JP2010009710A - Method of manufacturing magnetic recording medium, and magnetic recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、HDD(ハードディスクドライブ)などに搭載される磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic recording medium mounted on an HDD (hard disk drive) or the like, and a magnetic recording medium.
近年の情報処理の大容量化に伴い、各種の情報記録技術が開発されている。特に磁気記録技術を用いたHDDの面記録密度は年率100%程度の割合で増加し続けている。最近では、HDD等に用いられる2.5インチ径磁気ディスクにして、1枚あたり160GByteを超える情報記録容量が求められるようになってきており、このような要請にこたえるためには1平方インチあたり250GBitを超える情報記録密度を実現することが求められる。 Various information recording techniques have been developed with the recent increase in information processing capacity. In particular, the surface recording density of HDDs using magnetic recording technology continues to increase at an annual rate of about 100%. Recently, an information recording capacity exceeding 160 GB is required for a 2.5-inch diameter magnetic disk used for HDDs and the like, and in order to meet such a demand, per 1 inch. It is required to realize an information recording density exceeding 250 GBit.
HDD等に用いられる磁気ディスクにおいて高記録密度を達成するために、近年、垂直磁気記録方式の磁気ディスク(垂直磁気記録ディスク)が提案されている。従来の面内磁気記録方式は磁気記録層の磁化容易軸が基体面の平面方向に配向されていたが、垂直磁気記録方式は磁化容易軸が基体面に対して垂直方向に配向するよう調整されている。垂直磁気記録方式は面内記録方式に比べて、高密度記録時に、より熱揺らぎ現象を抑制することができるので、高記録密度化に対して好適である。 In recent years, a perpendicular magnetic recording type magnetic disk (perpendicular magnetic recording disk) has been proposed in order to achieve a high recording density in a magnetic disk used for an HDD or the like. In the conventional in-plane magnetic recording method, the easy axis of magnetization of the magnetic recording layer is aligned in the plane direction of the substrate surface, but in the perpendicular magnetic recording method, the easy magnetization axis is adjusted to be aligned in the direction perpendicular to the substrate surface. ing. The perpendicular magnetic recording method is more suitable for increasing the recording density because the thermal fluctuation phenomenon can be more suppressed during high-density recording than the in-plane recording method.
さらに記録密度および熱揺らぎ耐性を向上させた技術として、記録用の磁性トラックの間に非磁性トラックを平行させるようにパターニングして隣接した記録トラックの干渉を防ぐディスクリートトラックメディアや、任意のパターンを人工的に規則正しく並べたビットパターンメディアと呼ばれる磁気記録媒体が提案されている。 In addition, as a technology that improves recording density and thermal fluctuation resistance, discrete track media and other patterns that prevent interference between adjacent recording tracks by patterning non-magnetic tracks in parallel between recording magnetic tracks can be used. A magnetic recording medium called a bit pattern medium that is artificially regularly arranged has been proposed.
上述したディスクリートトラックメディアやビットパターンメディアといったパターンドメディアは、非磁性基体の上に磁性層を形成した後、部分的にイオンを注入することにより、非磁性化もしくは非晶質化することにより磁気的に分離した磁性パターンを形成する技術や、非磁性基体の上に磁性層を形成した後、部分的に当該磁性層をミリングすることにより凹凸を形成し、物理的に磁性層を分離させ、磁性パターンを形成する技術が提案されている。 Patterned media such as the above-described discrete track media and bit pattern media can be made magnetic by forming a magnetic layer on a nonmagnetic substrate and then making ions non-magnetic or amorphous by partially implanting ions. After forming a magnetic layer on a non-magnetic substrate and forming a magnetic layer on a non-magnetic substrate, the magnetic layer is partially milled to form irregularities, and the magnetic layer is physically separated, Techniques for forming magnetic patterns have been proposed.
