JP2009205771A - パターン化磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁性層のエッチングに使用した磁性層上のエッチングレジストを、磁性層の磁気特性を劣化させること無く完全剥離する工程を含むパターン化磁気記録媒体の製造方法を提供する。
【解決手段】磁性層のエッチングに用いたエッチングレジストの剥離工程が、磁性層または保護層上のエッチングレジストに、減圧下にエキシマＶＵＶレーザを照射する工程、および磁性層または保護層上に残存するレジストをレジスト剥離剤溶液に浸漬して洗浄除去する工程、からなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パターン化磁気記録媒体の製造方法に関し、さらに詳しくは、磁性層をトラック状および／またはドット状のパターンに加工する際に用いられるレジストの剥離方法の改良に関する。

次世代の磁気記録媒体として、磁性層をトラック状および／またはドット状のパターンに加工し、パターン化された磁性層のそれぞれに情報記録領域を画定するパターン化磁気記録媒体が期待されている。

これらのパターン化磁気記録媒体においては、画定された情報記録領域に通常の情報はもちろん、記録媒体の固有情報、たとえば、情報の管理者情報、操作情報等も記録することができることから、情報の漏洩防止、操作速度の迅速化などを図ることができる（特許文献１、２）。

磁性層のパターン化には、従来から電子デバイス分野などで採用されているレジストのパターンを利用して磁性層をエッチングする方法を採用することができるが、電子デバイス分野などで採用されている剥離剤溶液（特許文献３など）、ドライエッチングよるレジストの剥離を、エッチング後の磁性層上のレジストの剥離にそのまま採用することはできない。

この課題を解決する手段として、磁性膜上に、電磁波または電子線の露光により分解して低分子化するレジストのパターンをインプリント法により形成し、レジストのパターンをマスクとして磁性層をエッチングしてパターンを転写した後、電磁波または電子線を露光してレジストを剥離するパタンド磁気記録媒体の製造方法が提案されている（特許文献４）。

特開２００３−２０３３０１号公報 特開２００３−１２３２０１号公報 特開昭６４−０８１９４９号公報 特開２００７−２００４２２公報

電子デバイス分野などにおいて、パターン形成後のエッチングレジストの剥離に採用されている剥離剤溶液を用いてパターン形成後の磁性層上のレジストを剥離する場合、剥離剤溶液中への剥離されたレジストの蓄積や、ゴミなどによるパターン化された磁性層の再汚染が懸念される。

一方、Ｏ₂、ＳＦ₆、ＣＦ₄などのエッチングガスを用いるドライエッチングによるエッチングレジストの剥離では、使用したエッチングガスやプラズマの影響により、磁性層に含まれる磁性体が変質し、磁気特性が変化、場合によっては低下してしまう可能性がある。

また、特許文献４に提案されているエッチングレジストの剥離方法では、使用可能なレジスト材料に制限があり、また、電磁波または電子線の照射により低分子化したレジストの完全剥離には、加熱処理が要求されることから、これも磁性体の変質、磁気特性の変化（低下）を招く可能性がある。

さらに、磁性層上のエッチングレジストの剥離が不完全で、エッチングレジストが磁性層上に残存する場合、磁気ヘッドの安定した浮上が困難となり、磁気信号の安定した検出が出来なくなったり、場合によっては、磁気ヘッド自体が残存レジストに衝突し破壊してしまう。

本発明は、磁性層のエッチングに使用した磁性層上のエッチングレジストを、磁性層の磁気特性を劣化させること無く完全剥離する工程を含むパターン化磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、前記目的を達成すべく鋭意研究した結果、磁性層上のレジストに減圧下にエキシマＶＵＶレーザを照射してレジストの大部分を剥離した後、磁性層上に残存するレジストを、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を主成分とするレジスト剥離剤溶液を用いて洗浄除去することにより、磁性層へのダメージなしにレジストが完全除去され、かつ剥離剤溶液への汚染物の蓄積、および汚染物による磁性層の再汚染も防止されることを見出し、本発明を完成した。

本発明のパターン化磁気記録媒体の製造方法は、基板上に積層された磁性層または磁性層上の保護層上にエッチングレジストを塗布しレジスト被膜を形成する工程、レジスト被膜上に所望のパターンを有するモールドを押圧して硬化させエッチングパターンを形成する工程、エッチングパターンに沿って磁性層または保護層および磁性層をエッチングする工程、磁性層または保護層上のエッチングレジストを剥離する工程、およびパターン化された磁性層上に保護層を形成する工程、を含み、前記エッチングレジスト剥離工程が、磁性層または保護層上のエッチングレジストに、減圧下にエキシマＶＵＶレーザを照射する工程、および磁性層または保護層上に残存するレジストをレジスト剥離剤溶液に浸漬して洗浄除去する工程、からなることを特徴とする。

