によりパターンドマスクを除去し、不要な
磁性体薄膜をパターンドマスクと一緒に除去し、ガ
ラス基板に付着している磁性体ビット配列のみを残
すようにする。このプロセスがリフトオフと呼ばれる。
このようにして、磁性体の微粒子の配列系が形成され
る。
れたガラス基板上に真空蒸着法により磁気記録ビット
となる磁性体薄膜を形成する。その後、(d) 有機溶剤
による溶解によりパターンドマスクを除去し、不要な
磁性体薄膜をパターンドマスクと一緒に除去し、ガ
ラス基板に付着している磁性体ビット配列のみを残
すようにする。このプロセスがリフトオフと呼ばれる。
このようにして、磁性体の微粒子の配列系が形成され
る。
【０００７】(e) 磁性体微粒子の配列を保護するため
に、必要に応じてその上から、例えばダイヤモンドライ
ク炭素などの潤滑性に富み、丈夫な保護層を形成す
る。また、 Cho等によるメッキ法によりパターンドメデ
ィアの製造法(S.Y.Cho,M.S.Wei,P.R.Krauss,and P.B.Fi
sher:J.Appl.Phys.,76,66731(1994).)も公知である。
に、必要に応じてその上から、例えばダイヤモンドライ
ク炭素などの潤滑性に富み、丈夫な保護層を形成す
る。また、 Cho等によるメッキ法によりパターンドメデ
ィアの製造法(S.Y.Cho,M.S.Wei,P.R.Krauss,and P.B.Fi
sher:J.Appl.Phys.,76,66731(1994).)も公知である。
【０００８】しかしながら、以上のような公知の技術に
より作製されるパターンドメディアは、いずれもビット
が基板から突出した形状で形成されることから、ビット
が基板から突出する形態は磁気ヘッドがメディア表面を
疑似接触しながら走査することを考えると好ましい構造
とはいえないという問題がある。
より作製されるパターンドメディアは、いずれもビット
が基板から突出した形状で形成されることから、ビット
が基板から突出する形態は磁気ヘッドがメディア表面を
疑似接触しながら走査することを考えると好ましい構造
とはいえないという問題がある。
【０００９】このような問題を解決するものとして象嵌
磁気構造体という新しい構造がこの出願の発明者による
発明として特許出願されている( 特願平11-86118号 )。
象嵌法( ダマシン法 )では、図５に示すように、基板表
面に磁性体粒子が埋め込まれ、基板表面と磁性体ビット
配列表面が同一平面となるように平坦化されている。
このような全体が平坦な面を有するパターンドメディア
の形態は磁気ヘッドの走査の点から理想的な構造であ
る。
磁気構造体という新しい構造がこの出願の発明者による
発明として特許出願されている( 特願平11-86118号 )。
象嵌法( ダマシン法 )では、図５に示すように、基板表
面に磁性体粒子が埋め込まれ、基板表面と磁性体ビット
配列表面が同一平面となるように平坦化されている。
このような全体が平坦な面を有するパターンドメディア
の形態は磁気ヘッドの走査の点から理想的な構造であ
る。
【００１０】ダマシン法では、工程(c) において、パタ
ーンドマスクに従って反応性イオンエッチングを行
い、次いで工程(d) においてパターンドマスクろして
のレジスト膜を除去して、トレンチ配列を形成してい
る。
ーンドマスクに従って反応性イオンエッチングを行
い、次いで工程(d) においてパターンドマスクろして
のレジスト膜を除去して、トレンチ配列を形成してい
る。
【００１１】そしてこのダマシン法では、工程(e) とし
てトレンチ配列に磁性体を埋設するようにして磁性体
薄膜を形成し、さらに工程(f) において、化学機械研
磨して平坦化し、磁性体ビット配列を形成し、必要に
応じて、工程(g) において、表面潤滑層を被覆するよう
にしている。
てトレンチ配列に磁性体を埋設するようにして磁性体
薄膜を形成し、さらに工程(f) において、化学機械研
磨して平坦化し、磁性体ビット配列を形成し、必要に
応じて、工程(g) において、表面潤滑層を被覆するよう
にしている。
【００１２】しかしながら、このダマシン法では、その
作製工程の最後((e)→(f))に化学機械研磨（ＣＭＰ）と
いう表面平坦化のための高度の技術を要する研磨工程を
必要とすることから、メディアの生産性は、その煩雑で
高度な化学機械研磨プロセスにより損なわれ、生産コス
トを押し上げることなる。またその研磨工程では、研磨
剤を消耗し、同時に重金属を含む研磨廃液並びに研磨汚
泥を排出するなど環境負荷の問題を有していた。そのた
め化学機械研磨を必要としない技術が要望されていた。
この問題を解決するために、ダマシン法のような化学機
械研磨法等による表面研磨処理を行うことなく、乾式処
理のみで平坦な表面形態をもった埋め込み構造を実現す
るための新しい方法の実現が求められていた。
作製工程の最後((e)→(f))に化学機械研磨（ＣＭＰ）と
いう表面平坦化のための高度の技術を要する研磨工程を
必要とすることから、メディアの生産性は、その煩雑で
高度な化学機械研磨プロセスにより損なわれ、生産コス
トを押し上げることなる。またその研磨工程では、研磨
剤を消耗し、同時に重金属を含む研磨廃液並びに研磨汚
泥を排出するなど環境負荷の問題を有していた。そのた
め化学機械研磨を必要としない技術が要望されていた。
この問題を解決するために、ダマシン法のような化学機
械研磨法等による表面研磨処理を行うことなく、乾式処
理のみで平坦な表面形態をもった埋め込み構造を実現す
