JP2008010114A - Patterned magnetic recording medium and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a patterned medium which has a satisfactory embedded shape and low surface roughness Ra and wherein irregularity of a magnetic body is embedded in a non-magnetic embedding layer in which production of process dust can be suppressed during film-deposition. <P>SOLUTION: The patterned magnetic recording medium has a substrate, a ferromagnetic recording layer formed on the substrate and formed in projecting patterns and the non-magnetic embedding layer embedded in recessed parts between the projecting patterns of the ferromagnetic recording layer and composed of an SiOC film containing Si, O and C and having ≤0.05at% C content. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、パターンド磁気記録媒体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a patterned magnetic recording medium and a manufacturing method thereof.

磁気記録媒体の面記録密度を向上させて、HDD(hard disk drive)の記録容量を増大させる研究が進んでいる。その結果、磁気記録媒体上の各記録ビットサイズは数10nm程度の極めて微細なものになってきている。このような微細な記録ビットから再生出力を得るには、各ビットに対して可能な限り大きい飽和磁化と膜厚を確保することが必要となる。しかし、記録ビットの微細化に伴い、1ビットあたりの磁化量は小さくなる。1ビットあたりの磁化量が小さくなるに従って「熱揺らぎ」による磁化反転が起きやすくなり、磁化情報が消失してしまうという問題がある。すなわち、磁性粒子の磁化の向きを一方向に保つのに必要な磁気異方性エネルギーが室温の熱揺らぎエネルギー程度になり、時間とともに磁化が揺らぎ、それにより記録した情報が消失するという現象が起きる。一般に、Ku・V/kT(ここで、Kuは異方性定数、Vは磁化最小単位体積、kはボルツマン定数、Tは絶対温度である)の値が小さい程、この熱揺らぎの影響が大きくなり、経験的には、Ku・V/kTが100未満になると、「熱揺らぎ」による磁化の反転が起きると言われている。   Research is progressing to increase the recording capacity of HDDs (hard disk drives) by improving the surface recording density of magnetic recording media. As a result, each recording bit size on the magnetic recording medium has become extremely fine, about several tens of nm. In order to obtain a reproduction output from such a fine recording bit, it is necessary to ensure as much saturation magnetization and film thickness as possible for each bit. However, the amount of magnetization per bit decreases with the miniaturization of recording bits. As the amount of magnetization per bit decreases, there is a problem that magnetization reversal due to “thermal fluctuation” easily occurs, and magnetization information is lost. That is, the magnetic anisotropy energy required to keep the magnetization direction of the magnetic particles in one direction is about the same as the thermal fluctuation energy at room temperature, and the magnetization fluctuates with time, which causes the recorded information to disappear. . In general, the smaller the value of Ku · V / kT (where Ku is the anisotropy constant, V is the minimum magnetization unit volume, k is the Boltzmann constant, and T is the absolute temperature), the greater the influence of this thermal fluctuation. From experience, it is said that when Ku · V / kT is less than 100, magnetization reversal due to “thermal fluctuation” occurs.

この熱揺らぎによる磁化反転の問題を解決する媒体として、「パターンド媒体」と呼ばれる磁気記録媒体が注目されている(例えば、特許文献1参照)。パターンド媒体は、一般には、非磁性体層中に記録ビット単位となる複数の磁性体領域をそれぞれ独立に形成した磁気記録媒体であるが、磁気的に連続した磁性薄膜を記録磁区の大きさに分断した媒体と言うこともできる。パターンド媒体は磁性薄膜を記録磁区の大きさに分断したものであるから、磁化最小単位体積Vを大きくでき、熱揺らぎの問題を回避することができる。   As a medium for solving the problem of magnetization reversal due to thermal fluctuation, a magnetic recording medium called a “patterned medium” has attracted attention (see, for example, Patent Document 1). In general, a patterned medium is a magnetic recording medium in which a plurality of magnetic material regions each serving as a recording bit unit are independently formed in a nonmagnetic material layer. However, a magnetically continuous magnetic thin film has a size of a recording magnetic domain. It can also be said to be a divided medium. Since the patterned medium is obtained by dividing the magnetic thin film into the size of the recording magnetic domain, the minimum magnetization unit volume V can be increased, and the problem of thermal fluctuation can be avoided.

一方、近年のHDDのトラック密度の向上においては、隣接トラックとの干渉という問題が顕在化している。特に記録ヘッド磁界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。例えば特許文献2に記載されている、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磁気記録媒体(DTR媒体)は、記録時におけるサイドイレース現象、再生時におけるサイドリード現象などを低減できるため、クロストラック方向の密度を高めることが可能となり、高密度な磁気記録媒体を提供できる。なお、DTR媒体はパターンド媒体の一つの形態である。   On the other hand, in the recent improvement in the track density of HDDs, the problem of interference with adjacent tracks has become apparent. In particular, reduction of writing blur due to the magnetic head fringe effect is an important technical issue. For example, a discrete track type patterned magnetic recording medium (DTR medium) that physically separates recording tracks described in Patent Document 2 can reduce a side erase phenomenon during recording, a side read phenomenon during reproduction, and the like. Therefore, the density in the cross track direction can be increased, and a high-density magnetic recording medium can be provided. The DTR medium is a form of patterned medium.

垂直磁気記録膜(現行の厚さ:20nm)をパターンド媒体に加工するためには、記録膜を20nmの深さにエッチングして凹凸パターンを形成する必要がある。しかし、このパターンド媒体に対して現行の浮上式記録再生ヘッドで読み書きを行おうとすると、記録再生ヘッドの浮上量は10nm程度であるため、記録再生ヘッドとパターンド媒体が接触してしまう恐れがある。従って、パターンド媒体に対して現行の浮上式記録再生ヘッドで記録の読み書きを行うためには、磁性層の凹凸を埋め込み、媒体の表面を平坦化する必要がある。   In order to process a perpendicular magnetic recording film (current thickness: 20 nm) into a patterned medium, it is necessary to form a concavo-convex pattern by etching the recording film to a depth of 20 nm. However, if the current floating recording / reproducing head is used for reading / writing with respect to this patterned medium, the flying height of the recording / reproducing head is about 10 nm, so there is a possibility that the recording / reproducing head and the patterned medium come into contact with each other. is there. Therefore, in order to read / write data from / to a patterned medium with the current floating recording / reproducing head, it is necessary to bury the irregularities of the magnetic layer and flatten the surface of the medium.

磁気記録媒体の磁性層の凹凸を埋め込んで媒体の平坦化を行う手法としては、特許文献3に記載されているような、バイアススパッタ法を用い、非磁性膜、例えばSiO膜を埋め込む方法が挙げられる。この方法は平坦性が良好なパターンド媒体が作製できることが期待されたが、プロセスダストが多く発生してしまうという問題がある。プロセスダストの発生はバイアススパッタ法(基板バイアスをかけながら、RFスパッタ法で成膜する方法)を用いる限り避けて通れない問題である。 As a method for flattening the medium by embedding the irregularities of the magnetic layer of the magnetic recording medium, there is a method of embedding a nonmagnetic film, for example, a SiO 2 film, using a bias sputtering method as described in Patent Document 3. Can be mentioned. Although this method is expected to produce a patterned medium with good flatness, there is a problem that a large amount of process dust is generated. Generation of process dust is an unavoidable problem as long as a bias sputtering method (a method of forming a film by an RF sputtering method while applying a substrate bias) is used.

そこで、基板バイアスなしのDCスパッタ法を用い、C(炭素)を凹凸埋め込み剤として成膜することにより、パターンド媒体の作製を行っている。この方法はプロセスダストの発生は殆ど無いが、凹凸の埋め込み形状があまり良くないという問題がある。   Therefore, a patterned medium is manufactured by using a DC sputtering method without a substrate bias and forming a film using C (carbon) as an embedding agent. Although this method hardly generates process dust, there is a problem that the embedding shape of unevenness is not so good.

妥協策として、基板バイアスをかけずにRFスパッタ法を用い、SiOを凹凸埋め込み剤として成膜する方法がある。この場合、局所的な凹凸の埋め込み形状は良好だが、プロセスダストの発生に加え、成膜したSiOに応力がかかり、膜剥がれが生じてしまう。さらに、SiO成膜レートが遅いという問題もある。一般的にパターンド媒体の凹凸を平坦にするためには100nm程度埋め込む必要があるが、SiOの場合、大きなターゲットを用いてスパッタ圧を最適化しても330秒以上かかってしまう。これは量産を考えた場合にコスト増大に繋がる。 As a compromise, there is a method in which an RF sputtering method is used without applying a substrate bias and a film is formed by using SiO 2 as an embedding agent. In this case, although the local unevenness embedding shape is good, in addition to the generation of process dust, stress is applied to the deposited SiO 2 and film peeling occurs. Further, there is a problem that the SiO 2 film forming rate is slow. In general, it is necessary to embed approximately 100 nm in order to flatten the unevenness of the patterned medium. However, in the case of SiO 2 , even if the sputtering pressure is optimized using a large target, it takes 330 seconds or more. This leads to an increase in cost when mass production is considered.

特許文献4には、保護層としてSiOC膜をスパッタリングにより成膜した相変化光記録媒体が記載されている。特許文献4記載のSiOC膜は平坦な層の上に積層された保護層であり、凹凸を埋め込んで媒体を平坦にするための埋め込み材料としては記載されていない。パターンド媒体の埋め込み材料として必要な効果は、表面粗さRaが小さく、成膜時に発生するプロセスダストが少なく、埋め込み形状が良好であるということであり、これらの効果は特許文献4に記載されていない。
特開2001−17604号公報 特開7−85406号公報 特許第3686067号公報 特開2005−25851号公報
Patent Document 4 describes a phase change optical recording medium in which a SiOC film is formed as a protective layer by sputtering. The SiOC film described in Patent Document 4 is a protective layer laminated on a flat layer, and is not described as an embedding material for embedding irregularities to flatten the medium. The effects required as an embedding material for the patterned medium are that the surface roughness Ra is small, the process dust generated during film formation is small, and the embedding shape is good. These effects are described in Patent Document 4. Not.
JP 2001-17604 A Japanese Patent Laid-Open No. 7-85406 Japanese Patent No. 3686067 JP 2005-25851 A

本発明の目的は、表面粗さRaが小さく、成膜時に発生するプロセスダストが少なく、埋め込み形状が良好な非磁性埋め込み層により磁性層の凹凸が埋め込まれた、パターンド媒体を提供することである。   An object of the present invention is to provide a patterned medium in which irregularities of a magnetic layer are embedded by a nonmagnetic embedded layer having a small surface roughness Ra, little process dust generated during film formation, and a good embedded shape. is there.