具体的には、まず、磁性層の上にレジストを成膜し所望する凹凸パターンが形成されたスタンパをインプリントしてレジストに凹凸パターンを転写したり、磁性層の上にフォトレジストを成膜しフォトリソグラフィ技術により所望する凹凸パターンをフォトレジストに形成したりする。そして、形成された凹部を介して、磁性層にイオンを注入したり、凹部の表面に露出した磁性層をエッチングによってミリングしたりすることにより、磁性層を分離する。 Specifically, first, a resist is formed on the magnetic layer, and a stamper on which the desired uneven pattern is formed is imprinted to transfer the uneven pattern to the resist, or a photoresist is formed on the magnetic layer. Then, a desired concavo-convex pattern is formed on the photoresist by photolithography. Then, ions are implanted into the magnetic layer through the formed recess, or the magnetic layer exposed on the surface of the recess is milled by etching to separate the magnetic layer.
一方、磁気記録技術の高密度化に伴い、磁気ヘッドも薄膜ヘッドから、磁気抵抗型ヘッド(MRヘッド)、大型磁気抵抗型ヘッド(GMRヘッド)へと推移してきており、磁気ヘッドの基板からの浮上量が5nm程度にまで狭くなってきている。このような磁気抵抗効果型素子を搭載した磁気ヘッドは、固有の障害としてヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害を引き起こす場合がある。 On the other hand, with the increase in the density of magnetic recording technology, the magnetic head has been changed from a thin film head to a magnetoresistive head (MR head) and a large magnetoresistive head (GMR head). The flying height has narrowed to about 5 nm. A magnetic head equipped with such a magnetoresistive element may cause a head crash or a thermal asperity failure as an inherent failure.
サーマルアスペリティ障害とは、磁気ディスク面上の微小な凸形状あるいは凹形状上を磁気ヘッドが浮上飛行しながら通過するときに、空気の断熱圧縮または接触により磁気抵抗効果型素子が加熱されることにより、読み出しエラーを生じる障害である。したがって磁気抵抗型素子を搭載した磁気ヘッドに対しては、磁気ディスク表面は極めて高度な平滑度および平坦度が求められる。 Thermal asperity failure means that the magnetoresistive element is heated by adiabatic compression or contact of air when the magnetic head passes over a minute convex or concave shape on the magnetic disk surface while flying. This is a failure that causes a read error. Therefore, for a magnetic head equipped with a magnetoresistive element, the magnetic disk surface is required to have extremely high smoothness and flatness.
上述したパターンドメディアにおいては、ミリングによって物理的に磁性層に凹凸を形成した場合には、レジストの除去を行い、凹部に非磁性物質を充填した後に、平坦化を行っている。イオン注入によってパターンを形成した場合には、レジストの除去を行う。 In the above-described patterned media, when irregularities are physically formed on the magnetic layer by milling, the resist is removed, and the concave portions are filled with a nonmagnetic substance, and then planarized. When the pattern is formed by ion implantation, the resist is removed.
ここで、上述したように、パターンドメディアを作成するためには、磁性層の上にレジストを成膜する必要があるが、磁性層のパターン化が完了した後すなわちイオン注入やミリングが完了した後は、不必要となる。そして、不必要なレジストの残渣が磁性層の表面に残存すると、基体の表面に凹凸が生じるため、ヘッドクラッシュやサーマルアスペリティ障害を引き起こす原因となる。 Here, as described above, in order to create a patterned medium, it is necessary to form a resist film on the magnetic layer. However, after patterning of the magnetic layer is completed, that is, ion implantation and milling are completed. The rest is unnecessary. If unnecessary resist residues remain on the surface of the magnetic layer, the surface of the substrate becomes uneven, which causes head crashes and thermal asperity failures.
そこで、従来も磁性層のパターン化後に残存するレジストをドライエッチング(例えば特許文献1)、反応性イオンエッチング(例えば、特許文献2)、イオンミリング、プラズマエッチング(例えば、特許文献3)やICP(Inductively Coupled Plasma:誘導結合プラズマ)エッチングを利用することにより、磁気ディスクの表面を平滑にする技術が開示されている。
しかし、上述した磁性層のパターン化後に残存するレジストをエッチング等で除去する技術では、過度なエッチングによりレジストの直下の層を削ってしまったり、逆にレジストの直下の層を削らないようにするために早めにエッチングを終了させてしまいレジストを完全に除去できなかったりと、最適にエッチングを停止するポイントを見極めるのが困難であった。 However, in the technique of removing the resist remaining after patterning of the magnetic layer described above by etching or the like, the layer immediately below the resist is shaved by excessive etching, or conversely, the layer immediately below the resist is not scraped. Therefore, it is difficult to determine the point at which the etching is optimally stopped, for example, when the etching is completed early and the resist cannot be completely removed.