るための新しい方法の実現が求められていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この出願の発明は、高密
度磁気記録媒体パターンドメディアであって、メディア
基板上に被覆されたマトリックス薄膜もしくはメディア
基板には凹状のトレンチ配列がエッチングにより形成さ
れており、このトレンチ配列の凹部には、マトリックス
薄膜もしくはメディア基板表面高さまで磁性材料が埋設
されて磁気ビット配列が形成されていることを特徴とす
る高密度磁気記録媒体パターンドメディア（請求項１）
を提供し、そのマトリックス薄膜材料の特定によって、
マトリクス薄膜を非晶質炭素薄膜としたパターンドメデ
ィア（請求項２）を提供し、さらに付加構成の追加によ
って、磁気ビット配列の表面を表面潤滑層で被覆したパ
ターンドメディア（請求項３）を提供する。
度磁気記録媒体パターンドメディアであって、メディア
基板上に被覆されたマトリックス薄膜もしくはメディア
基板には凹状のトレンチ配列がエッチングにより形成さ
れており、このトレンチ配列の凹部には、マトリックス
薄膜もしくはメディア基板表面高さまで磁性材料が埋設
されて磁気ビット配列が形成されていることを特徴とす
る高密度磁気記録媒体パターンドメディア（請求項１）
を提供し、そのマトリックス薄膜材料の特定によって、
マトリクス薄膜を非晶質炭素薄膜としたパターンドメデ
ィア（請求項２）を提供し、さらに付加構成の追加によ
って、磁気ビット配列の表面を表面潤滑層で被覆したパ
ターンドメディア（請求項３）を提供する。
【００１４】また、この出願の発明は、高密度磁気記録
媒体パターンドメディアの製造方法であって、メディア
基板にマトリックス薄膜を被覆する工程と、被覆したマ
トリックスをマスクパターンに従ってエッチングして凹
状のトレンチ配列を形成する工程と、トレンチ凹部にマ
トリックス薄膜の表面高さまで磁性材料を埋設して磁気
ビット配列を形成する工程とを含むことを特徴とする高
密度磁気記録媒体パターンドメディアの製造方法（請求
項４）を提供し、さらに、マトリックス薄膜上へレジス
トを被覆する工程と、被覆したレジストを露光・現像し
てレジストのマスクパターンを形成する工程と、磁性材
料のトレンチ凹部への埋設後にレジストのパターンマス
クを除去する工程とを含むパターンドメディアの製造方
法（請求項５）を提供する。
媒体パターンドメディアの製造方法であって、メディア
基板にマトリックス薄膜を被覆する工程と、被覆したマ
トリックスをマスクパターンに従ってエッチングして凹
状のトレンチ配列を形成する工程と、トレンチ凹部にマ
トリックス薄膜の表面高さまで磁性材料を埋設して磁気
ビット配列を形成する工程とを含むことを特徴とする高
密度磁気記録媒体パターンドメディアの製造方法（請求
項４）を提供し、さらに、マトリックス薄膜上へレジス
トを被覆する工程と、被覆したレジストを露光・現像し
てレジストのマスクパターンを形成する工程と、磁性材
料のトレンチ凹部への埋設後にレジストのパターンマス
クを除去する工程とを含むパターンドメディアの製造方
法（請求項５）を提供する。
【００１５】さらにまた、この出願の発明は、高密度磁
気記録媒体パターンドメディアの製造方法であって、マ
スクパターンに従ってメディア基板をエッチングして凹
状のトレンチ配列をメディア基板に形成する工程と、ト
レンチ凹部に、メディア基板の表面高さまで磁性材料を
埋設して磁気ビット配列を形成する工程とを含むことを
特徴とする高密度磁気記録媒体パターンドメディアの製
造方法（請求項６）を提供し、また、メディア基板上へ
レジストを被覆する工程と、被覆したレジストを露光・
現像してレジストのマスクパターンを形成する工程と、
磁性材料のトレンチ凹部への埋設後にレジストのパター
ンマスクを除去する工程とを含む高密度磁気記録媒体パ
ターンドメディアの製造方法（請求項７）を提供し、製
造方法において、磁気ビット配列の表面に表面潤滑層を
被覆する工程を含む高密度磁気記録媒体パターンドメデ
ィアの製造方法（請求項８）を提供する。
気記録媒体パターンドメディアの製造方法であって、マ
スクパターンに従ってメディア基板をエッチングして凹
状のトレンチ配列をメディア基板に形成する工程と、ト
レンチ凹部に、メディア基板の表面高さまで磁性材料を
埋設して磁気ビット配列を形成する工程とを含むことを
特徴とする高密度磁気記録媒体パターンドメディアの製
造方法（請求項６）を提供し、また、メディア基板上へ
レジストを被覆する工程と、被覆したレジストを露光・
現像してレジストのマスクパターンを形成する工程と、
磁性材料のトレンチ凹部への埋設後にレジストのパター
ンマスクを除去する工程とを含む高密度磁気記録媒体パ
ターンドメディアの製造方法（請求項７）を提供し、製
造方法において、磁気ビット配列の表面に表面潤滑層を
被覆する工程を含む高密度磁気記録媒体パターンドメデ
ィアの製造方法（請求項８）を提供する。
【００１６】以上のように、この出願の発明は、上記の
問題を解決するものとして、突出や凹みのない平坦な表
面形態を有し、また化学機械研磨を必要としない高密度
磁気記録媒体パターンドメディアの構造とその製造方法
を提供するものである。
問題を解決するものとして、突出や凹みのない平坦な表
面形態を有し、また化学機械研磨を必要としない高密度
磁気記録媒体パターンドメディアの構造とその製造方法
を提供するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】この出願の発明は上記のとおりの