また、本発明の他の目的は、非磁性埋め込み層の成膜工程において、表面粗さRaが小さく、埋め込み形状が良好な非磁性埋め込み層を、高い成膜速度で、かつ発生するプロセスダストを少量に抑えて成膜することができる、パターンド媒体の製造方法を提供することである。   Another object of the present invention is to form a non-magnetic buried layer having a small surface roughness Ra and a good filling shape at a high film-forming speed and generated process dust in the non-magnetic buried layer forming process. An object of the present invention is to provide a method for producing a patterned medium, which can be formed with a small amount.

本発明の一態様に係るパターンド磁気記録媒体は、基板と、前記基板上に形成された、凸パターンをなす強磁性記録層と、前記凸パターンをなす強磁性記録層の間の凹部に埋め込まれた、Si、O、およびCを含有し、Cの含有量が0.05at%以上であるSiOC膜で形成された非磁性埋め込み層とを具備したことを特徴とする。   A patterned magnetic recording medium according to an aspect of the present invention is embedded in a concave portion between a substrate, a ferromagnetic recording layer having a convex pattern formed on the substrate, and a ferromagnetic recording layer having the convex pattern. And a nonmagnetic buried layer formed of a SiOC film containing Si, O, and C and having a C content of 0.05 at% or more.

本発明の他の態様に係るパターンド磁気記録媒体の製造方法は、基板上に、強磁性記録層を成膜する工程と、前記強磁性記録層を加工して、凸パターンをなす強磁性記録層を形成する工程と、スパッタリングターゲットとしてSiCターゲットを用い、プロセスガスとして酸素含有量が55vol%以下であるAr−O混合ガスを用いてDCスパッタリングを行うことにより、前記凸パターンをなす強磁性記録層の間の凹部に、Si、O、およびCを含有し、Cの含有量が0.05at%以上であるSiOC膜で形成された非磁性埋め込み層を埋め込む工程とを含むことを特徴とする。 A method of manufacturing a patterned magnetic recording medium according to another aspect of the present invention includes a step of forming a ferromagnetic recording layer on a substrate, and a ferromagnetic recording that forms a convex pattern by processing the ferromagnetic recording layer. A ferromagnetic layer forming the convex pattern by performing DC sputtering using a SiC target as a sputtering target and an Ar—O 2 mixed gas having an oxygen content of 55 vol% or less as a process gas. A step of embedding a nonmagnetic buried layer formed of a SiOC film containing Si, O, and C and having a C content of 0.05 at% or more in the recesses between the recording layers. To do.

本発明によると、表面粗さRaが小さく、成膜時に発生するプロセスダストが少なく、埋め込み形状が良好な非磁性埋め込み層により磁性層の凹凸が埋め込まれた、パターンド媒体を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a patterned medium in which irregularities of a magnetic layer are embedded by a nonmagnetic embedded layer having a small surface roughness Ra, little process dust generated during film formation, and a good embedded shape. .

また、本発明によると、非磁性埋め込み工程において、表面粗さRaが小さく、埋め込み形状が良好な非磁性埋め込み層を、高い成膜速度で、かつ発生するプロセスダストを少量に抑えて成膜することができる、パターンド媒体の製造方法を提供することができる。   In addition, according to the present invention, in the nonmagnetic embedding process, a nonmagnetic embedding layer having a small surface roughness Ra and a good embedding shape is deposited at a high deposition rate and with a small amount of generated process dust. It is possible to provide a method for manufacturing a patterned medium.

本発明者らは、SiCターゲットをスパッタリングターゲットとし、かつAr−O混合ガスをプロセスガスとしてDCスパッタリングを行うことにより、SiOと同様の埋め込み性能を有するSiOC膜を、SiOの成膜と比べて高い成膜速度で、かつ発生するプロセスダストを少量に抑えながら成膜できることを見出した。 We refer to SiC target as a sputtering target, and by performing DC sputtering Ar-O 2 mixed gas as a process gas, an SiOC film having the same embedded performance and SiO 2, and the deposition of SiO 2 The present inventors have found that film formation can be performed at a higher film formation speed and with a small amount of generated process dust.

図1に、本発明のパターンド媒体の一実施形態の概略断面図を示す。図1のパターンド媒体において、基板1上に下地層2および凸パターンをなす強磁性記録層3が形成されている。凸パターンをなす強磁性記録層3の間の凹部には、非磁性体の埋め込み層7が埋め込まれており、強磁性記録層3は埋め込み層7を介して互いに分離されている。さらに、図1の媒体は、強磁性記録層3および非磁性埋め込み層7を覆うように保護膜8が形成されている。保護膜8上には潤滑剤(図示せず)が塗布される。   FIG. 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of the patterned medium of the present invention. In the patterned medium of FIG. 1, an underlayer 2 and a ferromagnetic recording layer 3 forming a convex pattern are formed on a substrate 1. A nonmagnetic embedded layer 7 is embedded in the recesses between the ferromagnetic recording layers 3 having a convex pattern, and the ferromagnetic recording layers 3 are separated from each other via the embedded layer 7. Further, in the medium of FIG. 1, a protective film 8 is formed so as to cover the ferromagnetic recording layer 3 and the nonmagnetic buried layer 7. A lubricant (not shown) is applied on the protective film 8.

強磁性記録層3のパターンを概略的に図2(A)に示す。図2(A)は、ディスクリートトラック11、プリアンブル部12、アドレス部13、サーボ部14が強磁性記録層のパターンとして形成されている、ディスクリートトラック型パターンド磁気記録媒体(DTR媒体)の表面パターンである。図2(B)に概略的に示されるような、記録トラック部がディスクリートビット15となっているディスクリートビット型パターンド磁気記録媒体(狭義のパターンド媒体)であってもよい。   A pattern of the ferromagnetic recording layer 3 is schematically shown in FIG. FIG. 2A shows a surface pattern of a discrete track type patterned magnetic recording medium (DTR medium) in which a discrete track 11, a preamble portion 12, an address portion 13, and a servo portion 14 are formed as a pattern of a ferromagnetic recording layer. It is. A discrete bit type patterned magnetic recording medium (a narrowly defined patterned medium) in which the recording track portion is a discrete bit 15 as schematically shown in FIG.

本発明のパターンド媒体は、凸パターンをなす強磁性記録層3の間の凹部に埋め込まれている非磁性埋め込み層7が、Si、OおよびCを含有し、Cの含有量が0.05at%〜30at%であるSiOC膜であることを特徴とする。   In the patterned medium of the present invention, the nonmagnetic embedded layer 7 embedded in the recesses between the ferromagnetic recording layers 3 having a convex pattern contains Si, O, and C, and the content of C is 0.05 at. It is characterized by being a SiOC film of% to 30 at%.

炭素の含有量が上述の範囲にあるSiOC膜は、埋め込み性能はSiOと同様である一方、プロセスダストが不可避的に発生するバイアスRFスパッタ法を使用する必要がないため、成膜速度の高いDCスパッタ法で成膜することができ、プロセスダスト発生も抑えることができる。上述のSiOC膜により磁性パターン間の凹部が埋め込まれているパターンド媒体は、埋め込み形状が良好なため、表面粗さRaが小さく、それにより記録再生ヘッドの安定浮上を実現できる。また、記録再生ヘッドの安定浮上により、良好なビットエラーレート(BER)の値を示す。 A SiOC film having a carbon content in the above-mentioned range has the same embedding performance as SiO 2 , but has a high deposition rate because it is not necessary to use a bias RF sputtering method in which process dust is inevitably generated. Films can be formed by DC sputtering, and generation of process dust can be suppressed. The patterned medium in which the concave portions between the magnetic patterns are embedded by the above-described SiOC film has a good embedded shape, and therefore has a small surface roughness Ra, thereby realizing stable flying of the recording / reproducing head. Also, a good bit error rate (BER) value is shown due to the stable flying of the recording / reproducing head.

また、炭素の含有量が上述の範囲にあるSiOC膜により磁性パターン間の凹部が埋め込まれているパターンド媒体は、SiOを用いて埋め込みを行った従来の媒体と比較すると、埋め込み層の酸素欠陥の効果により埋め込み層成膜の際の記録層の酸化が抑えられ、より良好なBERの値を示す。 In addition, the patterned medium in which the recesses between the magnetic patterns are embedded by the SiOC film having the carbon content in the above-mentioned range, the oxygen in the embedded layer compared with the conventional medium embedded using SiO 2. Due to the effect of defects, oxidation of the recording layer during the formation of the buried layer is suppressed, and a better BER value is exhibited.

一方、炭素含有量が0.05at%より少ないSiOC膜により磁性パターン間の凹部が埋め込まれているパターンド媒体には、SiOC膜の酸素欠陥率が低いために、埋め込み層成膜の際に記録層上に生成した酸化膜が存在する。従ってこの媒体は、この酸化膜の存在により信号強度が低下するために、BERが劣る。また、炭素含有量が30at%よりも大きいSiOC膜により磁性パターン間の凹部が埋め込まれているパターンド媒体は、埋め込み性能が劣るため、記録再生ヘッドの安定浮上が望めない。   On the other hand, in the patterned medium in which the concave portion between the magnetic patterns is embedded by the SiOC film having a carbon content of less than 0.05 at%, the oxygen defect rate of the SiOC film is low. There is an oxide film formed on the layer. Therefore, this medium is inferior in BER because the signal intensity is lowered due to the presence of the oxide film. In addition, the patterned medium in which the concave portions between the magnetic patterns are embedded by the SiOC film having a carbon content of greater than 30 at% has poor embedding performance, and therefore the recording / reproducing head cannot be expected to float stably.

