JP2007257817A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】凹凸パターンの記録層を有し、表面が充分に平坦で、記録／再生特性が良好な磁気記録媒体を製造できる磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１２の上に所定の凹凸パターンで形成されて凸部として記録要素３２Ａが形成された記録層３２及び記録層３２の上に形成された被検出材４４を有する被加工体１０の上に充填材３６を成膜して凹部３４を充填し、被加工体１０の表面に加工用ガスを照射して記録要素３２Ａの上面よりも上側の充填材３６及び被検出材４４を除去して表面を平坦化し、被加工体１０から除去されて飛散する被検出材４４に含まれる元素を検出して該被検出材４４に含まれる元素の検出結果に基いて加工用ガスの照射を停止する。被検出材４４としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用いる。
【選択図】図７

Description

本発明は、凹凸パターンの記録層を有する磁気記録媒体の製造方法に関する。

従来、ハードディスク等の磁気記録媒体は、記録層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により著しい面記録密度の向上が図られており、今後も一層の面記録密度の向上が期待されているが、磁気ヘッドの加工限界、磁気ヘッドの記録磁界の広がりに起因する記録対象のトラックに隣り合うトラックへの誤った情報の記録、再生時のクロストークなどの問題が顕在化し、従来の改良手法による面記録密度の向上は限界にきている。

これに対し、一層の面記録密度の向上を実現可能である磁気記録媒体の候補として、記録層が凹凸パターンで形成され、記録要素が凹凸パターンの凸部として形成されたディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアが提案されている。一方、ハードディスク等の磁気記録媒体ではヘッド浮上高さを安定させるために表面の平坦性が重視される。従って、記録要素の間の凹部を充填材で充填し、記録要素及び充填材の上面を平坦化することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

記録層を凹凸パターンに加工する手法としては、ドライエッチング等の加工手法を利用しうる。凹部に充填材を充填し、記録要素及び充填材の上面を平坦化する手法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＩＢＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等で凹凸パターンの記録層上に充填材を成膜して記録要素の間の凹部を充填してから、記録要素の上面よりも上側（基板と反対側）に成膜された余剰の充填材をドライエッチングで除去する手法を利用しうる。

記録層の良好な磁気特性を得るためには、記録要素の上面を加工しないように余剰の充填材を完全に除去することが好ましい。即ち、加工終点が記録要素の上面と一致するように平坦化工程のドライエッチングを制御することが好ましい。

ドライエッチングの場合、被加工体から除去されて飛散する記録要素に含まれる元素を二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ−Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ））や四重極質量分析法（ＱＭＳ（Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ））により検出でき、記録要素に含まれる元素を検出して加工を停止することにより、加工終点のばらつきを記録要素の上面に対して数ｎｍの範囲内に抑制することが可能である。尚、二次イオン質量分析法や四重極質量分析法は被検出材に含まれる元素をその質量数に基づいて検出するものである。

しかしながら、二次イオン質量分析法や四重極質量分析法で記録要素に含まれる元素を検出するためには余剰の充填材だけでなく記録要素もエッチングする必要がある。従って、記録要素の上部近傍の数ｎｍ程度の部分が確実にエッチングされることとなり、磁気特性の悪化が懸念される。

これに対し、半導体の分野では、エッチングから保護すべき記録要素に相当する部分の上に被検出材を成膜し、被検出材に含まれる元素を検出することでエッチングを停止する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。

磁気記録媒体の分野でもこの技術を利用し、凹凸パターンの記録層の上に被検出材を成膜し、エッチングが被検出材まで及び、除去されて飛散する被検出材に含まれる元素が検出され始めた直後、又は一旦検出された被検出材の元素が消失した直後にエッチングを停止することにより、エッチングが記録要素に及ばないように余剰の充填材を除去することが期待される。

特開平９−９７４１９号公報 特開２００３−０７８１８５号公報

しかしながら、同じ種類の元素でも質量数が異なる同位体の原子が混在している場合がある。又、質量数が等しい原子でも元素の種類が異なるものが混在している場合もある。従って、二次イオン質量分析法や四重極質量分析法で被検出材に含まれる所定の元素を検出する場合、この種類の元素の原子であっても想定した質量数と質量数が異なる同位体の原子は実際にはこの元素として検出されない。又、この元素と種類が異なる元素の原子であっても、想定した質量数と質量数が等しければ、この元素として誤って検出されてしまう。このため、被検出材にエッチングが及んだ時点や被検出材が完全に除去された時点を明確に検出することが困難な場合がある。

従って、被検出材に含まれる元素の検出結果に基いてエッチングを停止しても、実際には被検出材に未だエッチングが及んでいないことや、被検出材が被加工体から完全に除去され、更にエッチングが進行して記録要素がエッチングされてしまうことがある。