前記エキシマＶＵＶレーザは、キセノンランプにより放射される１７２ｎｍのレーザが好ましい。

前記レジスト剥離剤溶液は、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を主成分として含有するレジスト剥離剤溶液が好ましい。

本発明においては、磁性層または保護層上のレジストに、減圧下にエキシマＶＵＶレーザを照射する処理によりレジストが低分子量化し、低分子量化したレジストが洗浄処理によりレジスト剥離剤溶液に容易に溶解する結果、レジストの完全剥離が達成され、剥離処理中における磁性層の磁気特性の劣化が最小限に抑制される（図２参照）。また、レジスト剥離剤溶液への固形分の蓄積も最小限に抑えられる結果、磁性層の再汚染も防止される。従って、本磁気記録媒体のハードディスク装置での使用に際して、磁気ヘッドの残存レジシトへの衝突がなく、安定した浮上が可能となり、安定した磁気信号の検出ができる。

本発明は、図１の工程図に示すように、基板上に常法により積層された磁性層、または磁性層上の保護層上に、エッチングレジストを塗布してレジスト被膜を形成する工程、レジスト被膜をパターン化しエッチングパターンを形成する工程、エッチングパターンに沿って磁性層または保護層および磁性層をエッチングし磁性層をパターン化する工程、パターン形成に用いたエッチングレジストにエキシマＶＵＶレーザを照射する工程、および磁性層または保護層上に残留するエッチングレジストをレジスト剥離剤溶液により洗浄除去する工程を含む。

さらに、上記工程に続き、パターン化された磁性層上に保護層を形成する工程を含む。

本発明においてパターン化対象の磁性層は、基板、たとえば、ガラス基板、アルミニウムなどの非磁性金属基板、セラミック基板、プラスチック基板などの上に、常法により下地層を介し、または介さずに積層された常磁性体、たとえば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの常磁性金属、ＭｎＯ、ＮｉＯ、ＣｏＯなどの酸化物磁性体等を含む磁性層である。

通常、これらの磁性層上に保護層がさらに積層された磁気ディスクなどの一般的な磁気記録媒体に含まれる磁性層が磁性層パターン化の対象となる。

レジスト被膜の形成工程は、基板上に積層された磁性層または磁性層上の保護層上に、レジスト材料またはそれを含む溶液を、スピンコート法、ディッピング法、スプレー法、インクジェット法などの公知の方法を用いて塗布し、要すれば８０〜１５０℃に加熱して溶媒を除去することにより未硬化のレジスト被膜を形成する工程である。

前記レジスト材料として、通常のパターン形成に使用される熱硬化型または光硬化型レジストのいずれをも使用することができる。これらのレジスト材料として、たとえば、ｍｒ−Ｉ−８０１０Ｅ（商品名、マイクロレジストテクノロジー社製）などの熱硬化型レジスト、ＰＡＫ-０１（商品名、東洋合成工業社製）、ＡＭＯＮＩＬ（商品名、ＡＭＯ Ｇｍｂｈ社製）、ＮＩＦ−1（商品名、旭硝子社製）などの光硬化型レジストを挙げることができる。

エッチングパターン形成工程は、前工程で形成した未硬化のレジスト被膜を所望のエッチングパターンが得られるようにパターン硬化させる工程である。その具体的な方法として、未硬化のレジスト被膜に所望のパターンを有するモールドを押圧してモールドのパターンをレジスト被膜に転写して硬化させるインプリント法が好ましく採用される。

インプリント法において、レジスト材料として熱硬化型レジストを用いた場合には、所定の温度に加熱したモールドをレジスト被膜に押圧し、パターン化されたレジストを硬化させることにより、一方、光硬化型レジストを用いた場合には、石英モールドなど光透過性のモールドをレジスト被膜に押圧し、モールドを通して活性光線を照射してパターン化されたレジストを硬化させることにより、硬化レジストによるエッチングパターンが形成される。

磁性層のパターン化工程は、前工程で形成された硬化レジストによるエッチングパターンに沿って磁性層または保護層および磁性層をエッチングする工程である。磁性層および保護層のエッチング方法には特に制限は無いが、Ｏ₂、ＣＦ₄、ＳＦ₆、Ａｒなどによるドライエッチングが好適に採用される。エッチグパターンの底部に残留するレジスト被膜は、磁性層または保護層および磁性層のエッチングには特に障害とはならないが、通常、エッチングに先立って、Ｏ₂ＲＩＥ法などにより剥離される。