以下、図面を参照しながら本発明のパターンド媒体の製造方法を説明する。なお、パターンド媒体の各構成の材料は後述する。   Hereinafter, a method for producing a patterned medium of the present invention will be described with reference to the drawings. The material of each component of the patterned medium will be described later.

まず図3(A)に示すように、基板1上に下地層2(軟磁性下地層や配向制御用下地層を含む)、強磁性記録層3および保護層4を順次成膜する。例えば、ガラス基板1上に、軟磁性層としてCoZrNb層を120nm、配向制御用下地層としてRuを20nm、強磁性記録層としてCoCrPt−SiO層を20nm順次成膜し、その上に保護層としてC保護層を4nm成膜する。 First, as shown in FIG. 3A, an underlayer 2 (including a soft magnetic underlayer and an orientation control underlayer), a ferromagnetic recording layer 3 and a protective layer 4 are sequentially formed on a substrate 1. For example, on the glass substrate 1, a CoZrNb layer as a soft magnetic layer is 120 nm, Ru is 20 nm as an orientation control underlayer, and a CoCrPt—SiO 2 layer is 20 nm as a ferromagnetic recording layer, and a protective layer is formed thereon. A C protective layer is deposited to 4 nm.

図3(B)に示すように、保護層4上に、スピンコート法によって、インプリントレジスト層5を成膜する。インプリントレジストとしては例えば、一般的なノボラック系のフォトレジスト、スピンオングラス(SOG)を用いることができる。   As shown in FIG. 3B, an imprint resist layer 5 is formed on the protective layer 4 by spin coating. As the imprint resist, for example, a general novolak photoresist or spin-on-glass (SOG) can be used.

図3(C)に示すように、インプリントレジスト層5にスタンパ6をプレスすることによってパターンを転写する(インプリント法)。スタンパ6は、転写しようとするトラック部、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部のそれぞれのパターンに対応する凹凸パターンを有する。スタンパの表面に予めフッ素系の剥離剤を塗布することで、スタンパ6とインプリントレジスト層5との良好な剥離ができる。   As shown in FIG. 3C, the pattern is transferred by pressing a stamper 6 onto the imprint resist layer 5 (imprint method). The stamper 6 has a concavo-convex pattern corresponding to each pattern of a track portion, a preamble portion, an address portion, and a burst portion to be transferred. By applying a fluorine-based release agent on the surface of the stamper in advance, the stamper 6 and the imprint resist layer 5 can be peeled off favorably.

ここでインプリント法によるパターンの転写を説明する。インプリントはダイセットを用いて行う。ダイセットの下板上に、スタンパ6、基板1、バッファ層を順に積層させ、その上に、これらをダイセットの下板との間に挟み込むようにダイセットの上板を設置する。このとき、スタンパ6の凹凸と基板1上に成膜したインプリントレジスト層5とを対向させて積層させる。プレスは例えば、2000barで60秒間行う。60秒はレジストの移動時間である。   Here, pattern transfer by the imprint method will be described. Imprinting is performed using a die set. On the lower plate of the die set, the stamper 6, the substrate 1, and the buffer layer are laminated in this order, and the upper plate of the die set is installed on the die set so as to be sandwiched between the lower plate of the die set. At this time, the unevenness of the stamper 6 and the imprint resist layer 5 formed on the substrate 1 are laminated to face each other. The pressing is performed, for example, at 2000 bar for 60 seconds. 60 seconds is the movement time of the resist.

インプリント工程後にスタンパ6を取り除くことにより、図3(D)に示すように、凹凸パターンが転写されたインプリントレジスト層5を有する基板1を得る。   By removing the stamper 6 after the imprint process, as shown in FIG. 3D, the substrate 1 having the imprint resist layer 5 to which the concavo-convex pattern has been transferred is obtained.

図3(E)に示すように、反応性イオンエッチング(RIE)を行い、インプリントレジスト層5に転写されたパターン凹部に残留するレジスト残渣を除去する。RIEに用いるガスは、インプリントレジスト層5の材料に応じて適時選択する。インプリントレジストとしてSOGを用いた場合は、フッ素系ガス、例えばCFやSFが好適だが、大気中の水と反応してHF、HSOなどの酸が生じることがあるため、水洗を行う必要がある。インプリントレジストとしてノボラック系フォトレジストを用いた場合には、酸素ガスを用いるRIEが好適である。プラズマソースは、低圧で高密度プラズマが生成可能な誘導結合プラズマ(Inductively Coupled Plasma;ICP)が好適だが、電子サイクロトン共鳴(Electron Cyclotron Resonance;ECR)プラズマ、一般的な並行平板型RIE装置を用いることもできる。 As shown in FIG. 3E, reactive ion etching (RIE) is performed to remove the resist residue remaining in the pattern recesses transferred to the imprint resist layer 5. The gas used for RIE is appropriately selected according to the material of the imprint resist layer 5. When SOG is used as the imprint resist, a fluorine-based gas such as CF 4 or SF 6 is preferable. However, since it may react with water in the atmosphere to generate acids such as HF and H 2 SO 4 , Need to do. When a novolak photoresist is used as the imprint resist, RIE using oxygen gas is suitable. The plasma source is preferably an inductively coupled plasma (ICP) capable of generating a high-density plasma at a low pressure, but an electron cyclotron resonance (ECR) plasma or a general parallel plate RIE apparatus is used. You can also

図3(F)に示すように、残渣を除去したインプリントレジスト層5をエッチングマスクとして用い、磁性体加工を行う。磁性体加工にはArイオンビームを用いたエッチング(Arイオンミリング)が好適だが、Clガス、もしくはCOとNHとの混合ガスを用いたRIEでも良い。COとNHと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なくてはならない。これら磁性体RIEを用いた場合、磁性体凹凸にテーパは付かない。如何なる材料でもエッチング可能なArイオンミリングで磁性体加工を行う場合は、例えば加速電圧400V、イオン入射角度は30°から70°まで変化させてエッチングを行う。ECRイオンガンを用いたミリングは、静止対向型(イオン入射角90°)でエッチングすることで、殆ど磁性体凹凸にテーパが付かない加工が可能である。この結果、強磁性記録層3の凹凸パターンが形成される。 As shown in FIG. 3F, magnetic material processing is performed using the imprint resist layer 5 from which the residue has been removed as an etching mask. Etching using Ar ion beam (Ar ion milling) is suitable for magnetic processing, but RIE using Cl gas or a mixed gas of CO and NH 3 may also be used. In the case of RIE using a mixed gas of CO and NH 3 , a hard mask such as Ti, Ta, or W must be used as an etching mask. When these magnetic bodies RIE are used, the magnetic body unevenness is not tapered. When performing magnetic processing by Ar ion milling that can etch any material, for example, etching is performed by changing the acceleration voltage 400V and the ion incident angle from 30 ° to 70 °. Milling using an ECR ion gun can be processed with a taper on the magnetic material unevenness by etching with a stationary facing type (ion incident angle of 90 °). As a result, an uneven pattern of the ferromagnetic recording layer 3 is formed.

図3(G)に示すように、強磁性記録層3の凸部上に残留するインプリントレジスト層5を除去する。レジスト除去には、レジスト残渣除去と同様の方法を使用することができる。   As shown in FIG. 3G, the imprint resist layer 5 remaining on the convex portions of the ferromagnetic recording layer 3 is removed. For removing the resist, a method similar to that for removing the resist residue can be used.

図3(H)に示すように、記録再生ヘッドの安定浮上を実現するために、非磁性埋め込み層7による強磁性記録層3の凹凸パターンの埋め込みを行う。   As shown in FIG. 3H, in order to realize stable flying of the recording / reproducing head, the uneven pattern of the ferromagnetic recording layer 3 is embedded by the nonmagnetic embedded layer 7.

本発明の方法では、非磁性埋め込み工程において、スパッタリングターゲットとしてSiCターゲットを用い、かつプロセスガスとしてAr−O混合ガスを用いて、DCスパッタリングを行うことにより、SiOC埋め込み層7を成膜することを特徴とする。 In the method of the present invention, in the nonmagnetic embedding step, the SiOC buried layer 7 is formed by performing DC sputtering using an SiC target as a sputtering target and an Ar—O 2 mixed gas as a process gas. It is characterized by.

本発明の方法では、酸素を5vol%〜55vol%含有するArガスをプロセスガスとして用いる。酸素含有量が5vol%より少ないと、SiCが十分にSiOC化できず、良好な埋め込み性能が得られない。また、酸素含有量が55vol%を超えると、SiCをSiOC化する際に余剰となる酸素が記録層を酸化して媒体表面に酸化膜が形成されてしまう。その結果、完成後のパターンド媒体のBERが劣化する。   In the method of the present invention, Ar gas containing 5 vol% to 55 vol% oxygen is used as the process gas. If the oxygen content is less than 5 vol%, SiC cannot be converted to SiOC sufficiently, and good embedding performance cannot be obtained. On the other hand, if the oxygen content exceeds 55 vol%, excess oxygen when SiC is converted to SiOC oxidizes the recording layer and an oxide film is formed on the medium surface. As a result, the BER of the patterned medium after completion is deteriorated.

パターンド媒体の凹凸を平坦にするためには非磁性埋め込み層を100nm程度成膜する必要がある。従来のRFバイアススパッタリングによるSiOの成膜は成膜速度が低く、成膜に著しく時間がかかってしまいコスト増大に繋がる。しかし、本発明は成膜速度の高いDCスパッタリングを用いるため、従来のSiOの成膜に比べてコストを抑えることができる。また、DCスパッタ法で埋め込み層を成膜できるので、プロセスダストを抑えることができる。 In order to flatten the unevenness of the patterned medium, it is necessary to form a nonmagnetic buried layer of about 100 nm. Conventional film formation of SiO 2 by RF bias sputtering has a low film formation speed, and it takes much time to form the film, leading to an increase in cost. However, since the present invention uses DC sputtering with a high film formation rate, the cost can be reduced as compared with conventional SiO 2 film formation. Further, since the buried layer can be formed by DC sputtering, process dust can be suppressed.