本発明は、このような問題に鑑み、レジストの直下に剥離しやすい層を新たに設けることで、レジストを簡単かつ確実に除去することができるため、表面に露出する層にダメージを与えずに磁気トラックパターンを形成することが可能な磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体を提供することを目的とする。 In view of such problems, the present invention can easily and reliably remove the resist by newly providing a layer that is easily peeled off immediately below the resist, so that the layer exposed on the surface is not damaged. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a magnetic recording medium capable of forming a magnetic track pattern and a magnetic recording medium.
上記課題を解決するために、本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の代表的な構成は、基体上に、磁気記録層を成膜する磁気記録層成膜工程と、磁気記録層の上に保護層を成膜する保護層成膜工程と、保護層の上に剥離層を成膜する剥離層成膜工程と、剥離層の上にレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、レジスト層を加工することで当該レジスト層の厚みを部分的に変化させ所定のパターンを形成するパターニング工程と、レジスト層を介在させた状態で磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、剥離層を溶剤で除去することによりレジスト層を除去する除去工程と、を含むことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention includes a magnetic recording layer forming step for forming a magnetic recording layer on a substrate, and a magnetic recording layer on the magnetic recording layer. A protective layer forming step for forming a protective layer, a peeling layer forming step for forming a release layer on the protective layer, a resist layer forming step for forming a resist layer on the release layer, and a resist A patterning step of forming a predetermined pattern by partially changing the thickness of the resist layer by processing the layer; an ion implantation step of implanting ions into the magnetic recording layer with the resist layer interposed; and a release layer And a removing step of removing the resist layer by removing the solvent with a solvent.
レジスト層の直下に溶剤で除去可能な剥離層を成膜する構成により、磁気記録層のパターニングのためのイオン注入を行った後、不要なレジスト層を簡単かつ最適に除去することができる。したがって、表面に露出する層(保護層)に損傷を与えることがなく、またレジスト層を残すことがなくなり、イオン注入の後であっても、表面を平滑に保つことが可能となる。 With the configuration in which a release layer that can be removed with a solvent is formed immediately below the resist layer, an unnecessary resist layer can be easily and optimally removed after ion implantation for patterning the magnetic recording layer. Therefore, the layer exposed on the surface (protective layer) is not damaged and the resist layer is not left, and the surface can be kept smooth even after ion implantation.
また磁気記録層と剥離層の間に保護層を備える構成により、剥離層を溶剤で除去する際に磁気記録層が溶剤に接触するのを防ぐことが可能となり、磁気記録層にダメージを与えるおそれを回避することができる。 In addition, since the protective layer is provided between the magnetic recording layer and the release layer, it is possible to prevent the magnetic recording layer from coming into contact with the solvent when removing the release layer with a solvent, which may damage the magnetic recording layer. Can be avoided.
上記剥離層は、Cr合金が好ましく、より好ましくはCrである。また、上記剥離層は、非磁性材料であることがより好ましい。Cr合金およびCrは溶剤に溶解するため、簡単に除去することができる。また、保護層の表面にCrや非磁性のCr合金が残存したとしても、Crや非磁性のCr合金は非磁性物質であるため、磁気記録層の磁気特性に影響を与えることなく、SNR(Signal to Noise Ratio:シグナルノイズ比)を維持することが可能となる。 The release layer is preferably a Cr alloy, more preferably Cr. The release layer is more preferably a nonmagnetic material. Since the Cr alloy and Cr are dissolved in a solvent, they can be easily removed. Further, even if Cr or nonmagnetic Cr alloy remains on the surface of the protective layer, since Sr or nonmagnetic Cr alloy is a nonmagnetic substance, SNR (without affecting the magnetic characteristics of the magnetic recording layer) Signal to Noise Ratio) can be maintained.