エキシマＶＵＶレーザ照射工程は、磁性層または保護層および磁性層のエッチングに用いた硬化レジストに、減圧下にエキシマＶＵＶレーザを照射して硬化レジストの結合の大部分を解離させて低分子量化し、磁性層または保護層から剥離する工程である。

エキシマＶＵＶレーザとして、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガス、フッ素、塩素などのハロゲン、またはそれらの混合ガス中でのパルス放電により放射される、それぞれ固有の波長を有する直進性のレーザを使用することができる。

特に、キセノンランプから放射されるレーザは、発光効率が約２０％と高く、波長範囲が１７２ｎｍ±１５ｎｍに集中し、有機化合物の結合を解離させて低分子化する能力が高いばかりでなく、酸素の吸収係数が大きく、雰囲気に微量な酸素が存在する場合には活性な酸素原子やオゾンを高濃度で発生させ有機化合物を二酸化炭素および水にまで分解できる可能性を有することから、硬化レジストの剥離用レーザとして好適である。

エキシマＶＵＶレーザの照射は、減圧下、好ましくは、１００Ｐａ（１００ｍｂａｒ）以下の減圧下、さらに好ましくは、酸素の存在する雰囲気下に、通常、５ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以下の照射距離で、１０〜１５分程度照射する。

レジスト剥離溶液による洗浄除去工程は、磁性層または保護層上に残存するレジストおよび／またはその分解物を、レジスト剥離剤溶液を用いて洗浄除去する工程である。磁性層上に残存するレジストは、エキシマＶＵＶレーザの照射により既に低分子化しているので、レジスト剥離剤溶液を使用した洗浄除去により容易に完全除去することが可能であり、剥離量が小さいこともあってレジスト剥離剤溶液にほぼ完全溶解し、不溶性の剥離物が蓄積することが無く、それによる磁性層の再汚染も防止される。

使用するレジスト剥離剤溶液として、一般的なレジストの剥離に使用される市販のレジスト剥離剤溶液を使用することができる。特にジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）は、液体、気体、イオン化合物、共有結合性化合物を問わず、多くの無機・有機化合物を溶解する非プロトン性極性溶媒であることから、たとえば、特許文献３に記載されるような、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を主成分とするレジスト剥離剤溶液、が好ましい。

保護層形成工程は、無機膜、炭素質膜などからなる保護膜で、エッチングにより剥き出しとなった磁性層を被覆する工程である。保護膜の形成方法として、ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法などを採用することができる。好ましくは、炭素質保護膜をプラズマＣＶＤ法により形成する。

２．５インチのガラス基板上に、常法により積層された３０ｎｍ下地層、２０ｎｍのＣｏＣｒＰｔＳｉＯ２からなる磁性層および３ｎｍのカーボン保護層を有する図２に実線で示す磁気特性を有する磁気記録媒体の保護層上に、熱硬化型レジストｍｒ−Ｉ−８０１０Ｅ（商品名、マイクロレジストテクノロジー社製）をスピンコート法により１００ｎｍの厚さに塗布し、レジスト被膜を形成した。

形成されたレジスト被膜に、幅８０ｎｍ、深さ６０ｎｍのトラック状パターンを有する１８０℃に加熱したニッケル製モールドを、プレス装置により加圧力１ＫＰａ（１０００ｂａｒ）で３０秒間押圧してレジストを硬化させレジストによるエッチングパターンを形成した。

エッチングパターン底部に残留するレジスト被膜をＯ₂ＲＩＥ法により除去した後、アルゴンミリングによりカーボン保護層および磁性層をエッチングした。

保護層上のレジストに、圧力１００Ｐａ（１００ｍｂａｒ）の酸素含有雰囲気下、キセノンランプから放射される１７２ｎｍのエキシマＶＵＶレーザを、照射距離１．８ｍｍで１０分間照射した後、ジメチルホルムアミドに５分間浸漬して洗浄処理した。

レジスト剥離剤溶液による洗浄処理前後の保護層表面を、フーリエ変換測定器（ＦＴ−ＩＲ）で確認した結果、洗浄処理前には保護層表面に有機化合物の僅かな残存が認められたが、洗浄処理後の保護膜表面には有機化合物の存在は認められず、レジストの完全剥離が確認された。