又、記録要素と充填材とは材料が異なりエッチングに対する加工速度も一般的に異なるため、記録要素と共に記録要素の間の凹部を充填する充填材が更にエッチングされることで記録要素の上面と充填材の上面との間に数ｎｍ程度の段差が生じてしまうことがある。面記録密度が高いディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアの場合、５〜１５ｎｍ程度の微小なヘッドの浮上高さが想定されるため、数ｎｍ程度の段差であってもヘッドのクラッシュ等の問題の原因となりうる。尚、このような数ｎｍ程度の段差は半導体の製造工程においても同様に生じうるが、半導体の場合はヘッドのクラッシュ等の問題がないため数ｎｍ程度の段差は一般的に問題とならない。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、凹凸パターンの記録層を有し、表面が充分に平坦で、記録／再生特性が良好な磁気記録媒体を製造できる磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、基板、該基板の上に所定の凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素が形成された記録層及び該記録層の少なくとも記録要素の上に形成された被検出材を有する被加工体の上に充填材を成膜して記録要素の間の凹部を充填し、被加工体の表面に加工用ガスを照射して充填材及び被検出材のうち記録要素の上面よりも上側の部分の少なくとも一部を除去して表面を平坦化し、且つ、被加工体から除去されて飛散する被検出材に含まれる元素をその質量数に基いて検出して該被検出材に含まれる元素の検出結果に基いて加工用ガスの照射を停止し、被検出材としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用いることにより、上記目的を達成するものである。

又、本発明は、基板、該基板の上に所定の凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素が形成された記録層、該記録層の上に形成されて記録要素の間の凹部を少なくとも部分的に充填する第１の充填材及び該第１の充填材の上に形成された被検出材を有する被加工体の上に第２の充填材を成膜し、被加工体の表面に加工用ガスを照射して第１の充填材、被検出材及び第２の充填材のうち記録要素の上面よりも上側の部分の少なくとも一部を除去して表面を平坦化し、且つ、被加工体から除去されて飛散する被検出材に含まれる元素をその質量数に基いて検出して該被検出材に含まれる元素の検出結果に基いて加工用ガスの照射を停止し、被検出材としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用いることにより、上記目的を達成するものである。

Ａｌ、Ｙ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｂｉは、質量数が１種類であり同位体が存在しない。又、Ｚｒ、Ａｇ、Ｔａには複数の同位体が存在するが、主たる質量数（自然界において存在比率が最も高い同位体の質量数）と質量数が等しい他の種類の元素は存在しない。又、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗには複数の同位体が存在し、主たる質量数と質量数が等しいＣａ、Ｓｎ、Ｏｓが存在するが、Ｃａ、Ｓｎ、Ｏｓにも複数の同位体が存在し、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗの主たる質量数と質量数が等しいＣａ、Ｓｎ、Ｏｓの同位体の自然界における（Ｃａ、Ｓｎ、Ｏｓの全原子に対する）存在比率は微小である。

従って、Ａｌ、Ｙ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｂｉの質量数又はＺｒ、Ａｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗの主たる質量数に基づいて被検出材を検出することで被検出材がエッチングされたことを高感度で正しく検出できる。

即ち、次のような本発明により、上記目的を達成することができる。

（１）基板、該基板の上に所定の凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素が形成された記録層及び該記録層の少なくとも前記記録要素の上に形成された被検出材を有する被加工体の上に充填材を成膜して前記記録要素の間の凹部を充填する充填材成膜工程と、前記被加工体の表面に加工用ガスを照射して前記充填材及び前記被検出材のうち前記記録要素の上面よりも上側の部分の少なくとも一部を除去して表面を平坦化し、且つ、前記被加工体から除去されて飛散する前記被検出材に含まれる元素をその質量数に基いて検出して該被検出材に含まれる元素の検出結果に基いて前記加工用ガスの照射を停止する平坦化工程と、をこの順で実行し、前記被検出材としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（２）基板、該基板の上に所定の凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素が形成された記録層、該記録層の上に形成されて前記記録要素の間の凹部を少なくとも部分的に充填する第１の充填材及び該第１の充填材の上に形成された被検出材を有する被加工体の上に第２の充填材を成膜する第２の充填材成膜工程と、前記被加工体の表面に加工用ガスを照射して前記第１の充填材、前記被検出材及び前記第２の充填材のうち前記記録要素の上面よりも上側の部分の少なくとも一部を除去して表面を平坦化し、且つ、前記被加工体から除去されて飛散する前記被検出材に含まれる元素をその質量数に基いて検出して該被検出材に含まれる元素の検出結果に基いて前記加工用ガスの照射を停止する平坦化工程と、をこの順で実行し、前記被検出材としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（３） （１）において、前記記録層の少なくとも前記記録要素の上に非酸化物を成膜して前記被検出材を形成し、前記充填材として酸化物を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（４） （２）において、前記第１の充填材の上に非酸化物を成膜して前記被検出材を形成し、前記第１の充填材及び前記第２の充填材の少なくとも一方として酸化物を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（５） （１）又は（２）において、前記被検出材としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素の酸化物を含む材料を成膜して前記被検出材を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（６） （１）乃至（５）のいずれかにおいて、前記被検出材として、金属元素を一種類だけ含み該金属元素がＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗの中から選択される一の元素である材料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（７） （１）乃至（６）のいずれかにおいて、前記平坦化工程において二次イオン質量分析法及び四重極質量分析法のいずれかにより前記被検出材に含まれる元素をその質量数に基いて検出することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