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
特徴をもつものであるが、以下にその実施の形態につい
て説明する。
【００１８】添付した図面の図１は、この発明のパター
ンドメディアの第１の製造方法のプロセスに例示したも
のである。まず、(a) 工程: 従来法と異なり、ガラス基
板等の基板とレジスト膜の間に磁性体ビットを取り
囲むマトリックスの役割をなすマトリックス薄膜を介
在させた構造から出発する。
ンドメディアの第１の製造方法のプロセスに例示したも
のである。まず、(a) 工程: 従来法と異なり、ガラス基
板等の基板とレジスト膜の間に磁性体ビットを取り
囲むマトリックスの役割をなすマトリックス薄膜を介
在させた構造から出発する。
【００１９】そこで、(b) 工程: ビットパターンにした
がって電子線露光、あるいは光露光を行い、現像処理を
行うことにより、ビットパターン配列を有するパターン
ドマスクを形成する。
がって電子線露光、あるいは光露光を行い、現像処理を
行うことにより、ビットパターン配列を有するパターン
ドマスクを形成する。
【００２０】続いて、(c) 工程: 基本材料のガラス基板
等をエッチングすることなく、マトリックス薄膜の
みを選択的にエッチングする反応性イオンエッチング法
を用いて、レジストマスクに作り込んだビット配列パタ
ーンをマトリックス薄膜に転写する。このようにしてマ
トリックス薄膜はトレンチ配列のパターン形態に加工
される。重要なことは、マトリックス薄膜の厚さを磁
性体ビットが必要とする厚さと同一になるようにあらか
じめ調整しておくことであり、さらに反応性イオンエッ
チングにより基板材料の表面が露出するまでエッチング
を行うことである。
等をエッチングすることなく、マトリックス薄膜の
みを選択的にエッチングする反応性イオンエッチング法
を用いて、レジストマスクに作り込んだビット配列パタ
ーンをマトリックス薄膜に転写する。このようにしてマ
トリックス薄膜はトレンチ配列のパターン形態に加工
される。重要なことは、マトリックス薄膜の厚さを磁
性体ビットが必要とする厚さと同一になるようにあらか
じめ調整しておくことであり、さらに反応性イオンエッ
チングにより基板材料の表面が露出するまでエッチング
を行うことである。
【００２１】次に、 (d)工程: 例えば真空蒸着、イオン
ビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法のような指
向性が強く、回り込みが少ない方法で、磁性材料を蒸着
し、全面を覆う磁性体薄膜を形成する。蒸着する磁性
材料は、記録メディアにおいて記憶を担う物質であり、
例えばCo-Cr 合金、Co-Cr-Pt合金などである。なおこの
とき、蒸着膜の厚さは蒸着時膜厚モニターを用いて、マ
トリックス薄膜に刻み込んだトレンチ配列のトレンチ
深さと厳密に合わせることが望ましい。この磁性体の真
空蒸着プロセス(d：工程) は、一般的には反応性イオン
エッチングプロセス(c：工程) の後、大気中に取り出す
ことなく、2 個の連結されたそれぞれの真空容器の中を
搬送し、時系列的に引き続いて行うことができるので、
対象物質の汚染から逃れることができると同時に、プロ
セスの簡便性において優れている。
ビームスパッタ法、ロングスロースパッタ法のような指
向性が強く、回り込みが少ない方法で、磁性材料を蒸着
し、全面を覆う磁性体薄膜を形成する。蒸着する磁性
材料は、記録メディアにおいて記憶を担う物質であり、
例えばCo-Cr 合金、Co-Cr-Pt合金などである。なおこの
とき、蒸着膜の厚さは蒸着時膜厚モニターを用いて、マ
トリックス薄膜に刻み込んだトレンチ配列のトレンチ
深さと厳密に合わせることが望ましい。この磁性体の真
空蒸着プロセス(d：工程) は、一般的には反応性イオン
エッチングプロセス(c：工程) の後、大気中に取り出す
ことなく、2 個の連結されたそれぞれの真空容器の中を
搬送し、時系列的に引き続いて行うことができるので、
対象物質の汚染から逃れることができると同時に、プロ
セスの簡便性において優れている。
【００２２】(e)工程: 適当な有機溶剤を用いて、レジ
ストマスクとしてのパターンドマスクを溶解除去する
と、レジストマスクを覆っていた磁性体は剥ぎ取られ、
マトリックスに埋まり込んで一様な平坦な表面構造を有
する磁性体ビット配列が形成される。
ストマスクとしてのパターンドマスクを溶解除去する
と、レジストマスクを覆っていた磁性体は剥ぎ取られ、
マトリックスに埋まり込んで一様な平坦な表面構造を有
する磁性体ビット配列が形成される。
【００２３】このとき用いた有機溶剤の廃液は、濾過に
より分離浮遊している磁性体薄膜残滓を除去した後、分
留処理により純化し、何回でも再利用することができ
る。 (f)工程: 最後に磁性体ビット配列の表面を保護する
と同時に、表面を走査する磁気ヘッドによる付着損傷を
防ぐために低表面エネルギーの表面潤滑層で被覆す
る。なお、この潤滑層の保護層は、前記リフトオフ法
の場合同様、磁性体ビット配列の保護の上から望ましい
ものである。
より分離浮遊している磁性体薄膜残滓を除去した後、分
留処理により純化し、何回でも再利用することができ
る。 (f)工程: 最後に磁性体ビット配列の表面を保護する
と同時に、表面を走査する磁気ヘッドによる付着損傷を
防ぐために低表面エネルギーの表面潤滑層で被覆す
る。なお、この潤滑層の保護層は、前記リフトオフ法
の場合同様、磁性体ビット配列の保護の上から望ましい
ものである。
【００２４】以上(a) 〜(e) 工程望ましくは(f) 工程を