上記で得られたパターン化磁気記録媒体は、パターン幅８０ｎｍ、パターン間隔８０ｎｍおよびパターン高さ２０ｎｍのトラック状の磁性層を有し、その磁気光学硬化測定装置（Ｋｅｒｒ）を用いて測定した磁気特性は図２に点線で示したようにパターン化前の磁気記録媒体の磁気特性を保持していた。

得られたパターン化磁気記録媒体を磁気装置に装着し、情報の書き込み、読み出しを繰り返し行った結果、１万回の繰り返しを行っても、安定した磁気信号が検出された。

実施例１におけるエキシマＶＵＶレーザの照射雰囲気を、圧力６０Ｐａ（６０ｍｂａｒ）の窒素雰囲気に、照射距離を２．７ｍｍに代えた以外は、実施例１と同一の条件でレジストの剥離を行い、パターン化磁気記録媒体を製造した。

ＤＭＦ溶液による洗浄処理後のＦＴ−ＩＲ分析により、保護層上のレジストが完全除去されていることが確認され、また、Ｋｅｒｒで測定した磁気特性は、実施例１と同様に保持されていることが確認された。

［比較例１］
実施例１におけるキセノンランプから放射される１７２ｎｍのエキシマＶＵＶレーザの照射に代えて、ＵＶ洗浄装置から放射される波長範囲が１２９〜４５０ｎｍの紫外線を照射し、さらに真空オーブン中において２００℃に４０分加熱し、ＤＭＦによる洗浄処理を省略した以外は実施例１と同様に処理し、パターン化磁気記録媒体を製造した。

得られた磁気記録媒体表面のＦＴ−ＩＲ分析の結果は、保護層上にレジストの残渣が認められ、Ｋｅｒｒで測定した磁気特性は、図３に実線で示すパターン化前の磁気特性が、同図に点線で示したように変化し、レジスト剥離処理後に飽和磁化および保磁力が若干低下していた。これは紫外線照射後の加熱処理により、磁性層が劣化したことを示す。

得られたパターン化磁気記録媒体を磁気記録読み出し装置に装着し、情報の書き込み、読み出しを行った結果、時々、磁気記録信号の読み書きに不具合が発生し、１万回程度の読み書きの繰り返しを行ったところ、読み書きが不可能となった。

［比較例２］
実施例１におけるエキシマＶＵＶレーザ照射処理およびＤＭＦ溶液による洗浄処理によるレジスト剥離処理に代えて、Ｏ₂プラズマ処理によりレジストの剥離を行った以外は、実施例１と同様に処理し、パターン化磁気記録媒体を製造した。

パターン化処理前後のＫｅｒｒにより測定した磁気特性は、図４に実線で示すパターン化処理前の磁気特性が、点線で示したように大幅に変化し、磁性層が変質していることが認められた。

本発明のパターン化磁気記録媒体の製造方法の一実施形態を示す工程図。 実施例１においてＫｅｒｒにより測定されたパターン化前後の磁気記録媒体の磁化曲線。 比較例１においてＫｅｒｒにより測定されたパターン化前後の磁気記録媒体の磁化曲線。 比較例２においてＫｅｒｒにより測定されたパターン化前後の磁気記録媒体の磁化曲線。

符号の説明

１ 基体
２ 下地層
３ 磁性層
４ 保護層
５ レジスト
６ モールド

Claims (3)

1. 基板上に積層された磁性層または磁性層上の保護層上にエッチングレジストを塗布しレジスト被膜を形成する工程、レジスト被膜上に所望のパターンを有するモールドを押圧して硬化させエッチングパターンを形成する工程、エッチングパターンに沿って磁性層または保護層および磁性層をエッチングする工程、磁性層または保護層上のエッチングレジストを剥離する工程、およびパターン化された磁性層上に保護層を形成する工程、を含み、前記エッチングレジスト剥離工程が、磁性層または保護層上のエッチングレジストに、減圧下にエキシマＶＵＶレーザを照射する工程、および磁性層または保護層上に残存するレジストをレジスト剥離剤溶液に浸漬して洗浄除去する工程、からなることを特徴とするパターン化磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記エキシマＶＵＶレーザが、キセノンランプから放射される波長が１７２ｎｍ±１５ｎｍのレーザであることを特徴とする請求項１に記載のパターン化磁気記録媒体の製造方法。
3. 前記レジスト剥離剤溶液が、ジメチルホルミアミド（ＤＭＦ）を主成分とすることを特徴とする請求項１または２に記載のパターン化磁気記録媒体の製造方法。

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