尚、本出願において、「所定の凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素が形成された記録層」とは、連続記録層が所定のパターンで多数の記録要素に分割された記録層の他、例えばトラックの形状の記録要素同士が端部で連続する記録層や記録要素が螺旋状の渦巻き形状である記録層のように基板上に部分的に形成される記録層、凹部が厚さ方向の途中まで形成され基板側の面が連続した記録層、凹凸パターンの基板や下層の表面に倣って形成された連続した記録層、凹凸パターンの基板や下層の凸部の上面及び凹部の底面に分割されて形成された記録層も含む意義で用いることとする。

又、本出願において「記録要素の上に形成された被検出材」とは、記録要素に接して記録要素の上に直接形成された被検出材に限定されず、記録要素の上に形成された他の層を介して記録要素の上に間接的に形成された被検出材も含む意義で用いることとする。

又、本出願において「記録要素の上面」という用語は、記録層における基板と反対側の面という意義で用いることとする。

又、本出願において「磁気記録媒体」という用語は、情報の記録、読み取りに磁気のみを用いるハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ等に限定されず、磁気と光を併用するＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）等の光磁気記録媒体、磁気と熱を併用する熱アシスト型の記録媒体も含む意義で用いることとする。

本発明によれば、凹凸パターンの記録層を有し、表面が充分に平坦で、記録／再生特性が良好な磁気記録媒体を製造できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の第１実施形態は、図１に示されるような基板１２の上に連続記録層２０等を形成してなる被加工体１０の出発体に加工を施すことにより、連続記録層２０を図２に示されるように多数の記録要素３２Ａに分割して所定の凹凸パターンの記録層３２及び記録層３２の上に形成された被検出材４４を有する被加工体１０を作製し、被検出材４４の上に充填材３６を成膜して記録要素３２Ａの間の凹部３４を充填し、記録要素３２Ａの上面よりも上側の余剰の被検出材４４及び充填材３６を除去して表面を平坦化し、磁気記録媒体３０を製造する方法に関するものであり、被検出材４４に特徴を有している。他の工程については本第１実施形態の理解のために特に重要とは思われないため説明を適宜省略する。

図１に示される被加工体１０の出発体は、基板１２の上に、下地層１４、反強磁性層１５、軟磁性層１６、配向層１８、連続記録層２０、第１のマスク層２２、第２のマスク層２４、レジスト層２６がこの順で形成された構成である。

基板１２の材料は、ガラス、Ａｌ₂Ｏ₃等である。下地層１４は、厚さが２〜４０ｎｍで、材料はＴａ等である。反強磁性層１５は、厚さが５〜５０ｎｍで、材料はＰｔＭｎ合金、ＲｕＭｎ合金等である。軟磁性層１６は、厚さが５０〜３００ｎｍで、材料はＦｅ合金又はＣｏ合金である。配向層１８は、厚さが２〜４０ｎｍで、材料は非磁性のＣｏＣｒ合金、Ｔｉ、Ｒｕ、ＲｕとＴａの積層体、ＭｇＯ等である。

連続記録層２０は、厚さが５〜３０ｎｍで、材料はＣｏＣｒ合金である。第１のマスク層２２は、厚さが３〜５０ｎｍで、材料はＣ（炭素）である。第２のマスク層２４は、厚さが１〜３０ｎｍで、材料はＮｉである。レジスト層２６は、厚さが３０〜３００ｎｍで材料は樹脂である。

磁気記録媒体３０は、垂直記録型のディスクリートトラックメディアである。

記録層３２の記録要素３２Ａは、データ領域において同心円弧状のトラックの形状で径方向に微細な間隔で多数形成されている。尚、記録要素３２Ａはサーボ領域においてコンタクトホールを含む所定のサーボパターンで形成されている。

充填材３６としては、ＳｉＯ₂等を用いることができる。充填材３６は非磁性材であることが好ましい。又、充填材３６は酸化物であることが好ましい。

記録要素３２Ａ及び第１の充填材の上には保護層３８、潤滑層４０がこの順で形成されている。保護層３８の材料は、ダイヤモンドライクカーボンと呼称される硬質炭素膜である。潤滑層４０の材料はＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）である。