含む製造方法によって、磁性体ビット配列がマトリッ
クス薄膜表面に埋まり込んだ構造をもち、表面がマト
リックス表面と対照されているダマシン構造と等価なパ
ターンドメディアが得られる。
含む製造方法によって、磁性体ビット配列がマトリッ
クス薄膜表面に埋まり込んだ構造をもち、表面がマト
リックス表面と対照されているダマシン構造と等価なパ
ターンドメディアが得られる。
【００２５】なお、上記(c) 工程におけるリジッド磁気
ディスクの基板材料とマトリックス薄膜の材質につい
ては、次の組み合わせが好適である。 ＜Ａ＞ リジッド磁気ディスクの基板材料が、通常用い
られているようなホウ珪酸系ガラスのときは、マトリッ
クス薄膜の材質として、例えばスパッタリングにより
形成した以下に掲げる物質の薄膜が特に好適である。
ディスクの基板材料とマトリックス薄膜の材質につい
ては、次の組み合わせが好適である。 ＜Ａ＞ リジッド磁気ディスクの基板材料が、通常用い
られているようなホウ珪酸系ガラスのときは、マトリッ
クス薄膜の材質として、例えばスパッタリングにより
形成した以下に掲げる物質の薄膜が特に好適である。
【００２６】・非晶質炭素 ・非晶質シリコン その他、以下の物質も用いることができる。
【００２７】・非晶質ゲルマニウム ・非晶質セレン ・非晶質テルル ・炭素にシリコン、窒素、水素、ゲルマニウム、セレ
ン、テルルなど種々の不純物を添加し、非晶質になりや
すいように成分を調整した炭素基二元あるいは多元合金 ・シリコンに炭素、窒素、水素、ゲルマニウム、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したシリコン基二元あるいは多元合金 ・ゲルマニウムにシリコン、炭素、窒素、水素、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したゲルマニウム二元あるいは多元合
金。 ＜Ｂ＞ リジッド磁気ディスクの基板材料が、アルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金のときは、マトリックス
薄膜の材質として、例えばスパッタリングにより形成
した以下に掲げる物質の薄膜が特に好適である。
ン、テルルなど種々の不純物を添加し、非晶質になりや
すいように成分を調整した炭素基二元あるいは多元合金 ・シリコンに炭素、窒素、水素、ゲルマニウム、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したシリコン基二元あるいは多元合金 ・ゲルマニウムにシリコン、炭素、窒素、水素、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したゲルマニウム二元あるいは多元合
金。 ＜Ｂ＞ リジッド磁気ディスクの基板材料が、アルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金のときは、マトリックス
薄膜の材質として、例えばスパッタリングにより形成
した以下に掲げる物質の薄膜が特に好適である。
【００２８】・石英あるいは硼酸系ガラス ・非晶質炭素 ・非晶質シリコン その他、以下の物質も用いることができる。
【００２９】・非晶質ゲルマニウム ・非晶質セレン ・非晶質テルル ・炭素にシリコン、窒素、水素、ゲルマニウム、セレ
ン、テルルなど種々の不純物を添加し、非晶質になりや
すいように成分を調整した炭素基二元あるいは多元合金 ・シリコンに炭素、窒素、水素、ゲルマニウム、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したシリコン基二元あるいは多元合金 ・ゲルマニウムにシリコン、炭素、窒素、水素、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したゲルマニウム二元あるいは多元合
金。 ＜Ｃ＞ リジッド磁気ディスクの基板材料が、非晶質炭
素のときは、マトリックス薄膜の材質として、例えば
スパッタリングにより形成した以下に掲げる物質の薄膜
が特に好適である。
ン、テルルなど種々の不純物を添加し、非晶質になりや
すいように成分を調整した炭素基二元あるいは多元合金 ・シリコンに炭素、窒素、水素、ゲルマニウム、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したシリコン基二元あるいは多元合金 ・ゲルマニウムにシリコン、炭素、窒素、水素、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したゲルマニウム二元あるいは多元合
金。 ＜Ｃ＞ リジッド磁気ディスクの基板材料が、非晶質炭
素のときは、マトリックス薄膜の材質として、例えば
スパッタリングにより形成した以下に掲げる物質の薄膜
が特に好適である。
【００３０】・石英あるいは硼酸系ガラス ・非晶質シリコン その他、以下の物質も用いることができる。
【００３１】・非晶質ゲルマニウム ・非晶質セレン ・非晶質テルル ・シリコンに炭素、窒素、水素、ゲルマニウム、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したシリコン基二元あるいは多元合金 ・ゲルマニウムにシリコン、炭素、窒素、水素、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したゲルマニウム二元あるいは多元合
金。 ＜Ｄ＞ リジッド磁気ディスクの基板材料が、単結晶シ