本発明に従ってSi、OおよびCを含有するSiOC膜を非磁性埋め込み層として成膜することにより、SiOを成膜した場合と同様の表面平坦性が得られ、さらに酸素欠陥の効果により記録層の酸化が抑えられる。 By forming a SiOC film containing Si, O, and C as a nonmagnetic buried layer according to the present invention, the same surface flatness as when SiO 2 is formed can be obtained. Oxidation of is suppressed.

図3(I)に示すように、強磁性記録層3が露出するまでエッチバックを行う。エッチバック工程では、Arイオンミリングを用いることが好ましい。本発明の方法ではシリコン系埋め込み層を使用しているので、フッ素系ガスを用いたRIEを行うこともできる。ECRを用いたエッチングでも良い。   As shown in FIG. 3I, etch back is performed until the ferromagnetic recording layer 3 is exposed. In the etch back process, it is preferable to use Ar ion milling. Since the silicon-based buried layer is used in the method of the present invention, RIE using a fluorine-based gas can also be performed. Etching using ECR may also be used.

図3(J)に示すように、C保護層4の形成を行う。C保護層4は、凹凸へのカバレッジを良くするためにCVD法で成膜することが望ましいが、スパッタ法、真空蒸着法でも構わない。CVD法でC保護層4を形成した場合、sp結合炭素を多く含むDLC膜が形成される。膜厚は2nm以下であるとカバレッジが悪くなり、10nm以上だと、記録再生ヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってSNRが低下するので好ましくない。また、保護層3上には、潤滑剤(図示せず)を塗布する。 As shown in FIG. 3J, the C protective layer 4 is formed. The C protective layer 4 is preferably formed by a CVD method in order to improve the coverage to the unevenness, but may be a sputtering method or a vacuum evaporation method. When the C protective layer 4 is formed by the CVD method, a DLC film containing a large amount of sp 3 bonded carbon is formed. If the film thickness is 2 nm or less, the coverage is poor, and if it is 10 nm or more, the magnetic spacing between the recording / reproducing head and the medium increases and the SNR decreases, which is not preferable. A lubricant (not shown) is applied on the protective layer 3.

(実施例)
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
(Example)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

(実施例1)
本実施例では図3に示した方法に従い、パターンド媒体を製造した。
(Example 1)
In this example, a patterned medium was manufactured according to the method shown in FIG.

まず、ガラス基板上に軟磁性層として120nmのCoZrNb層、配向制御用下地層として20nmのRu層、強磁性記録層として20nmのCoCrPt−SiO層、保護層として4nmの炭素を順次成膜した。 First, a 120 nm CoZrNb layer as a soft magnetic layer, a 20 nm Ru layer as an orientation control underlayer, a 20 nm CoCrPt—SiO 2 layer as a ferromagnetic recording layer, and a 4 nm carbon as a protective layer were sequentially formed on a glass substrate. .

その後、保護膜上にスピンコート法で、インプリントレジスト層としてSOGを厚さ100nmになるように塗布した。次に、図2(A)に示したようなパターンに対応する凹凸パターンが形成されたインプリントスタンパをSOG層にプレスしてインプリントを行い、SOG層に凹凸パターンを転写した。   Thereafter, SOG as an imprint resist layer was applied on the protective film to a thickness of 100 nm by spin coating. Next, the imprint stamper on which the concavo-convex pattern corresponding to the pattern shown in FIG. 2A was formed was pressed onto the SOG layer to perform imprinting, and the concavo-convex pattern was transferred to the SOG layer.

パターン転写後、ICPエッチング装置においてRIEを行い、転写された凹凸パターンの凹部にあるインプリント残渣を除去した。RIEは以下の条件で30秒間行った:プロセスガス;CF、チャンバー圧;2mTorr、Coil RF;100W、Platen RF;100W。 After the pattern transfer, RIE was performed in the ICP etching apparatus to remove the imprint residue in the recessed portion of the transferred uneven pattern. The RIE was performed for 30 seconds under the following conditions: process gas; CF 4 , chamber pressure; 2 mTorr, Coil RF; 100 W, Platen RF;

レジスト残渣除去後、インプリントレジストをエッチングマスクとして用い、強磁性記録層に対してイオンミリングによる加工を行った。イオンミリングはエッチング装置において以下の条件で3分間行った:プロセスガス;Ar、プラズマソース;ECRイオンガン、マイクロ波パワー;800W、加速電圧;500V。イオンミリングによるエッチング後、凹部において保護層および強磁性記録層が完全に除去され、凸部上面から凹部上面までの高さの差が24nmである凹凸パターンが形成された。   After removing the resist residue, the imprint resist was used as an etching mask, and the ferromagnetic recording layer was processed by ion milling. Ion milling was performed in the etching apparatus for 3 minutes under the following conditions: process gas; Ar, plasma source; ECR ion gun, microwave power; 800 W, acceleration voltage: 500 V. After etching by ion milling, the protective layer and the ferromagnetic recording layer were completely removed in the concave portion, and a concave / convex pattern having a height difference of 24 nm from the upper surface of the convex portion to the upper surface of the concave portion was formed.

磁性体加工後、凸パターンをなす強磁性記録層上に残るSOGをRIEによって除去した。RIEは以下の条件で1分間行った:プロセスガス;CF、チャンバー圧;2mTorr、Coil RF;100W、Platen RF;100W。 After processing the magnetic material, SOG remaining on the ferromagnetic recording layer having a convex pattern was removed by RIE. RIE was performed for 1 minute under the following conditions: process gas; CF 4 , chamber pressure; 2 mTorr, Coil RF; 100 W, Platen RF;

レジスト除去後、スパッタ装置において、記録再生ヘッドの安定浮上を目的として、磁性層のパターンの凹部に非磁性層による埋め込みを行った。以下の条件で140秒間成膜を行い、非磁性埋め込み層を100nm成膜した:成膜方法;DCスパッタ法、スパッタリングターゲット;SiCターゲット、プロセスガス;Ar−O混合ガス(流量:Ar;80sccm、O;20sccm(酸素含有量:20vol%))。 After removing the resist, in the sputtering apparatus, the concave portion of the pattern of the magnetic layer was embedded with a nonmagnetic layer for the purpose of stable flying of the recording / reproducing head. Film formation was performed for 140 seconds under the following conditions, and a nonmagnetic buried layer was formed to a thickness of 100 nm: film formation method; DC sputtering method, sputtering target; SiC target, process gas; Ar—O 2 mixed gas (flow rate: Ar; 80 sccm) , O 2 ; 20 sccm (oxygen content: 20 vol%)).

非磁性埋め込み層を成膜した状態で、非磁性埋め込み層の組成をSIMS(二次イオン質量分析法)で分析した。分析により得られた組成は、Si;42.0at%、O;57.5at%、C;0.5at%であった。この方法で得られた非磁性埋め込み層を以下、SiOC膜と称する。   With the nonmagnetic buried layer formed, the composition of the nonmagnetic buried layer was analyzed by SIMS (secondary ion mass spectrometry). The composition obtained by the analysis was Si; 42.0 at%, O; 57.5 at%, C; 0.5 at%. Hereinafter, the nonmagnetic buried layer obtained by this method is referred to as a SiOC film.

次に、非磁性埋め込み層をエッチバックした。エッチバックは以下の条件で約5分間ECRイオンガンを用いてイオンミリングすることによって行った:プロセスガス;Ar、マイクロ波パワー;800W、加速電圧;700V。エッチバックの終点検出は、四重極式質量分析計(Q−mass)を用いて、磁性層表面のCoが検出されたところとした。   Next, the nonmagnetic buried layer was etched back. Etchback was performed by ion milling using an ECR ion gun for about 5 minutes under the following conditions: process gas; Ar, microwave power; 800 W, acceleration voltage; The end point of etch back was detected when Co on the surface of the magnetic layer was detected using a quadrupole mass spectrometer (Q-mass).

エッチバック後、CVD(化学気相堆積法)で表面にDLC保護層を形成し、その上に潤滑剤を塗布することで本実施例のパターンド媒体を得た。   After the etch back, a patterned medium of this example was obtained by forming a DLC protective layer on the surface by CVD (chemical vapor deposition) and applying a lubricant thereon.

完成した媒体に対して、グライドヘッドを用いてAE(Acoustic emission)測定を行ったところ、AE信号は観測されなかった。媒体をドライブに組み込み、BER(ビットエラー率)を測定したところ、1.0×10−6という良好な値を得た。 When AE (Acoustic emission) measurement was performed on the completed medium using a glide head, no AE signal was observed. When the medium was installed in the drive and the BER (bit error rate) was measured, a good value of 1.0 × 10 −6 was obtained.

(比較例1)
非磁性埋め込み工程において、以下の条件で非磁性埋め込み層を成膜した以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した:成膜方法;バイアススパッタ法、スパッタリングターゲット;SiOターゲット、プロセスガス;純Arガス。
(Comparative Example 1)
In the nonmagnetic embedding step, a patterned medium was produced by the same method as in Example 1 except that a nonmagnetic embedding layer was formed under the following conditions: film forming method; bias sputtering method, sputtering target; SiO 2 target, process Gas: Pure Ar gas.

本例では、SiO埋め込み層を100nm成膜するために500秒間必要であった。 In this example, it took 500 seconds to form the SiO 2 buried layer with a thickness of 100 nm.

完成した媒体に対して、グライドヘッドを用いてAE測定を行ったところ、ダスト起因と思われるスパイク状のAE信号が観測された。AE信号が観測されたため、ドライブ評価が不可能であり、BER評価は行わなかった。   When the AE measurement was performed on the completed medium using a glide head, a spike-like AE signal presumably due to dust was observed. Since an AE signal was observed, drive evaluation was impossible and BER evaluation was not performed.