次に、図３に示すフローチャートに沿って磁気記録媒体３０の製造方法を説明する。

まず、被加工体作製工程を実行する（Ｓ１０２）。具体的には、図１に示される被加工体１０の出発体を加工し、図５に示されるような基板１２の上に凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素３２Ａが形成された記録層３２及び記録層３２の上に形成された被検出材４４を有する被加工体１０を作製する。

被加工体１０の出発体は基板１２の上に、下地層１４、反強磁性層１５、軟磁性層１６、配向層１８、連続記録層２０、第１のマスク層２２、第２のマスク層２４をこの順でスパッタリング法により形成し、更にレジスト層２６をスピンコート法で塗布することにより得られる。

この被加工体１０の出発体のレジスト層２６に転写装置（図示省略）を用いて、図４に示されるように記録層３２の凹凸パターンに相当する凹凸パターンをナノ・インプリント法により転写し、Ｏ₂又はＯ₃ガスを反応ガスとする反応性イオンビームエッチングにより、凹部底部のレジスト層２６を除去する。尚、レジスト層２６を露光・現像して、レジスト層２６を凹凸パターンに加工してもよい。

次に、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングにより、凹部底部の第２のマスク層２４を除去する。更に、ＳＦ₆ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、凹部底部の第１のマスク層２２を除去する。次に、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングにより、凹部底部の連続記録層２０を除去し、連続記録層２０を多数の記録要素３２Ａに分割する。尚、記録要素３２Ａの上に残存する第１のマスク層は、ＳＦ₆ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去する。

次に、スパッタリング法により、記録層３２の上に非酸化物を成膜して被検出材４４を形成する。非酸化物としては、Ａｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用いる。尚、被検出材４４は、例えばＡｌ_２Ｏ_３等のＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素の酸化物を含む材料でもよい。被検出材４４は、金属元素を一種類だけ含み該金属元素がＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗの中から選択される一の元素である材料であることが好ましい。例えば、被検出材４４は、Ａｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのうちの一の単体の元素のみからなる材料やこれらのうちの一の元素の酸化物のみからなる材料であることが好ましい。尚、被検出材４４は、微量の他の元素や化合物を含んでいてもよいが、記録層３２や充填材３６を構成する元素は含まないことが好ましい。

被検出材４４は、記録層３２の表面の凹凸に倣って記録要素３２Ａの上面、側面及び凹部３４の底面に成膜される。被検出材４４の厚さは製造効率等を考慮すると５ｎｍ以下であることが好ましい。

これにより、図５に示されるような、基板１２、基板１２の上に凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素３２Ａが形成された記録層３２及び記録層３２の上に形成された被検出材４４を有する被加工体１０が得られる。

次に、充填材成膜工程を実行する（Ｓ１０４）。具体的には、バイアススパッタリング法により、図６に示されるように被検出材４４の上に充填材３６を成膜する。充填材３６の粒子は被加工体１０の表面に一様に堆積しようとするので、表面が凹凸形状となるが、被加工体１０にバイアス電圧を印加することにより、スパッタリングガスは被加工体１０の方向に付勢されて堆積済みの充填材３６に衝突し、堆積済みの充填材３６の一部をエッチングする。このエッチング作用は、堆積済みの充填材３６のうち、突出した部分をその端部から他部（周辺の突出していない部分）よりも早く選択的に除去する傾向があるので、記録要素３２Ａの上の凸部は記録要素３２Ａよりも幅が小さくなる。成膜作用がエッチング作用を上回ることで表面の凹凸が抑制されつつ成膜が進行する。充填材３６としてはＳｉＯ₂等を用いることができる。

尚、非酸化物を成膜して被検出材４４を形成する場合、充填材３６はＳｉＯ₂のような酸化物であることが好ましい。非酸化物を成膜して形成された被検出材４４の上面に酸化物の充填材３６が接触して成膜されることで、被検出材４４の上面に充填材３６中の酸素が拡散し、被検出材４４の上面の部分が酸化される。

次に、平坦化工程を実行する（Ｓ１０６）。具体的には、イオンビームエッチングにより、図７中に矢印で示されるように、被加工体１０の表面の法線に対して傾斜した方向からＡｒガス等の加工用ガスを照射し、被検出材４４及び充填材３６のうち記録要素３２Ａの上面よりも上側（基板１２と反対側）の部分を除去する。このように被加工体１０の表面の法線に対して傾斜した方向から加工用ガスを照射することで、凸部を凹部よりも速く除去する傾向が高くなる。