上記イオン注入工程において、B、P、Si、F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N2からなる群から選択されたいずれか1または複数のイオン、好ましくはAr、N2のいずれか一方または両方を注入してもよい。 In the ion implantation step, one or more selected from the group consisting of B, P, Si, F, C, In, Bi, Kr, Ar, Xe, W, As, Ge, Mo, Sn, and N 2 May be implanted, preferably either one or both of Ar, N 2 .
磁気記録層に注入するイオンとして、酸素を用いた場合、磁気記録層を酸化させるため、磁気トラック間領域の保磁力(Hc)が向上してしまい、磁気トラック部に情報を書き込む際に、書きにじみが生じる。すなわち酸素を用いた場合、本発明で注入するイオンのように、磁気記録層の非磁性化や非晶質化が行えず確実に磁気的に分離させることができず、磁気トラック間領域を作成することができない。 When oxygen is used as ions to be implanted into the magnetic recording layer, the magnetic recording layer is oxidized, so that the coercive force (Hc) of the inter-magnetic track region is improved, and writing is performed when information is written to the magnetic track portion. Smudge occurs. In other words, when oxygen is used, the magnetic recording layer cannot be made non-magnetic or non-amorphous as in the case of ions implanted in the present invention and cannot be reliably separated magnetically. Can not do it.
上記イオン注入工程において、イオンを注入するエネルギー量は50keV以下であってもよい。イオンを注入するエネルギー量が50keV以上であると、磁気記録層の非磁性化や非晶質化が促進されすぎてしまい、磁気トラック部まで非磁性化し、オーバーライト(Over Write)特性が低下する。 In the ion implantation step, the energy amount for implanting ions may be 50 keV or less. When the amount of energy for ion implantation is 50 keV or more, demagnetization or amorphization of the magnetic recording layer is promoted too much, and the magnetic track portion is demagnetized to deteriorate the overwrite property. .
上記剥離層を除去する溶剤は、有機溶剤であってもよい。有機溶剤は、安価であるため好適に利用することができる。また、有機溶剤であると、Crのみを好適に溶解させることができる。 The solvent for removing the release layer may be an organic solvent. Organic solvents can be suitably used because they are inexpensive. Moreover, when it is an organic solvent, only Cr can be dissolved suitably.
上記磁気記録層は、柱状に成長した結晶粒子の間に非磁性物質からなる粒界部を形成したグラニュラー構造の強磁性層であってもよい。磁気記録層にディスクリートパターンを形成する場合、磁気記録層がグラニュラー構造であると、SNRが向上する。 The magnetic recording layer may be a granular ferromagnetic layer in which a grain boundary portion made of a nonmagnetic material is formed between crystal grains grown in a columnar shape. When a discrete pattern is formed on the magnetic recording layer, the SNR is improved if the magnetic recording layer has a granular structure.
上記課題を解決するために、本発明にかかる磁気記録媒体の代表的な構成は、上記の磁気記録媒体の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, a typical configuration of a magnetic recording medium according to the present invention is characterized by being manufactured using the above-described method for manufacturing a magnetic recording medium.
上述した磁気記録媒体の製造方法の技術的思想に基づく構成要素やその説明は、当該磁気記録媒体にも適用可能である。 The components based on the technical idea of the magnetic recording medium manufacturing method described above and the description thereof can be applied to the magnetic recording medium.
上記課題を解決するために、本発明にかかる他の代表的な構成は、基体上に少なくとも磁気記録層、保護層、潤滑層をこの順に備える磁気記録媒体であって、保護層と潤滑層の間にCrが介在することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, another typical configuration according to the present invention is a magnetic recording medium including at least a magnetic recording layer, a protective layer, and a lubricating layer in this order on a substrate, and includes a protective layer and a lubricating layer. It is characterized by interposing Cr between them.
保護層の表面にCrが存在すると表面エネルギーが向上し、潤滑層を好適に成膜することができる。また、保護層が、COC(Carbon Over Coat)で構成されている場合、炭素Cの間にCrが充填されることとなり、保護層の硬度を向上させることが可能となる。 When Cr is present on the surface of the protective layer, the surface energy is improved and the lubricating layer can be suitably formed. Further, when the protective layer is made of COC (Carbon Over Coat), Cr is filled between the carbon C, and the hardness of the protective layer can be improved.