(比較例2)
非磁性埋め込み工程において、以下の条件で非磁性埋め込み層を成膜した以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した:成膜方法;DCスパッタリング、スパッタリングターゲット;C、プロセスガス;純Arガス。
(Comparative Example 2)
In the nonmagnetic embedding step, a patterned medium was produced by the same method as in Example 1 except that a nonmagnetic embedding layer was formed under the following conditions: film forming method; DC sputtering, sputtering target; C, process gas; Ar gas.

完成した媒体に対して、グライドヘッドを用いてAE測定を行ったところ、AE信号は観測されなかった。媒体をドライブに組み込み、BER(ビットエラー率)を測定したところ、3.0×10−6という値を得た。 When AE measurement was performed on the completed medium using a glide head, no AE signal was observed. When the medium was installed in the drive and the BER (bit error rate) was measured, a value of 3.0 × 10 −6 was obtained.

実施例1と比較例1との結果を比較すると、本発明の方法を用いてパターンド媒体を作製することにより、SiOバイアススパッタよりも約3.6倍高い成膜速度で埋め込み層を成膜できることがわかる。さらに、比較例1(従来例)のSiOによる埋め込みを行ったパターンド媒体はダスト起因によるAE信号が観察されるが、実施例1のパターンド媒体は、非磁性埋め込み層成膜の際にDCスパッタリングを用いることによりプロセスダストを抑えることができるので、表面性がよく、AE信号が観察されない。 When the results of Example 1 and Comparative Example 1 are compared, a buried layer is formed at a deposition rate approximately 3.6 times higher than that of SiO 2 bias sputtering by producing a patterned medium using the method of the present invention. It can be seen that a film can be formed. Further, the patterned medium subjected to embedding with SiO 2 in Comparative Example 1 (conventional example) has an AE signal due to dust, but the patterned medium of Example 1 is subjected to the formation of the nonmagnetic buried layer. Since process dust can be suppressed by using DC sputtering, the surface property is good and no AE signal is observed.

実施例1の結果と比較例2の結果とを比較すると、比較例2のBERは実施例1のBERの3倍であり、BERが劣化していることがわかる。この理由としては、比較例2の媒体はCを用いて埋め込みを行っているために埋め込み形状が悪く、それにより記録再生ヘッドの浮上が安定しないことが考えられる。それに対し、実施例1のパターンド媒体は、良好なBERの値を示したことからも、埋め込み形状が良好で表面粗さRaが小さいため、記録再生ヘッドの浮上が安定することがわかる。   When the result of Example 1 is compared with the result of Comparative Example 2, it can be seen that the BER of Comparative Example 2 is three times the BER of Example 1 and the BER is deteriorated. The reason for this is that the medium of Comparative Example 2 is embedded using C, so that the embedded shape is poor, and the flying of the recording / reproducing head is thereby unstable. In contrast, the patterned medium of Example 1 shows a good BER value, which indicates that the flying shape of the recording / reproducing head is stable because the embedding shape is good and the surface roughness Ra is small.

(実施例2)
非磁性埋め込み工程において、炭素含有量を様々に変化させたスパッタリングターゲットを用いてを行ったこと以外は、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Example 2)
A patterned medium was produced in the same manner as in Example 1 except that in the nonmagnetic embedding step, a sputtering target with various carbon contents was used.

スパッタリングターゲットの炭素含有量は、用いるターゲットを、SiCターゲット、Si−SiCコンポジットターゲット、またはSiC−Cコンポジットターゲットに変えることで変化させた。   The carbon content of the sputtering target was changed by changing the target to be used to a SiC target, a Si-SiC composite target, or a SiC-C composite target.

実施例1と同様に、非磁性埋め込み層を成膜した状態で、非磁性埋め込み層の組成をSIMSで分析した。分析結果から、スパッタリングターゲットの炭素含有量を変化させることで、非磁性埋め込み層の炭素含有量を変化させることができることがわかった。   As in Example 1, the composition of the nonmagnetic buried layer was analyzed by SIMS in a state where the nonmagnetic buried layer was formed. From the analysis results, it was found that the carbon content of the nonmagnetic buried layer can be changed by changing the carbon content of the sputtering target.

次に、記録層酸化防止効果の、非磁性埋め込み層の炭素含有量依存性を調べるために、作製したパターンド媒体に対してオージェ電子分光法(AES)で深さ方向の組成分析を行い、分析結果から酸化膜の膜厚を測定した。図4は、酸化膜厚を非磁性埋め込み層の炭素含有量に対してプロットしたものである。図4から明らかなように、非磁性埋め込み層の炭素含有量が0.05at%以上の媒体では、酸化膜は検出されなかった。   Next, in order to investigate the dependency of the recording layer oxidation prevention on the carbon content of the nonmagnetic buried layer, the composition analysis in the depth direction was performed on the fabricated patterned medium by Auger electron spectroscopy (AES). The film thickness of the oxide film was measured from the analysis result. FIG. 4 is a plot of the oxide film thickness versus the carbon content of the nonmagnetic buried layer. As apparent from FIG. 4, no oxide film was detected in the medium having a carbon content of the nonmagnetic buried layer of 0.05 at% or more.

(実施例3)
非磁性埋め込み工程において、プロセスガスを、流量がAr;180sccm、O;20sccm(酸素含有量10vol%)のAr−O混合ガスとした以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Example 3)
In the non-magnetic embedding step, a patterned medium is produced by the same method as in Example 1 except that the process gas is Ar—O 2 mixed gas with flow rates of Ar; 180 sccm, O 2 ; 20 sccm (oxygen content: 10 vol%). did.

実施例1と同様に、非磁性埋め込み層を成膜した状態で、非磁性埋め込み層の組成をSIMSで分析した結果、本実施例の非磁性埋め込み層はSi;42.52at%、O;57.4at%、C;0.08at%の組成を有するSiOC膜であることがわかった。   As in Example 1, the composition of the nonmagnetic buried layer was analyzed by SIMS with the nonmagnetic buried layer formed, and as a result, the nonmagnetic buried layer of this example was Si; 42.52 at%, O; 57 It was found to be a SiOC film having a composition of .4 at%, C; 0.08 at%.

媒体完成後グラインドヘッドを用いてAE測定を行ったところ、AE信号は検出されなかった。媒体をドライブに組み込み、BERを測定した結果、1.0×10−6という良好な値を得た。 When AE measurement was performed using a grind head after completion of the medium, no AE signal was detected. As a result of measuring the BER by incorporating the medium into the drive, a good value of 1.0 × 10 −6 was obtained.

(比較例3)
非磁性埋め込み工程において、プロセスガスを、流量がAr:20sccm、O:80sccm(酸素含有量80vol%)の、Ar−O混合ガスとした以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Comparative Example 3)
In the non-magnetic embedding step, the patterned medium was prepared in the same manner as in Example 1 except that the process gas was an Ar—O 2 mixed gas having a flow rate of Ar: 20 sccm and O 2 : 80 sccm (oxygen content 80 vol%). Produced.

実施例1と同様に、非磁性埋め込み層を成膜した状態で、非磁性埋め込み層の組成をSIMSで分析した結果、非磁性埋め込み層はSi:34.98at%、O:65.0at%、C:0.02at%の組成を有するSiOC膜であることがわかった。   As in Example 1, as a result of analyzing the composition of the nonmagnetic buried layer by SIMS in the state where the nonmagnetic buried layer was formed, the nonmagnetic buried layer was found to have Si: 34.98 at%, O: 65.0 at%, C: It was found to be a SiOC film having a composition of 0.02 at%.

媒体完成後グラインドヘッドを用いてAE測定を行ったところ、AE信号は検出されなかった。媒体をドライブに組み込み、BERを測定した結果、1.0×10−5という値を得た。BERが悪い原因としては、非磁性埋め込み層の酸素欠陥効果が十分に発揮されず、非磁性埋め込み工程の際に記録層が酸化されてしまい、信号強度が低下したと考えられる。 When AE measurement was performed using a grind head after completion of the medium, no AE signal was detected. As a result of measuring the BER by incorporating the medium into the drive, a value of 1.0 × 10 −5 was obtained. The reason for the poor BER is considered to be that the oxygen defect effect of the nonmagnetic buried layer is not sufficiently exhibited, the recording layer is oxidized during the nonmagnetic filling step, and the signal intensity is lowered.

実施例2の結果から、非磁性埋め込み層であるSiOC膜の炭素含有量が0.05at%以上の記録媒体であれば、埋め込み層の酸素欠陥効果により記録層に酸化膜が存在しないことがわかる。さらに、実施例1、実施例3の結果から、SiOC膜の炭素含有量が0.05at%以上の記録媒体であれば、記録層に酸化膜が存在せず、良好なBERの値を示すことがわかった。   From the results of Example 2, it can be seen that if the carbon content of the SiOC film which is a nonmagnetic buried layer is 0.05 at% or more, the recording layer has no oxide film due to the oxygen defect effect of the buried layer. . Furthermore, from the results of Example 1 and Example 3, if the recording medium has a carbon content of the SiOC film of 0.05 at% or more, the recording layer does not have an oxide film and exhibits a good BER value. I understood.

一方で、比較例3の結果から、非磁性埋め込み層の炭素含有量が0.05at%未満のパターンド媒体は、非磁性埋め込み層の酸素欠陥効果が十分に発揮されないために記録層に酸化膜が存在し、その結果良好なBERを得ることができないことがわかった。   On the other hand, according to the result of Comparative Example 3, the patterned medium having a carbon content of less than 0.05 at% in the nonmagnetic buried layer does not sufficiently exhibit the oxygen defect effect of the nonmagnetic buried layer, so that an oxide film is formed on the recording layer. As a result, it was found that good BER cannot be obtained.

(実施例4)
非磁性埋め込み工程において、使用するAr−O混合プロセスガスの酸素含有量を様々に変化させてたこと以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
Example 4
A patterned medium was produced in the same manner as in Example 1 except that the oxygen content of the Ar—O 2 mixed process gas used was variously changed in the nonmagnetic embedding step.

本例では、Ar−O混合プロセスガスの酸素含有量を、Oの流量を20sccmに固定し、Arの流量を変化させることによって変化させた。 In this example, the oxygen content of the Ar—O 2 mixed process gas was changed by fixing the flow rate of O 2 to 20 sccm and changing the flow rate of Ar.