この際、二次イオン質量分析法、四重極質量分析法等により被加工体１０から除去されて飛散する被検出材４４に含まれる元素を検出し、被検出材４４に含まれる元素の検出結果に基いて加工用ガスの照射を停止し、エッチングを停止する。例えば、被検出材４４に含まれる元素が検出され始めた時点、被検出材４４に含まれる元素の検出量が所定の基準値に達した時点又は一旦検出された被検出材４４に含まれる元素が実質的に消失した（検出されなくなった）時点で加工用ガスの照射を停止し、エッチングを停止する。

又、被検出材４４の成分の検出量が予め定めた基準値に達した時点から一定時間後に加工用ガスの照射を停止するようにしてもよい。

表１に示されるように、Ａｌ、Ｙ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｂｉは、質量数が１種類であり同位体が存在しない。又、Ｚｒ、Ａｇ、Ｔａには複数の同位体が存在するが、主たる質量数（自然界において存在比率が最も高い同位体の質量数）と質量数が等しい他の種類の元素は存在しない。

一方、Ｔｉには複数の同位体が存在し、主たる質量数４８と質量数が等しいＣａが存在するが、質量数が４８のＣａの同位体の自然界における（Ｃａの全原子に対する）存在比率は約０．１９％で微小である。又、Ｉｎにも複数の同位体が存在し、主たる質量数１１５と質量数が等しいＳｎが存在するが、質量数が１１５のＳｎの同位体の自然界における（Ｓｎの全原子に対する）存在比率も約０．４％で微小である。又、Ｗにも複数の同位体が存在し、主たる質量数１８６と質量数が等しいＯｓが存在するが、質量数が１８６のＯｓの同位体の自然界における（Ｏｓの全原子に対する）存在比率も約１．６％で微小である。

従って、Ａｌ、Ｙ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｂｉの質量数、又はＺｒ、Ａｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗの同位体のうち自然界における存在比率が最も高い同位体の質量数に基づいて飛散する被検出材４４を検出することで被検出材４４がエッチングされたことを高感度で正しく検出できる。

尚、二次イオン質量分析法及び四重極質量分析法は、単体の元素がエッチングされているときよりもその酸化物がエッチングされている時の方が元素の検出量が大きくなる。従って、被検出材４４としてＡｌ_２Ｏ_３等のＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素の酸化物を含む材料を用いることで、被検出材４４の検出量を大きくすることができる。又、例えば、被検出材４４としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの単体の元素からなる非酸化物の材料を成膜して被検出材４４を形成し、充填材３６として酸化物を用いて被検出材４４の上面近傍の部分を酸化させた場合も、被検出材４４の検出量を大きくすることができる。尚、被検出材４４の一部又は全部が酸化物である場合もＡｌ、Ｙ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｔｂ、Ａｕ、Ｂｉの単体の元素の質量数、又はＺｒ、Ａｇ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗの同位体のうち自然界における存在比率が最も高い同位体の質量数に基づいて飛散する被検出材４４を検出する。

又、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗは、イオンビームエッチングに対するエッチングレートが比較的低い。従って、被検出材４４としてＡｌ_２Ｏ_３、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗを用いることでイオンビームエッチングを停止するタイミングの制御が容易になり、加工終点を記録要素３２Ａの上面付近の目標の位置に高精度で一致させることができる。

下記の条件のイオンビームエッチングに対するＡｌ₂Ｏ₃、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗのエッチングレート及び充填材３６の材料であるＳｉＯ₂のエッチングレートを表２に示す。

加工用ガス ：Ａｒ
ビーム電流 ：１１００ｍＡ
ビーム電圧 ：７００Ｖ
イオンビーム入射角：２°

更に、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗは、イオンビームエッチングに対し、凸部が凹部よりも速く除去される傾向が比較的高い。従って、被検出材４４としてＡｌ₂Ｏ₃、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｗを用いることで平坦化効果を高めることもできる。

被検出材４４がエッチングされたことを高感度で正しく検出できるので、記録要素３２Ａの上面付近でエッチングを高精度で停止できる。

次に、ＣＶＤ法により記録要素３２Ａ及び充填材３６の上面に１〜５ｎｍの厚さで保護層３８を成膜し（Ｓ１０８）、更に、ディッピング法により保護層３８の上に１〜２ｎｍの厚さで潤滑層４０を成膜する（Ｓ１１０）。これにより、前記図２に示される磁気記録媒体３０が完成する。尚、被検出材４４の一部は、凹部３４内に残存するが、Ａｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗはいずれも非磁性であり、これらの一の元素の酸化物も非磁性であるので記録層３２の磁気特性に影響しない。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