リコンや非晶質シリコンのときは、マトリックス薄膜
の材質として、例えばスパッタリングにより形成した以
下に掲げる物質の薄膜が特に好適である。
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したシリコン基二元あるいは多元合金 ・ゲルマニウムにシリコン、炭素、窒素、水素、セレ
ン、テルルなど不純物を添加し、非晶質になりやすいよ
うに成分を調整したゲルマニウム二元あるいは多元合
金。 ＜Ｄ＞ リジッド磁気ディスクの基板材料が、単結晶シ
リコンや非晶質シリコンのときは、マトリックス薄膜
の材質として、例えばスパッタリングにより形成した以
下に掲げる物質の薄膜が特に好適である。
【００３２】・石英あるいは硼酸系ガラス ・非晶質炭素 その他、以下の物質も用いることができる。
【００３３】・非晶質ゲルマニウム ・非晶質セレン ・非晶質テルル ・炭素にシリコン、窒素、水素、ゲルマニウム、セレ
ン、テルルなど種々の不純物を添加し、非晶質になりや
すいように成分を調整した炭素基2 元あるいは多元合
金。
ン、テルルなど種々の不純物を添加し、非晶質になりや
すいように成分を調整した炭素基2 元あるいは多元合
金。
【００３４】・ゲルマニウムにシリコン、炭素、窒素、
水素、セレン、テルルなど不純物を添加し、非晶質にな
りやすいように成分を調整したゲルマニウム二元あるい
は多元合金。
水素、セレン、テルルなど不純物を添加し、非晶質にな
りやすいように成分を調整したゲルマニウム二元あるい
は多元合金。
【００３５】以上のとおりの図１に沿って説明した製造
方法は、反応性イオンエッチングによりマトリックスに
ビットパターンを転写するプロセス(d) において、トレ
ンチ配列パターンが形成されると、エッチングの選択
性のためにエッチング反応が自動的に止まるので、反応
性イオンエッチングの深さを制御をする必要がないとい
う長所を有している。しかし、マトリックス薄膜を予
め介在させておかなければならないという点が考慮され
る。
方法は、反応性イオンエッチングによりマトリックスに
ビットパターンを転写するプロセス(d) において、トレ
ンチ配列パターンが形成されると、エッチングの選択
性のためにエッチング反応が自動的に止まるので、反応
性イオンエッチングの深さを制御をする必要がないとい
う長所を有している。しかし、マトリックス薄膜を予
め介在させておかなければならないという点が考慮され
る。
【００３６】図２は、パターンドメディアの第２の製造
方法のプロセスを例示したものである。 (a) 工程：出発形態は従来技術と同じく、たとえばリジ
ッド磁気ディスクの基板たるガラス基板にレジストを
塗布してレジスト膜を被覆した形態である。ガラス基
板の材料はリジッド磁気ディスク基板として一般に用
いられているホウ珪酸系ガラスでもよいし、また、基板
としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金、非晶
質炭素、あるいはシリコン単結晶等であってもよい。
方法のプロセスを例示したものである。 (a) 工程：出発形態は従来技術と同じく、たとえばリジ
ッド磁気ディスクの基板たるガラス基板にレジストを
塗布してレジスト膜を被覆した形態である。ガラス基
板の材料はリジッド磁気ディスク基板として一般に用
いられているホウ珪酸系ガラスでもよいし、また、基板
としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金、非晶
質炭素、あるいはシリコン単結晶等であってもよい。
【００３７】(b) 工程：レジスト膜表面にパターンデ
ータにしたがって電子線露光、あるいは光露光を行い現
像処理を施して、レジスト膜によってパターンドマス
クを形成することは、先に述べた方法と同様である。
ータにしたがって電子線露光、あるいは光露光を行い現
像処理を施して、レジスト膜によってパターンドマス
クを形成することは、先に述べた方法と同様である。
【００３８】次に、 (c) 工程：このパターンドマスクをマスクとし、反応
性イオンエッチングにより基板を直接エッチングし、
基板表面にレジストパターンを転写し、トレンチ配列
パターンを形成する。このとき、磁性体ビットの厚さと
して必要な最適な深さになるように、反応性イオンエッ
チングの速さと時間を制御し、全面が一様な深さのトレ
ンチ配列ができるようにする。そのような反応性イオン
エッチングは、使用するそれぞれの基板の材質に合わ
せて、従来技術により適宜プラズマの組成を選択するこ
とにより可能である。
性イオンエッチングにより基板を直接エッチングし、
基板表面にレジストパターンを転写し、トレンチ配列
パターンを形成する。このとき、磁性体ビットの厚さと
して必要な最適な深さになるように、反応性イオンエッ
チングの速さと時間を制御し、全面が一様な深さのトレ
ンチ配列ができるようにする。そのような反応性イオン
エッチングは、使用するそれぞれの基板の材質に合わ
せて、従来技術により適宜プラズマの組成を選択するこ
とにより可能である。
【００３９】続いて、 (d) 工程：例えば例えば真空蒸着、イオンビームスパッ
タ法、ロングスロースパッタ法のような指向性が強く、
回り込みが少ない方法で、磁性材料を蒸着し、全面を覆
う磁性体薄膜を形成する。蒸着する磁性体は、記録メ
ディアにおいて記憶を担う物質であり、例えばCo-Cr 合
金、Co-Cr-Pt合金、Co-Fe 合金などである。なおこのと
き、蒸着膜の厚さは蒸着時に膜厚モニターを用いて、マ