非磁性埋め込み工程で用いるプロセスガスの酸素含有量と記録層の酸化膜生成との関係を調べるために、実施例2と同様にAESによる深さ方向の組成分析結果を用いて、製造したそれぞれの媒体の記録層の酸化膜厚を調べた。図5は酸化膜厚をプロセスガスの酸素含有量に対してプロットした図である。   In order to investigate the relationship between the oxygen content of the process gas used in the nonmagnetic embedding process and the formation of the oxide film of the recording layer, each of the manufactured components was obtained using the result of composition analysis in the depth direction by AES as in Example 2. The oxide film thickness of the recording layer of the medium was examined. FIG. 5 is a diagram in which the oxide film thickness is plotted against the oxygen content of the process gas.

図5から明らかなように、プロセスガスの酸素含有量が50vol%以下では、酸化膜厚がゼロであり、非磁性埋め込み工程中に記録層が酸化してしまうことがなかった。酸素含有量が55vol%では、酸化膜厚が1nm以下であるが、自然酸化膜が1nm程度であることを考えるとプロセス上は問題ない。   As is apparent from FIG. 5, when the oxygen content of the process gas is 50 vol% or less, the oxide film thickness is zero, and the recording layer was not oxidized during the nonmagnetic embedding process. When the oxygen content is 55 vol%, the oxide film thickness is 1 nm or less. However, considering that the natural oxide film is about 1 nm, there is no problem in the process.

一方で、酸素含有量が55vol%を超えると、SiCをSiO化する際に余剰となった酸素が記録層を酸化してしまうことがわかった。 On the other hand, it has been found that when the oxygen content exceeds 55 vol%, excess oxygen in converting SiC to SiO 2 oxidizes the recording layer.

(実施例5)
非磁性埋め込み工程において、プロセスガスを、流量がAr;20sccm、O;20sccm(酸素含有量50vol%)のAr−O混合ガスとした以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Example 5)
In the non-magnetic embedding step, a patterned medium is produced in the same manner as in Example 1 except that the process gas is Ar—O 2 mixed gas having flow rates of Ar; 20 sccm, O 2 ; 20 sccm (oxygen content 50 vol%). did.

実施例1と同様に、非磁性埋め込み層を成膜した状態で、非磁性埋め込み層の組成をSIMSで分析した結果、非磁性埋め込み層はSi;42.2at%、O;56.1at%、C;1.7at%の組成を有するSiOC膜であることがわかった。   As in Example 1, as a result of analyzing the composition of the nonmagnetic buried layer by SIMS in the state where the nonmagnetic buried layer was formed, the nonmagnetic buried layer was found to have Si: 42.2 at%, O: 56.1 at%, C: It was found to be a SiOC film having a composition of 1.7 at%.

媒体完成後、実施例2と同様にAESによる深さ方向の組成分析結果を用いて、記録層に酸化膜が存在するかどうかを調べたところ、本実施例で作製した媒体の記録層からは酸化膜が観察されなかった。   After completion of the medium, it was examined whether or not an oxide film was present in the recording layer using the composition analysis result in the depth direction by AES as in Example 2. From the recording layer of the medium produced in this example, An oxide film was not observed.

媒体完成後、グラインドヘッドを用いてAE測定を行ったところ、AE信号は検出されなかった。媒体をドライブに組み込み、BERを測定した結果、1.0×10−6という良好な値を得た。 After completion of the medium, AE measurement was performed using a grindhead, and no AE signal was detected. As a result of measuring the BER by incorporating the medium into the drive, a good value of 1.0 × 10 −6 was obtained.

(比較例4)
非磁性埋め込み工程において、プロセスガスを、流量がAr;2sccm、O;20sccm(酸素含有量90vol%)のAr−O混合ガスとした以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Comparative Example 4)
In the non-magnetic embedding step, a patterned medium is produced by the same method as in Example 1 except that the process gas is Ar—O 2 mixed gas with flow rates of Ar; 2 sccm, O 2 ; 20 sccm (oxygen content 90 vol%). did.

媒体完成後、実施例2と同様にAESによる深さ方向の組成分析結果を用いて、記録層に酸化膜が存在しているかどうかを調べたところ、酸化膜が6.5nm観測された。   After completion of the medium, it was examined whether or not an oxide film was present in the recording layer by using the composition analysis result in the depth direction by AES in the same manner as in Example 2. As a result, an oxide film of 6.5 nm was observed.

媒体完成後、グラインドヘッドを用いてAE測定を行ったところ、AE信号は検出されなかった。媒体をドライブに組み込み、BERを測定した結果、1.0×10−4という値を得た。BERが悪くなった原因としては、磁性体膜厚が20nmであるのに対し、酸化膜がその1/3程度を占めるため、信号強度が1/3以下まで低下したためであると考えられる。 After completion of the medium, AE measurement was performed using a grindhead, and no AE signal was detected. As a result of measuring the BER by incorporating the medium into the drive, a value of 1.0 × 10 −4 was obtained. The reason why the BER deteriorated is considered to be that the signal intensity was reduced to 1/3 or less because the film thickness of the magnetic material was 20 nm while the oxide film occupied about 1/3.

実施例4の結果から、埋め込み工程において、スパッタリングターゲットをSiCとし、酸素含有量が55vol%以下のAr−O混合ガスをプロセスガスとして用いることで、記録層の酸化を抑えることができることがわかる。また、実施例5の結果から、上記の範囲の酸素含有量のAr−O混合ガスをプロセスガスとして用いることで、記録層の酸化を抑え、良好なBER値を示すパターンド媒体を作製できることがわかった。一方で、比較例4の結果から、酸素含有量が55vol%を超えるAr−O混合ガスをプロセスガスとして用いると、埋め込み工程において記録層を酸化してしまい、信号強度を低下させ、結果完成した媒体のBERの値を劣化させてしまうことがわかった。 From the results of Example 4, it can be seen that the oxidation of the recording layer can be suppressed by using SiC as a sputtering target and using an Ar—O 2 mixed gas having an oxygen content of 55 vol% or less as a process gas in the embedding process. . Further, from the results of Example 5, by using an Ar—O 2 mixed gas having an oxygen content in the above range as a process gas, it is possible to suppress the oxidation of the recording layer and to produce a patterned medium showing a good BER value. I understood. On the other hand, from the result of Comparative Example 4, when an Ar—O 2 mixed gas having an oxygen content exceeding 55 vol% is used as a process gas, the recording layer is oxidized in the embedding process, the signal intensity is lowered, and the result is completed. It has been found that the BER value of the obtained medium is deteriorated.

(実施例6)
3インチのSi基板上に以下の条件でSiOC膜を100nm成膜した:成膜方法;DCスパッタ法、スパッタリングターゲット;SiCターゲット、プロセスガス;Ar−O混合ガス(Ar;80sccm、O;20sccm(酸素含有量:20vol%))。図6(A)に実施例6で成膜したSiOC膜のパーティクルマップを示す。
(Example 6)
A SiOC film having a thickness of 100 nm was formed on a 3-inch Si substrate under the following conditions: film formation method; DC sputtering method, sputtering target; SiC target, process gas; Ar—O 2 mixed gas (Ar; 80 sccm, O 2 ; 20 sccm (oxygen content: 20 vol%)). FIG. 6A shows a particle map of the SiOC film formed in Example 6.

成膜したSiOC膜上のプロセスダストのパーティクル数をパーティクルカウンタ(KLA-Tencor製TeraStar)で数えたところ、200個であった。   When the number of particles of process dust on the formed SiOC film was counted with a particle counter (TeraStar manufactured by KLA-Tencor), it was 200.

(比較例5)
3インチのSi基板上に以下の条件でバイアススパッタ法でSiO膜を100nm成膜した:成膜方法;バイアススパッタ法、スパッタリングターゲット;SiOターゲット、プロセスガス;純Arガス。図6(B)に実施例6で成膜したSiO膜のパーティクルマップを示す。
(Comparative Example 5)
A SiO 2 film having a thickness of 100 nm was formed on a 3-inch Si substrate by bias sputtering under the following conditions: film formation method; bias sputtering method, sputtering target; SiO 2 target, process gas; pure Ar gas. FIG. 6B shows a particle map of the SiO 2 film formed in Example 6.

成膜したSiO膜上のプロセスダストのパーティクル数を実施例6と同じ方法で数えたところ、2150個であった。 When the number of process dust particles on the deposited SiO 2 film was counted in the same manner as in Example 6, it was 2150.

実施例6および比較例5の結果を比較すると、本発明の方法では、DCスパッタ法で非磁性埋め込み層を成膜することにより、従来のSiOのバイアススパッタによる非磁性凹凸埋め込み方法と比較して、10倍もプロセスダストが少ないことがわかる。従って本発明の方法を用いることにより、プロセスダストを抑え、表面粗さRaが小さい非磁性埋め込み層を成膜でき、それによりAE信号が観察されず、かつヘッドの安定浮上を達成できることによる良好なBERを示すパターンド媒体が製造できることがわかる。 Comparing the results of Example 6 and Comparative Example 5, in the method of the present invention, the nonmagnetic embedding layer is formed by DC sputtering, and compared with the conventional nonmagnetic uneven embedding method by bias sputtering of SiO 2. It can be seen that the process dust is 10 times less. Therefore, by using the method of the present invention, it is possible to form a non-magnetic buried layer with reduced process dust and a small surface roughness Ra, whereby no AE signal is observed and stable head flying can be achieved. It can be seen that a patterned medium exhibiting BER can be produced.

(実施例7)
インプリント工程において、図2(B)に示したようなパターンに対応する凹凸パターンが形成されたインプリントスタンパをプレスしてインプリントを行ッたこと以外、実施例1と同じ方法でパターンド媒体を作製した。
(Example 7)
In the imprint process, pattern printing is performed in the same manner as in Example 1, except that the imprint stamper on which the uneven pattern corresponding to the pattern as shown in FIG. A medium was made.