前記第１実施形態では被加工体作製工程（Ｓ１０２）において連続記録層２０を凹凸パターンの記録層３２に加工し、記録要素３２Ａの上に残存する第１のマスク層２２を除去してから記録層３２の上に被検出材４４を成膜し、被検出材４４が記録要素３２Ａの上面だけでなく記録要素３２Ａの側面や凹部３４の底面にも形成された被加工体１０を作製していたのに対し、本第２実施形態は第１のマスク層の材料としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用い、被加工体作製工程（Ｓ１０２）において記録要素３２Ａの上に残存する第１のマスク層を除去しないで被検出材４４として利用し、図８に示されるように被検出材４４が記録要素３２Ａの上面だけに形成された被加工体１０を作製することを特徴としている。尚、本第２実施形態では、被検出材４４は、凹部３４内に残存しない。

他の点については、前記第１実施形態と同様であるので第１実施形態と同一符号を用いることとして説明を適宜省略する。

このように記録要素３２Ａの上に残存する第１のマスク層を除去しないで被検出材４４として利用する場合も、図９に示されるように被検出材４４がエッチングされることで被検出材に含まれる元素を高感度で正しく検出できるので、記録要素３２Ａの上面付近の目標の位置でエッチングを高精度で停止できる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。

前記第１実施形態では被加工体作製工程（Ｓ１０２）において記録層３２の上に直接被検出材４４を形成していたのに対し、本第３実施形態では、図１０に示されるように、記録層３２の上に第１の充填材３７を成膜して凹部３４を充填してから第１の充填材３７の上に被検出材４４を形成することを特徴としている。他の工程については前記第１実施形態と同様であるので第１実施形態と同一符号を用いることとして説明を適宜省略する。

具体的には、被加工体作製工程（Ｓ１０２）において、バイアススパッタリング法により、凹部３４を完全に充填するように記録層３２の上に第１の充填材３７を凹部３４の深さ以上の厚さ（凹部３４における厚さ）で成膜する。第１の充填材３７としては前記第１実施形態の充填材３６と同様にＳｉＯ_２等を用いることができる。第１の充填材３７は、表面の凹凸がある程度抑制された形状で記録層３２を覆うように成膜される。次に、スパッタリング法により、第１の充填材３７の上に上記第１実施形態と同様の非酸化物を成膜して被検出材４４を形成する。これにより、図１０に示されるような、基板１２、基板１２の上に所定の凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素３２Ａが形成された記録層３２、記録層３２の上に形成されて記録要素３２Ａの間の凹部３４を充填する第１の充填材３７及び第１の充填材３７の上に形成された被検出材４４を有する被加工体１０が得られる。

次に、充填材成膜工程（Ｓ１０４）において、図１１に示されるように被検出材４４の上に第２の充填材４６を成膜する。第２の充填材４６としては第１の充填材３７と同様にＳｉＯ₂等を用いることができる。尚、非酸化物を成膜して被検出材４４を形成し、第１の充填材３７、第２の充填材４６として酸化物を用いた場合、被検出材４４における上面及び下面の部分は第１の充填材３７、第２の充填材４６中の酸素が拡散することで酸化される。

次に、平坦化工程（Ｓ１０６）において、図１２中に矢印で示されるように、被加工体１０の表面の法線に対して傾斜した方向からＡｒガス等の加工用ガスを照射し、第１の充填材３７、被検出材４４及び第２の充填材４６のうち記録要素３２Ａの上面よりも上側（基板１２と反対側）の部分を除去する。

この際、前記第１実施形態と同様に二次イオン質量分析法、四重極質量分析法等により被加工体１０から除去されて飛散する被検出材４４に含まれる元素を検出し、被検出材４４に含まれる元素の検出結果に基いて加工用ガスの照射を停止し、エッチングを停止する。

具体的には、図１３に示されるように凹部３４の上の被検出材４４が露出すると、凹部３４の上の被検出材４４は大部分が同時にエッチングされるので、被検出材４４に含まれる元素の飛散量が著しく増大する。従って、被検出材４４に含まれる元素を明確に検出することができる。

又、第１の充填材３７の上に非酸化物を成膜して被検出材４４を形成し、第１の充填材３７、第２の充填材４６として酸化物を用いる場合、被検出材４４における上面及び下面の部分は第１の充填材３７、第２の充填材４６中の酸素が拡散することで酸化されるので、被検出材４４の上面及び下面の近傍の部分がエッチングされている際、被検出材４４に含まれる元素は特に明確に検出される。より詳細には、第２の充填材４６として酸化物を用いれば、被検出材４４の上面の近傍の部分が酸化されるので、被検出材４４が飛散し始める時点を検出しやすくなる。又、第１の充填材３７として酸化物を用いれば、被検出材４４の下面の近傍の部分が酸化されるので、被検出材４４が消失する時点を検出しやすくなる。

本第３実施形態でも被検出材４４がエッチングされたことを高感度で正しく検出できるので、記録要素３２Ａの上面付近の目標の位置でエッチングを高精度で停止することができる。