トリックス薄膜に刻み込んだトレンチの深さと厳密に合
わせることが必要である。この磁性体の真空蒸着プロセ
ス(d) は、一般には反応性イオンエッチングプロセス
(c)の後、大気中に取り出すことなく、2 個の連結され
たそれぞれの真空容器の中を搬送し、時系列的に引き続
いて行うことができるので、対象物質の汚染から逃れる
ことができると同時に、プロセスの簡便性において優れ
ている。
タ法、ロングスロースパッタ法のような指向性が強く、
回り込みが少ない方法で、磁性材料を蒸着し、全面を覆
う磁性体薄膜を形成する。蒸着する磁性体は、記録メ
ディアにおいて記憶を担う物質であり、例えばCo-Cr 合
金、Co-Cr-Pt合金、Co-Fe 合金などである。なおこのと
き、蒸着膜の厚さは蒸着時に膜厚モニターを用いて、マ
トリックス薄膜に刻み込んだトレンチの深さと厳密に合
わせることが必要である。この磁性体の真空蒸着プロセ
ス(d) は、一般には反応性イオンエッチングプロセス
(c)の後、大気中に取り出すことなく、2 個の連結され
たそれぞれの真空容器の中を搬送し、時系列的に引き続
いて行うことができるので、対象物質の汚染から逃れる
ことができると同時に、プロセスの簡便性において優れ
ている。
【００４０】(e) 工程：先に図１で述べた方法と同様の
手法により、パターンドマスクを有機溶剤により溶解
除去し、磁性体ビット配列を得ることができる。有機
溶剤のリサイクルに関しても先と同様に行うことができ
る。
手法により、パターンドマスクを有機溶剤により溶解
除去し、磁性体ビット配列を得ることができる。有機
溶剤のリサイクルに関しても先と同様に行うことができ
る。
【００４１】(f) 工程：最後に表面潤滑層を、例えば
スパッタリング法により形成してもよいことは従来技術
と同様である。 以上(a) 〜(e) 工程、望ましくは(f) 工程を含めた製造
方法を用いても、磁性体のビット配列が基板に埋まり
込んで、表面が基板表面に対照された一様な平坦な表面
を有するパターンドメディアを製造することができる。
スパッタリング法により形成してもよいことは従来技術
と同様である。 以上(a) 〜(e) 工程、望ましくは(f) 工程を含めた製造
方法を用いても、磁性体のビット配列が基板に埋まり
込んで、表面が基板表面に対照された一様な平坦な表面
を有するパターンドメディアを製造することができる。
【００４２】ここで説明している製造方法は、図１で説
明した製造方法と比較して、マトリックス層を介在さ
せる必要がなく、簡便であるが、その反面、反応性イオ
ンエッチング過程(c) に於いて、エッチング深さをディ
スク全体の広い面積に渡って一様かつ適正な深さに制御
することが肝要となる。
明した製造方法と比較して、マトリックス層を介在さ
せる必要がなく、簡便であるが、その反面、反応性イオ
ンエッチング過程(c) に於いて、エッチング深さをディ
スク全体の広い面積に渡って一様かつ適正な深さに制御
することが肝要となる。
【００４３】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの出
願の発明の磁気記録憶媒体の構造及び製造方法を説明す
る。
願の発明の磁気記録憶媒体の構造及び製造方法を説明す
る。
【００４４】
【実施例】（実施例１）図１に例示したパターンドメデ
ィアの構造、並びにその製造プロセスの実施例を説明す
る。
ィアの構造、並びにその製造プロセスの実施例を説明す
る。
【００４５】(a) 工程：バリウムホウ珪酸系ガラス（商
品名 コーニング7059ガラス) 基板の片面に焼結炭素
板をターゲットとして用いた容量結合型スパッタ法によ
り、150nm の非晶質炭素マトリックス薄膜を形成し、
その上に重ねて厚さ570nm の電子線レジストをスピンコ
ート法により塗布した。なお電子線レジストはαメチル
スチレン- αクロルメチルスチレン共重合体( 平均分子
量75000)である。
品名 コーニング7059ガラス) 基板の片面に焼結炭素
板をターゲットとして用いた容量結合型スパッタ法によ
り、150nm の非晶質炭素マトリックス薄膜を形成し、
その上に重ねて厚さ570nm の電子線レジストをスピンコ
ート法により塗布した。なお電子線レジストはαメチル
スチレン- αクロルメチルスチレン共重合体( 平均分子
量75000)である。
【００４６】(b) 工程：電子線描画法によりレジストに
幅150nm 、長さ1.2 μm 、深さ570nm の矩形の微小な穴
を等間隔に1mm2当たり1.67×106 個の密度で形成し、パ
ターンドマスクとした。
幅150nm 、長さ1.2 μm 、深さ570nm の矩形の微小な穴
を等間隔に1mm2当たり1.67×106 個の密度で形成し、パ
ターンドマスクとした。
【００４７】その後、(c) 工程：酸素ガスを用いた反応
性イオンエッチング法により、パターンドマスクをマ
スクとし非晶質炭素マトリックス薄膜にパターンを転
写し、トレンチ配列を形成した。この酸素ガス反応性
イオンエッチングプロセスにより、有機物であるレジス
トマスクも消滅し、厚さは約250nm まで減少した。
性イオンエッチング法により、パターンドマスクをマ
スクとし非晶質炭素マトリックス薄膜にパターンを転
写し、トレンチ配列を形成した。この酸素ガス反応性
イオンエッチングプロセスにより、有機物であるレジス
トマスクも消滅し、厚さは約250nm まで減少した。
【００４８】続いて、(d) 工程：タングステン抵抗加熱
螺旋型ヒーターを蒸発源とした真空蒸着法により、Co-