本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法は、レジストの直下に剥離しやすい層を新たに設けることで、レジストを確実に除去することができることとなり、表面に露出する層にダメージを与えることがなく、さらに表面に露出する層の平滑度を向上させて磁気トラックパターンを形成することが可能となる。 In the method of manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention, a resist layer can be surely removed by newly providing a layer that is easily peeled directly under the resist, and the layer exposed on the surface is not damaged. Further, it is possible to form a magnetic track pattern by improving the smoothness of the layer exposed on the surface.
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiment are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.
(実施形態)
本発明にかかる磁気記録媒体の製造方法の実施形態について説明する。図1は本実施形態にかかる磁気記録媒体としてのディスクリート型垂直磁気記録媒体100(以下、単に垂直磁気記録媒体100と称する。)の構成を説明する図である。図1に示す垂直磁気記録媒体100は、基体としてのディスク基体110、付着層112、第1軟磁性層114a、スペーサ層114b、第2軟磁性層114c、前下地層116、第1下地層118a、第2下地層118b、非磁性グラニュラー層120、第1磁気記録層122a、第2磁気記録層122b、連続層124、保護層126、潤滑層128で構成されている。なお第1軟磁性層114a、スペーサ層114b、第2軟磁性層114cは、あわせて軟磁性層114を構成する。第1下地層118aと第2下地層118bはあわせて下地層118を構成する。第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bとはあわせて磁気記録層122を構成する。
(Embodiment)
An embodiment of a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a discrete type perpendicular magnetic recording medium 100 (hereinafter simply referred to as a perpendicular magnetic recording medium 100) as a magnetic recording medium according to the present embodiment. A perpendicular
以下に説明するように、本実施形態に示す垂直磁気記録媒体100は、磁気記録層122の第1磁気記録層122aおよび第2磁気記録層122bのいずれかまたは両方に複数の種類の酸化物(以下、「複合酸化物」という。)を含有させることにより、非磁性の粒界に複合酸化物を偏析させている。
As will be described below, the perpendicular
[基体成型工程]
ディスク基体110は、アモルファスのアルミノシリケートガラスをダイレクトプレスで円板状に成型したガラスディスクを用いることができる。なおガラスディスクの種類、サイズ、厚さ等は特に制限されない。ガラスディスクの材質としては、例えば、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、ソーダアルミノケイ酸ガラス、アルミノボロシリケートガラス、ボロシリケートガラス、石英ガラス、チェーンシリケートガラス、又は、結晶化ガラス等のガラスセラミックなどが挙げられる。このガラスディスクに研削、研磨、化学強化を順次施し、化学強化ガラスディスクからなる平滑な非磁性のディスク基体110を得ることができる。
[Substrate molding process]
As the
[成膜工程]
上述した基体成型工程で得られたディスク基体110上に、DCマグネトロンスパッタリング法にて付着層112、軟磁性層114、前下地層116、下地層118、非磁性グラニュラー層120、磁気記録層122(磁気記録層成膜工程)、連続層124を順次成膜し、保護層126(保護層成膜工程)はCVD法により成膜することができる。なお、生産性が高いという点で、インライン型成膜方法を用いることも好ましい。以下、各層の構成および本実施形態の特徴である剥離層成膜工程、レジスト層成膜工程、パターニング工程、イオン注入工程、除去工程を含む磁気トラックパターン形成工程について説明する。
[Film formation process]
On the
付着層112は非晶質の下地層であって、ディスク基体110に接して形成され、この上に成膜される軟磁性層114とディスク基体110との剥離強度を高める機能を備えている。付着層112は、ディスク基体110がアモルファスガラスからなる場合、そのアモルファスガラス表面に対応させる為にアモルファスの合金膜とすることが好ましい。付着層112としては、例えばCrTi系非晶質層を選択することができる。