本第３実施形態では、第１の充填材３７が凹部３４の深さ以上の厚さで成膜されて凹部３４を完全に充填しているが、第１の充填材３７を凹部３４の深さよりも薄く成膜し、この第１の充填材３７の上に被検出材４４及び第２の充填材４６を成膜して凹部３４を完全に充填してもよい。この場合は、記録要素３２Ａの上の被検出材４４に含まれる元素の検出結果に基いて加工用ガスの照射を停止し、エッチングを停止する。

尚、第１の充填材３７が凹部３４の深さ以上の厚さで成膜されて凹部３４を完全に充填する場合、被検出材４４の上に成膜された第２の充填材４６は凹部３４を充填しないが、このように第１の充填材３７が凹部３４の深さ以上の厚さで成膜されて凹部３４を完全に充填する場合も本出願では便宜上「第２の充填材」という用語を用いることとする。

又、前記第１〜第３実施形態において、充填材３６、第１の充填材３７及び第２の充填材４６としてＳｉＯ₂が例示されているが、充填材３６、第１の充填材３７及び第２の充填材４６として他の材料を用いても良い。尚、非酸化物を成膜して被検出材４４を形成する場合、充填材３６、第１の充填材３７及び第２の充填材４６は酸化物であることが好ましい。

又、前記第１〜第３実施形態において、平坦化工程（Ｓ１０６）のドライエッチングとして、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングを例示しているが、被加工体の表面に加工用ガスを照射するドライエッチングであれば、Ｋｒ、Ｘｅ等の他の希ガスを用いたイオンビームエッチングを採用してもよく、更に、例えばＳＦ₆、ＣＦ₄、Ｃ₂Ｆ₆等のハロゲン系の反応ガスを用いた反応性イオンエッチング、反応ガスと希ガスとの混合ガスを用いた反応性イオンビームエッチング等の他のドライエッチングを採用してもよい。尚、加工用ガスは被加工体の表面の法線に対して傾斜した方向から照射することが好ましい。

又、前記第１〜第３実施形態において、平坦化工程（Ｓ１０６）において、被加工体１０から除去されて飛散する被検出材４４に含まれる元素を検出する方法として、二次イオン質量分析法や四重極質量分析法が例示されているが、被加工体１０から除去されて飛散する被検出材４４に含まれる元素であるＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗをその質量数に基いて高精度で検出できれば他の方法を用いてもよい。

又、前記第１〜第３実施形態において、バイアススパッタリング法により充填材３６、第１の充填材３７、第２の充填材４６を成膜しているが、例えば、バイアスパワーを印加しないスパッタリング法や、ＣＶＤ法、ＩＢＤ法等の他の成膜手法を用いて、第１の充填材、第２の充填材４６を成膜してもよい。

又、前記第１〜第３実施形態において、平坦化工程（Ｓ１０６）だけで被加工体１０の表面を平坦化しているが、平坦化工程（Ｓ１０６）の後に例えば他の層を成膜し、更にドライエッチング等による平坦化加工を行ってもよい。

又、前記第１〜第３実施形態において、連続記録層２０（記録要素３２Ａ）の材料はＣｏＣｒ合金であるが、例えば、鉄族元素（Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ）を含む他の合金、これらの積層体等の他の材料を用いてもよい。

又、前記第１及び第２実施形態において、被検出材４４は、記録要素３２Ａに接して記録要素３２Ａの上に直接形成されているが、前記第３実施形態のように記録要素３２Ａの上に形成した他の層を介して被検出材４４を記録要素３２Ａの上に間接的に形成してもよい。

又、前記第１〜第３実施形態において、連続記録層２０の下に下地層１４、反強磁性層１５、軟磁性層１６、配向層１８が形成されているが、連続記録層２０の下の層の構成は、磁気記録媒体の種類に応じて適宜変更すればよい。例えば、下地層１４、反強磁性層１５、軟磁性層１６、配向層１８のうち一又は二以上の層を省略してもよい。又、基板上に連続記録層を直接形成してもよい。

又、前記第１〜第３実施形態において、磁気記録媒体３０は記録層３２等が基板１２の片面だけに形成されているが、基板の両面に記録層を備える両面記録式の磁気記録媒体の製造にも本発明は適用可能である。

又、前記第１〜第３実施形態において、磁気記録媒体３０は記録層３２がトラックの径方向に微細な間隔で分割された垂直記録型のディスクリートトラックメディアであるが、記録層がトラックの周方向（セクタの方向）に微細な間隔で分割された磁気ディスク、トラックの径方向及び周方向の両方向に微細な間隔で分割されたパターンドメディア、凹凸パターンの連続した記録層を有するＰＥＲＭ（Ｐｒｅ−Ｅｍｂｏｓｓｅｄ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍ）タイプの磁気ディスク、記録層が螺旋形状をなす磁気ディスクの製造についても本発明は当然適用可能である。又、面内記録型の記録層を有する磁気記録媒体の製造に対しても本発明を適用可能である。又、ＭＯ等の光磁気ディスク、磁気と熱を併用する熱アシスト型の磁気ディスク、更に、磁気テープ等のディスク形状以外の凹凸パターンの記録層を有する磁気記録媒体の製造に対しても本発明は適用可能である。