9.8atCr合金を厚さ150nm まで蒸着した。得られた磁性
体薄膜の膜厚は水晶振動子膜厚計によりコントロール
した。
螺旋型ヒーターを蒸発源とした真空蒸着法により、Co-
9.8atCr合金を厚さ150nm まで蒸着した。得られた磁性
体薄膜の膜厚は水晶振動子膜厚計によりコントロール
した。
【００４９】続いて、(e) 工程：それを酢酸イソアルミ
に浸漬し、超音波を照射することによりレジストマスク
としてのパターンドマスクを溶解除去し、同時にその
上に付着しているCo-Cr 合金の磁性薄膜も除去した。
このようにして、非晶質炭素マトリックスに埋まり込ん
で、表面が平坦に照射された、磁性体ビット配列を作
製した。
に浸漬し、超音波を照射することによりレジストマスク
としてのパターンドマスクを溶解除去し、同時にその
上に付着しているCo-Cr 合金の磁性薄膜も除去した。
このようにして、非晶質炭素マトリックスに埋まり込ん
で、表面が平坦に照射された、磁性体ビット配列を作
製した。
【００５０】さらに、(f) 表面潤滑層として、スパッ
タリング法により厚さ約20nmの非晶質炭素層を磁性体ビ
ット配列面に形成した。 （実施例２）図２に示したパターンドメディアの構造、
並びにその製造プロセスの実施例を説明する。
タリング法により厚さ約20nmの非晶質炭素層を磁性体ビ
ット配列面に形成した。 （実施例２）図２に示したパターンドメディアの構造、
並びにその製造プロセスの実施例を説明する。
【００５１】(a) 工程：実施例１と同様なバリウムホウ
珪酸系ガラス（商品名 コーニング7059ガラス) 基板
の片面に、直接厚さ570nm の電子線レジスト膜をスピ
ンコート法により塗布した。なおここで用いたレジスト
膜は実施例１で用いたものと同一であり、また(b) 工
程：電子線描画法により作製したパターンドマスクの
形状も実施例１で用いたものと同一である。
珪酸系ガラス（商品名 コーニング7059ガラス) 基板
の片面に、直接厚さ570nm の電子線レジスト膜をスピ
ンコート法により塗布した。なおここで用いたレジスト
膜は実施例１で用いたものと同一であり、また(b) 工
程：電子線描画法により作製したパターンドマスクの
形状も実施例１で用いたものと同一である。
【００５２】次に、(c) 工程：パターンドマスクをマ
スクとし、CF4-Cl2 の混合プラズマを用いて、ガラス基
板の反応性イオンエッチングを行い、ガラス基板に
マスクパターンを転写し、トレンチ配列を作製した。
なおトレンチの深さも先の実施例１と同様に150nm まで
消耗した。トレンチの形状は断面が台形であり、斜面の
角度は約75度であった。
スクとし、CF4-Cl2 の混合プラズマを用いて、ガラス基
板の反応性イオンエッチングを行い、ガラス基板に
マスクパターンを転写し、トレンチ配列を作製した。
なおトレンチの深さも先の実施例１と同様に150nm まで
消耗した。トレンチの形状は断面が台形であり、斜面の
角度は約75度であった。
【００５３】これ以降の過程(d)(e)(f) は実施例１と同
一とした。このようにして、(e) 工程：ガラス基板自
身をマトリクスとして、それに埋まり込んで、表面がガ
ラス基板表面に平坦に対照された磁性体ビット配列を
作製した。また(f) 工程：実施例１と同一の非晶質炭素
表面潤滑層で磁性体ビット配列表面全体を被覆し、
パターンドメディアとした。
一とした。このようにして、(e) 工程：ガラス基板自
身をマトリクスとして、それに埋まり込んで、表面がガ
ラス基板表面に平坦に対照された磁性体ビット配列を
作製した。また(f) 工程：実施例１と同一の非晶質炭素
表面潤滑層で磁性体ビット配列表面全体を被覆し、
パターンドメディアとした。
【００５４】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、この出願の
発明により、コンピュータ用リジッド磁気ディスクの大
容量化と小型軽量化を図るこてができることはもちろ
ん、パターンドメディアの構造および製造プロセスの改
善により、パターンドメディアの生産性に富む合理的な
構造と環境負荷の少ない合理的な製造プロセスの提供を
容易に可能とする。
発明により、コンピュータ用リジッド磁気ディスクの大
容量化と小型軽量化を図るこてができることはもちろ
ん、パターンドメディアの構造および製造プロセスの改
善により、パターンドメディアの生産性に富む合理的な
構造と環境負荷の少ない合理的な製造プロセスの提供を
容易に可能とする。
【図１】この発明による化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセ
スを用いない埋込み構造作製プロセスの概略図である。
スを用いない埋込み構造作製プロセスの概略図である。
【図２】この発明によるパターンドメディアの作製プロ
セスの概略図である。
セスの概略図である。
【図３】パターンドメディア型のリジッド磁気ディスク
の概念図である。
の概念図である。
【図４】リフトオフ法による従来のパターンドメディア
の製造プロセス概略図である。
の製造プロセス概略図である。
【図５】ＣＭＰプロセスを用いた従来の埋込み構造作製
プロセス（ダマシン法）の概略図である。
プロセス（ダマシン法）の概略図である。
１ ガラス基板 ２ レジスト膜 ３ パターンドマスク ４ トレンチ配列 ５ 磁性体薄膜 ６ 磁性体ビット配列 ７ 表面潤滑層 ８ マトリックス薄膜
Claims (8)
- 【請求項１】 高密度磁気記録媒体パターンドメディア