完成した媒体は、クロストラック方向120nm、ダウントラック方向25nmの長方形の記録ビットを有し、130Gbpsi相当の記録密度を有する、ディスクリートビットパターンド媒体であった。   The completed medium was a discrete bit patterned medium having rectangular recording bits with a cross track direction of 120 nm and a down track direction of 25 nm and a recording density equivalent to 130 Gbpsi.

媒体完成後、グラインドヘッドを用いてAE測定を行ったところ、AE信号は検出されなかった。また、実施例2と同様に記録層に対してAESによる深さ方向の組成分析を行ったところ、記録層に酸化膜は存在しないことがわかった。   After completion of the medium, AE measurement was performed using a grindhead, and no AE signal was detected. Further, when a composition analysis in the depth direction by AES was performed on the recording layer in the same manner as in Example 2, it was found that there was no oxide film in the recording layer.

実施例7の結果から、実施例7のようなディスクリートビットパターンド媒体であっても、本発明を用いることにより、実施例1から6までのディスクリートトラック型パターンド磁気記録媒体と同様な効果が期待できることがわかる。   From the result of Example 7, even if it is a discrete bit patterned medium like Example 7, by using this invention, the same effect as the discrete track type patterned magnetic recording media of Examples 1 to 6 can be obtained. You can see what you can expect.

以下、本発明の実施形態に係るパターンド媒体の各層に用いられる材料や、各層の積層構造について説明する。   Hereinafter, the material used for each layer of the patterned medium according to the embodiment of the present invention and the laminated structure of each layer will be described.

<基板>
基板としては、例えばガラス基板、Al系合金基板、セラミック、カーボンや、酸化表面を有するSi単結晶基板、およびこれらの基板にNiP等のメッキが施されたもの等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、結晶化ガラスがあり、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を使用できる。また、結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスを用いることができる。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使用可能である。基板としては、上記金属基板、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。また,基板上への薄膜の形成方法として以下ではスパッタリング法のみを取り上げたが,真空蒸着法や電解メッキ法などでも同様の効果を得ることができる。
<Board>
As the substrate, for example, a glass substrate, an Al-based alloy substrate, ceramic, carbon, a Si single crystal substrate having an oxidized surface, and those obtained by plating such a substrate with NiP or the like can be used. As the glass substrate, there are amorphous glass and crystallized glass, and general-purpose soda lime glass and aluminosilicate glass can be used as the amorphous glass. Further, as the crystallized glass, lithium-based crystallized glass can be used. As the ceramic substrate, a sintered body mainly composed of general-purpose aluminum oxide, aluminum nitride, silicon nitride, or the like, or a fiber reinforced material thereof can be used. As the substrate, a substrate in which a NiP layer is formed on the surface of the metal substrate or the nonmetal substrate by using a plating method or a sputtering method can also be used. Further, only the sputtering method has been described below as a method for forming a thin film on the substrate, but the same effect can be obtained by a vacuum deposition method or an electrolytic plating method.

<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磁気ヘッド例えば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役目を果たし得る。
<Soft magnetic underlayer>
The soft magnetic underlayer (SUL) is one of the functions of a magnetic head that circulates a recording magnetic field from a magnetic head for magnetizing a perpendicular magnetic recording layer, for example, a single magnetic pole head, to the magnetic head side in the horizontal direction. It can play the role of applying a steep and sufficient perpendicular magnetic field to the recording layer of the magnetic field to improve the recording / reproducing efficiency.

軟磁性下地層には、Fe、Ni、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系合金例えばFeCo、FeCoVなど、FeNi系合金例えばFeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSiなど、FeAl系合金、FeSi系合金例えばFeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlOなど、FeTa系合金例えばFeTa、FeTaC、FeTaNなど、FeZr系合金例えばFeZrNなどを挙げることができる。また、Feを60at%以上含有するFeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrN等の微結晶構造、あるい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ができる。   For the soft magnetic underlayer, a material containing Fe, Ni, and Co can be used. Examples of such materials include FeCo alloys such as FeCo and FeCoV, FeNi alloys such as FeNi, FeNiMo, FeNiCr, and FeNiSi, FeAl alloys, FeSi alloys such as FeAl, FeAlSi, FeAlSiCr, FeAlSiTiRu, and FeAlO. Examples thereof include FeTa, FeTaC, and FeTaN, and FeZr alloys such as FeZrN. Further, a material having a fine crystal structure such as FeAlO, FeMgO, FeTaN, FeZrN or the like containing 60 at% or more of Fe or a granular structure in which fine crystal particles are dispersed in a matrix can be used.

また、軟磁性下地層の他の材料として、Coと、Zr、Hf、Nb、Ta、Ti、及びYのうち少なくとも1種とを含有するCo合金を用いることができる。Coは、好ましくは80at%以上含まれる。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く、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。また、このアモルファス軟磁性材料を用いることにより、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、例えばCoZr、CoZrNb、及びCoZrTa系合金などを挙げることができる。   As another material of the soft magnetic underlayer, a Co alloy containing Co and at least one of Zr, Hf, Nb, Ta, Ti, and Y can be used. Co is preferably contained at 80 at% or more. When such Co alloy is formed by sputtering, an amorphous layer is likely to be formed, and amorphous soft magnetic materials do not have magnetocrystalline anisotropy, crystal defects, and grain boundaries, and thus have excellent soft magnetism. Show. Further, the use of this amorphous soft magnetic material can reduce the noise of the medium. Examples of suitable amorphous soft magnetic materials include CoZr, CoZrNb, and CoZrTa-based alloys.

軟磁性下地層の下には、軟磁性下地層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに下地層を設けることができる。下地層材料としては、Ti、Ta、W、Cr、Pt、あるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。   Under the soft magnetic underlayer, an underlayer can be further provided in order to improve the crystallinity of the soft magnetic underlayer or the adhesion to the substrate. As the underlayer material, Ti, Ta, W, Cr, Pt, alloys containing these, oxides or nitrides thereof can be used.

軟磁性下地層と記録層との間には、非磁性体からなる中間層を設けることができる。中間層の役割は、軟磁性下地層と記録層との交換結合相互作用を遮断することと、記録層の結晶性を制御することとの二つがある。中間層材料としては、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、あるいはこれらを含む合金、あるいはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。   An intermediate layer made of a nonmagnetic material can be provided between the soft magnetic underlayer and the recording layer. There are two roles of the intermediate layer: blocking the exchange coupling interaction between the soft magnetic underlayer and the recording layer, and controlling the crystallinity of the recording layer. As the intermediate layer material, Ru, Pt, Pd, W, Ti, Ta, Cr, Si, alloys containing these, oxides or nitrides thereof can be used.

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良い。また、CoCrPtやSmCo、FePtなどの面内異方性を持った硬磁性膜、あるいはIrMn、PtMn等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良い。その際に、交換結合力を制御するために、Ru層の前後に磁性(たとえばCo)あるいは非磁性の膜(たとえばPt)を積層させても良い。   In order to prevent spike noise, the soft magnetic underlayer may be divided into a plurality of layers and antiferromagnetically coupled by inserting 0.5 to 1.5 nm of Ru. Alternatively, a hard magnetic film having in-plane anisotropy such as CoCrPt, SmCo, or FePt, or a pinned layer made of an antiferromagnetic material such as IrMn or PtMn and a soft magnetic layer may be exchange coupled. At that time, in order to control the exchange coupling force, a magnetic (for example, Co) or nonmagnetic film (for example, Pt) may be laminated before and after the Ru layer.

<強磁性記録層(一般的な構造)>
垂直磁気記録層は、Coを主成分とし、Ptを含む合金からなると、高異方性が達成できるので好ましい。記録層はさらに、酸化物を含んだ材料からなっていても良い。この酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタンまたは磁気記録層を構成する金属の酸化物が好適である。
<Ferromagnetic recording layer (general structure)>
The perpendicular magnetic recording layer is preferably made of an alloy containing Co as a main component and containing Pt because high anisotropy can be achieved. The recording layer may further be made of a material containing an oxide. As this oxide, silicon oxide, titanium oxide, or an oxide of a metal constituting the magnetic recording layer is particularly suitable.

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(S/N比)が得ることができる。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。酸化物の含有量は、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い。さらに好ましくは5mol%以上10mol%以下である。垂直磁気記録層中の酸化物の含有量として上記範囲が好ましいのは、層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子の孤立化、微細化をす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。また、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(S/N比)が得られなくなるため好ましくない。垂直磁気記録層のCrの含有量は、0at%以上16at%以下であることが好ましい。さらに好ましくは10at%以上14at%以下である。Cr含有量が上記範囲であるのは、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耐性が得られるために好適だからである。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耐性が悪化し、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。垂直磁気記録層のPtの含有量は、10at%以上25at%以下であることが好ましい。Pt含有量が上記範囲であるのは、垂直磁性層に必要なKuを得、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耐性、記録再生特性が得られるために好適であることによる。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。また、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耐性を得るためのKuが得られないため好ましくない。   In the perpendicular magnetic recording layer, magnetic particles (crystal grains having magnetism) are preferably dispersed in the layer. The magnetic particles preferably have a columnar structure penetrating the perpendicular magnetic recording layer vertically. By forming such a structure, the orientation and crystallinity of the magnetic particles in the perpendicular magnetic recording layer are improved, and as a result, a signal / noise ratio (S / N ratio) suitable for high-density recording can be obtained. it can. In order to obtain such a structure, the amount of oxide to be contained is important. The oxide content is preferably 3 mol% or more and 12 mol% or less with respect to the total amount of Co, Cr, and Pt. More preferably, it is 5 mol% or more and 10 mol% or less. The above range is preferable as the content of the oxide in the perpendicular magnetic recording layer because, when the layer is formed, the oxide is precipitated around the magnetic particles, so that the magnetic particles can be isolated and refined. It is. When the oxide content exceeds the above range, the oxide remains in the magnetic particles, and the orientation and crystallinity of the magnetic particles are impaired. This is not preferable because a columnar structure in which magnetic particles penetrate vertically through the perpendicular magnetic recording layer is not formed. Further, when the oxide content is less than the above range, separation and miniaturization of magnetic particles are insufficient, resulting in an increase in noise during recording and reproduction, and a signal / noise ratio (S) suitable for high-density recording. / N ratio) is not obtained. The content of Cr in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0 at% or more and 16 at% or less. More preferably, it is 10 at% or more and 14 at% or less. The Cr content is in the above range because the uniaxial crystal magnetic anisotropy constant Ku of the magnetic particles is not lowered too much, and high magnetization is maintained, resulting in recording / reproduction characteristics suitable for high-density recording and sufficient heat. This is because fluctuation resistance is suitable. When the Cr content exceeds the above range, the Ku of the magnetic particles becomes small, so the thermal fluctuation resistance deteriorates, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles deteriorates, resulting in poor recording / reproducing characteristics. Therefore, it is not preferable. The Pt content in the perpendicular magnetic recording layer is preferably 10 at% or more and 25 at% or less. The Pt content is in the above range because Ku required for the perpendicular magnetic layer is obtained, and the crystallinity and orientation of the magnetic particles are good. As a result, heat fluctuation resistance suitable for high density recording, recording / reproducing characteristics This is preferable because it is obtained. When the Pt content exceeds the above range, a layer having an fcc structure is formed in the magnetic particles, and crystallinity and orientation may be impaired. Also, when the Pt content is less than the above range, it is not preferable because Ku for obtaining thermal fluctuation resistance suitable for high density recording cannot be obtained.