本発明は、例えば、ディスクリートトラックメディア、パターンドメディア等の凹凸パターンの記録層を有する磁気記録媒体を製造するために利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る被加工体の出発体の構造を模式的に示す側断面図 同被加工体を加工して得られる磁気記録媒体の構造を模式的に示す側断面図 同磁気記録媒体の製造工程の概要を示すフローチャート 前記被加工体の出発体のレジスト層に転写された凹凸パターンを模式的に示す側断面図 被検出材が成膜された前記被加工体を模式的に示す側断面図 充填材が成膜された前記被加工体を模式的に示す側断面図 平坦化工程においてエッチングが記録要素の上の被検出材に及んだ前記被加工体を模式的に示す側断面図 本発明の第２実施形態に係る被検出材が記録要素の上だけに形成された被加工体を模式的に示す側断面図 平坦化工程においてエッチングが記録要素の上の被検出材に及んだ同被加工体を模式的に示す側断面図 本発明の第３実施形態に係る被検出材が成膜された被加工体を模式的に示す側断面図 第２の充填材が成膜された同被加工体を模式的に示す側断面図 平坦化工程においてエッチングが記録要素の上の被検出材に及んだ同被加工体を模式的に示す側断面図 平坦化工程においてエッチングが凹部の上の被検出材に及んだ同被加工体を模式的に示す側断面図

符号の説明

１０…被加工体
１２…基板
１４…下地層
１５…反強磁性層
１６…軟磁性層
１８…配向層
２０…連続記録層
２２…第１のマスク層
２４…第２のマスク層
２６…レジスト層
３０…磁気記録媒体
３２…記録層
３２Ａ…記録要素
３４…凹部
３６…充填材
３７…第１の充填材
３８…保護層
４０…潤滑層
４４…被検出材
４６…第２の充填材
Ｓ１０２…被加工体作製工程
Ｓ１０４…充填材成膜工程
Ｓ１０６…平坦化工程
Ｓ１０８…保護層成膜工程
Ｓ１１０…潤滑層成膜工程

Claims (7)

1. 基板、該基板の上に所定の凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素が形成された記録層及び該記録層の少なくとも前記記録要素の上に形成された被検出材を有する被加工体の上に充填材を成膜して前記記録要素の間の凹部を充填する充填材成膜工程と、前記被加工体の表面に加工用ガスを照射して前記充填材及び前記被検出材のうち前記記録要素の上面よりも上側の部分の少なくとも一部を除去して表面を平坦化し、且つ、前記被加工体から除去されて飛散する前記被検出材に含まれる元素をその質量数に基いて検出して該被検出材に含まれる元素の検出結果に基いて前記加工用ガスの照射を停止する平坦化工程と、をこの順で実行し、前記被検出材としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 基板、該基板の上に所定の凹凸パターンで形成されて該凹凸パターンの凸部として記録要素が形成された記録層、該記録層の上に形成されて前記記録要素の間の凹部を少なくとも部分的に充填する第１の充填材及び該第１の充填材の上に形成された被検出材を有する被加工体の上に第２の充填材を成膜する第２の充填材成膜工程と、前記被加工体の表面に加工用ガスを照射して前記第１の充填材、前記被検出材及び前記第２の充填材のうち前記記録要素の上面よりも上側の部分の少なくとも一部を除去して表面を平坦化し、且つ、前記被加工体から除去されて飛散する前記被検出材に含まれる元素をその質量数に基いて検出して該被検出材に含まれる元素の検出結果に基いて前記加工用ガスの照射を停止する平坦化工程と、をこの順で実行し、前記被検出材としてＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素を含む材料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
3. 請求項１において、
   前記記録層の少なくとも前記記録要素の上に非酸化物を成膜して前記被検出材を形成し、前記充填材として酸化物を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 請求項２において、
   前記第１の充填材の上に非酸化物を成膜して前記被検出材を形成し、前記第１の充填材及び前記第２の充填材の少なくとも一方として酸化物を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
5. 請求項１又は２において、
   Ａｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗのいずれかの元素の酸化物を含む材料を成膜して前記被検出材を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、
   前記被検出材として、金属元素を一種類だけ含み該金属元素がＡｌ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｔｂ、Ｔａ、Ａｕ、Ｂｉ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｗの中から選択される一の元素である材料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
   前記平坦化工程において二次イオン質量分析法及び四重極質量分析法のいずれかにより前記被検出材に含まれる元素をその質量数に基いて検出することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

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