であって、メディア基板上に被覆されたマトリックス薄
膜もしくはメディア基板には凹状のトレンチ配列がエッ
チングにより形成されており、このトレンチ配列の凹部
には、マトリックス薄膜もしくはメディア基板表面高さ
まで磁性材料が埋設されて磁気ビット配列が形成されて
いることを特徴とする高密度磁気記録媒体パターンドメ
ディア。 - 【請求項２】 請求項１において、マトリックス薄膜を
非晶質炭素薄膜としたパターンドメディア。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、磁気ビット配
列の表面を表面潤滑層で被覆したパターンドメディア。 - 【請求項４】 高密度磁気記録媒体パターンドメディア
の製造方法であって、メディア基板にマトリックス薄膜
を被覆する工程と、被覆したマトリックスをマスクパタ
ーンに従ってエッチングして凹状のトレンチ配列を形成
する工程と、トレンチ凹部にマトリックス薄膜の表面高
さまで磁性材料を埋設して磁気ビット配列を形成する工
程とを含むことを特徴とする高密度磁気記録媒体パター
ンドメディアの製造方法。 - 【請求項５】 請求項４において、マトリックス薄膜上
へレジストを被覆する工程と、被覆したレジストを露光
・現像してレジストのマスクパターンを形成する工程
と、磁性材料のトレンチ凹部への埋設後にレジストのパ
ターンマスクを除去する工程とを含むパターンドメディ
アの製造方法。 - 【請求項６】 高密度磁気記録媒体パターンドメディア
の製造方法であって、マスクパターンに従ってメディア
基板をエッチングして凹状のトレンチ配列をメディア基
板に形成する工程と、トレンチ凹部に、メディア基板の
表面高さまで磁性材料を埋設して磁気ビット配列を形成
する工程とを含むことを特徴とする高密度磁気記録媒体
パターンドメディアの製造方法。 - 【請求項７】 請求項６において、メディア基板上へレ
ジストを被覆する工程と、被覆したレジストを露光・現
像してレジストのマスクパターンを形成する工程と、磁
性材料のトレンチ凹部への埋設後にレジストのパターン
マスクを除去する工程とを含む高密度磁気記録媒体パタ
ーンドメディアの製造方法。 - 【請求項８】 請求項４ないし７のいずれかの製造方法
において、磁気ビット配列の表面に表面潤滑層を被覆す
る工程を含む高密度磁気記録媒体パターンドメディアの
製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28494699A JP2001110050A (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 高密度磁気記録媒体パターンドメディアとその製造方法 |
| PCT/JP2000/006964 WO2001026101A1 (fr) | 1999-10-05 | 2000-10-05 | Support d'enregistrement magnetique haute densite a motifs et procede de production correspondant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28494699A JP2001110050A (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 高密度磁気記録媒体パターンドメディアとその製造方法 |
Publications (1)
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|---|---|
| JP2001110050A true JP2001110050A (ja) | 2001-04-20 |
Family
ID=17685126
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP28494699A Pending JP2001110050A (ja) | 1999-10-05 | 1999-10-05 | 高密度磁気記録媒体パターンドメディアとその製造方法 |
Country Status (2)
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|---|---|
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| US7531103B2 (en) | 2003-09-26 | 2009-05-12 | Tdk Corporation | Mask forming method, mask forming functional layer, dry etching method, and method of manufacturing an information recording medium |
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-
1999
- 1999-10-05 JP JP28494699A patent/JP2001110050A/ja active Pending
-
2000
- 2000-10-05 WO PCT/JP2000/006964 patent/WO2001026101A1/ja not_active Application Discontinuation
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