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。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるい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、熱揺らぎ耐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、熱揺らぎ耐性が得られないため好ましくない。   The perpendicular magnetic recording layer contains at least one element selected from B, Ta, Mo, Cu, Nd, W, Nb, Sm, Tb, Ru, and Re in addition to Co, Cr, Pt, and oxide. Can do. By including the above elements, it is possible to promote miniaturization of magnetic particles or improve crystallinity and orientation, and to obtain recording / reproduction characteristics and thermal fluctuation resistance suitable for higher density recording. The total content of the above elements is preferably 8 at% or less. If it exceeds 8 at%, a phase other than the hcp phase is formed in the magnetic particles, so that the crystallinity and orientation of the magnetic particles are disturbed, resulting in recording / reproduction characteristics suitable for high-density recording and resistance to thermal fluctuations. It is not preferable because it is not possible.

また、垂直磁気記録層としては、上記の他、CoPt系合金、CoCr系合金、CoPtCr系合金、CoPtO、CoPtCrO、CoPtSi、CoPtCrSi,および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ができる。   In addition to the above, the perpendicular magnetic recording layer is at least selected from the group consisting of CoPt alloys, CoCr alloys, CoPtCr alloys, CoPtO, CoPtCrO, CoPtSi, CoPtCrSi, and Pt, Pd, Rh, and Ru. A multilayer structure of an alloy mainly composed of one kind and Co, and CoCr / PtCr, CoB / PdB, CoO / RhO, and the like obtained by adding Cr, B, and O to these can be used.

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として動作し得る。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り、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。   The thickness of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 5 to 60 nm, more preferably 10 to 40 nm. Within this range, the magnetic recording / reproducing apparatus suitable for higher recording density can be operated. If the thickness of the perpendicular magnetic recording layer is less than 5 nm, the reproduction output tends to be too low and the noise component tends to be higher. If the thickness of the perpendicular magnetic recording layer exceeds 40 nm, the reproduction output is too high. There is a tendency to distort the waveform. The coercive force of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 237000 A / m (3000 Oe) or more. When the coercive force is less than 237000 A / m (3000 Oe), the thermal fluctuation resistance tends to be inferior. The perpendicular squareness ratio of the perpendicular magnetic recording layer is preferably 0.8 or more. When the vertical squareness ratio is less than 0.8, the thermal fluctuation resistance tends to be inferior.

<保護層>
保護層としては、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設けられる。その材料としては、例えばC、SiO、ZrOを含むものがあげられる。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。
<Protective layer>
The protective layer is provided for the purpose of preventing corrosion of the perpendicular magnetic recording layer and preventing damage to the medium surface when the magnetic head comes into contact with the medium. Examples of the material include those containing C, SiO 2 and ZrO 2 . The thickness of the protective layer is preferably 1 to 10 nm. Thereby, the distance between the head and the medium can be reduced, which is suitable for high-density recording.

カーボンは、sp結合炭素(グラファイト)とsp結合炭素(ダイヤモンド)に分類できる。耐久性、耐食性はsp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、sp結合炭素とsp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。sp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)と呼ばれる。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膜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sp結合炭素に富んだDLCを形成することができる。 Carbon can be classified into sp 2 bonded carbon (graphite) and sp 3 bonded carbon (diamond). Durability and corrosion resistance are superior to sp 3 -bonded carbon, but since it is crystalline, surface smoothness is inferior to graphite. Usually, the carbon film is formed by sputtering using a graphite target. In this method, amorphous carbon in which sp 2 bonded carbon and sp 3 bonded carbon are mixed is formed. Those having a large proportion of sp 3 bonded carbon are called diamond-like carbon (DLC). Since it is excellent in durability and corrosion resistance and is excellent in surface smoothness due to being amorphous, it is used as a surface protective film of a magnetic recording medium. DLC film formation by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method excites and decomposes the source gas in plasma and generates DLC by a chemical reaction. By adjusting the conditions, DLC richer in sp 3 bond carbon can be obtained. Can be formed.

<潤滑層>
潤滑層に使用する潤滑剤としては、従来公知の材料、例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が挙げられる。
<Lubrication layer>
Examples of the lubricant used in the lubricating layer include conventionally known materials such as perfluoropolyether, fluorinated alcohol, and fluorinated carboxylic acid.

本発明のパターンド媒体の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the patterned medium of this invention. 本発明のパターンド媒体の磁性パターンの例を示す平面図。The top view which shows the example of the magnetic pattern of the patterned medium of this invention. 本発明のパターンド媒体の製造方法の一例を示す断面図。Sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the patterned medium of this invention. 本発明の実施例におけるパターンド媒体のSiOC埋め込み膜中のC含有量と、記録層中の酸化膜の膜厚との関係を示す図。The figure which shows the relationship between C content in the SiOC embedding film of the patterned medium in the Example of this invention, and the film thickness of the oxide film in a recording layer. 本発明の実施例における非磁性埋め込み工程で使用したAr−O混合プロセスガス中の酸素含有量と、記録層中の酸化膜の膜厚との関係を示す図。Shows the oxygen content of Ar-O 2 mixed process gas used in the nonmagnetic embedding step in the embodiment of the present invention, the relationship between the thickness of the oxide film in the recording layer. 本発明の方法を用いて成膜したSiOC膜および従来の方法を用いて成膜したSiO膜のパーティクルマップ。 2 is a particle map of a SiOC film formed using the method of the present invention and a SiO 2 film formed using a conventional method.

符号の説明Explanation of symbols

1…基板、2…下地層、3…強磁性記録層、4…保護層、5…インプリントレジスト層、6…インプリントスタンパ、7…SiOC埋め込み層、8…保護層。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Underlayer, 3 ... Ferromagnetic recording layer, 4 ... Protective layer, 5 ... Imprint resist layer, 6 ... Imprint stamper, 7 ... SiOC embedding layer, 8 ... Protective layer.

Claims (6)

基板と、
前記基板上に形成された、凸パターンをなす強磁性記録層と、
前記凸パターンをなす強磁性記録層の間の凹部に埋め込まれた、Si、O、およびCを含有し、Cの含有量が0.05at%以上であるSiOC膜で形成された非磁性埋め込み層と
を具備したことを特徴とするパターンド磁気記録媒体。
A substrate,
A ferromagnetic recording layer having a convex pattern formed on the substrate;
A nonmagnetic buried layer formed of a SiOC film containing Si, O, and C and having a C content of 0.05 at% or more, embedded in the recesses between the ferromagnetic recording layers forming the convex pattern A patterned magnetic recording medium comprising:
前記凸パターンをなす強磁性記録層はディスクリートトラックを含むことを特徴とする請求項1記載のパターンド磁気記録媒体。   2. The patterned magnetic recording medium according to claim 1, wherein the ferromagnetic recording layer forming the convex pattern includes a discrete track. 前記凸パターンをなす強磁性記録層はディスクリートビットを含むことを特徴とする請求項1記載のパターンド磁気記録媒体。   2. The patterned magnetic recording medium according to claim 1, wherein the ferromagnetic recording layer forming the convex pattern includes a discrete bit. 基板上に、強磁性記録層を成膜する工程と、
前記強磁性記録層を加工して、凸パターンをなす強磁性記録層を形成する工程と、
スパッタリングターゲットとしてSiCターゲットを用い、プロセスガスとして酸素含有量が55vol%以下であるAr−O混合ガスを用いてDCスパッタリングを行うことにより、前記凸パターンをなす強磁性記録層の間の凹部に、Si、O、およびCを含有し、Cの含有量が0.05at%以上であるSiOC膜で形成された非磁性埋め込み層を埋め込む工程と
を含むことを特徴とするパターンド磁気記録媒体の製造方法。
Forming a ferromagnetic recording layer on the substrate;
Processing the ferromagnetic recording layer to form a ferromagnetic recording layer having a convex pattern;
By performing DC sputtering using an SiC target as a sputtering target and an Ar—O 2 mixed gas having an oxygen content of 55 vol% or less as a process gas, the concave portions between the ferromagnetic recording layers forming the convex pattern are formed. And a step of embedding a nonmagnetic buried layer formed of a SiOC film containing Si, O, and C and having a C content of 0.05 at% or more. Production method.
前記凸パターンをなす強磁性記録層はディスクリートトラックを含むことを特徴とする請求項4記載のパターンド磁気記録媒体の製造方法。   5. The method of manufacturing a patterned magnetic recording medium according to claim 4, wherein the ferromagnetic recording layer forming the convex pattern includes a discrete track. 前記凸パターンをなす強磁性記録層はディスクリートビットを含むことを特徴とする請求項4記載のパターンド磁気記録媒体の製造方法。   5. The method of manufacturing a patterned magnetic recording medium according to claim 4, wherein the ferromagnetic recording layer forming the convex pattern includes a discrete bit.
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