The
軟磁性層114は、垂直磁気記録方式において記録層に垂直方向に磁束を通過させるために、記録時に一時的に磁路を形成する層である。軟磁性層114は第1軟磁性層114aと第2軟磁性層114cの間に非磁性のスペーサ層114bを介在させることによって、AFC(Antiferro-magnetic exchange coupling:反強磁性交換結合)を備えるように構成することができる。これにより軟磁性層114の磁化方向を高い精度で磁路(磁気回路)に沿って整列させることができ、磁化方向の垂直成分が極めて少なくなるため、軟磁性層114から生じるノイズを低減することができる。第1軟磁性層114a、第2軟磁性層114cの組成としては、CoTaZrなどのコバルト系合金、CoCrFeBなどのCo−Fe系合金、[Ni−Fe/Sn]n多層構造のようなNi−Fe系合金などを用いることができる。
The soft magnetic layer 114 is a layer that temporarily forms a magnetic path during recording in order to pass magnetic flux in a direction perpendicular to the recording layer in the perpendicular magnetic recording method. The soft magnetic layer 114 is provided with AFC (Antiferro-magnetic exchange coupling) by interposing a
前下地層116は非磁性の合金層であり、軟磁性層114を防護する作用と、この上に成膜される下地層118に含まれる六方細密充填構造(hcp構造)の磁化容易軸をディスク垂直方向に配向させる機能を備える。前下地層116は面心立方構造(fcc構造)の(111)面がディスク基体110の主表面と平行となっていることが好ましい。前下地層の材質としては、Ni、Cu、Pt、Pd、Zr、Hf、Nbから選択することができる。さらにこれらの金属を主成分とし、Ti、V、Ta、Cr、Mo、Wのいずれか1つ以上の添加元素を含む合金としてもよい。例えばfcc構造としてはNiW、CuW、CuCrを好適に選択することができる。
The pre-underlayer 116 is a non-magnetic alloy layer, and acts to protect the soft magnetic layer 114 and the easy magnetization axis of the hexagonal close packed structure (hcp structure) included in the underlayer 118 formed thereon is a disk. A function for aligning in the vertical direction is provided. The pre-underlayer 116 preferably has a (111) plane of a face-centered cubic structure (fcc structure) parallel to the main surface of the
下地層118はhcp構造であって、磁気記録層122のCoのhcp構造の結晶をグラニュラー構造として成長させる作用を有している。したがって、下地層118の結晶配向性が高いほど、すなわち下地層118の結晶の(0001)面がディスク基体110の主表面と平行になっているほど、磁気記録層22の配向性を向上させることができる。下地層の材質としてはRuが代表的であるが、その他に、RuCr、RuCoから選択することができる。Ruはhcp構造をとり、また結晶の格子間隔がCoと近いため、Coを主成分とする磁気記録層を良好に配向させることができる。
The underlayer 118 has an hcp structure, and has a function of growing a Co hcp crystal of the
下地層118をRuとした場合において、スパッタ時のガス圧を変更することによりRuからなる2層構造とすることができる。具体的には、上層側の第2下地層118bを形成する際に、下層側の第1下地層118aを形成するときよりもArのガス圧を高くする。ガス圧を高くするとスパッタリングされるRuイオンの自由移動距離が短くなるため、成膜速度が遅くなり、結晶分離性を改善することができる。また高圧にすることにより、結晶格子の大きさが小さくなる。Ruの結晶格子の大きさはCoの結晶格子よりも大きいため、Ruの結晶格子を小さくすればCoのそれに近づき、Coのグラニュラー層の結晶配向性をさらに向上させることができる。
When the underlayer 118 is made of Ru, a two-layer structure made of Ru can be obtained by changing the gas pressure during sputtering. Specifically, when forming the
非磁性グラニュラー層120は非磁性のグラニュラー層である。下地層118のhcp結晶構造の上に非磁性のグラニュラー層を形成し、この上に第1磁気記録層122aのグラニュラー層を成長させることにより、磁性のグラニュラー層を初期成長の段階(立ち上がり)から分離させる作用を有している。非磁性グラニュラー層120の組成は、Co系合金からなる非磁性の結晶粒子の間に、非磁性物質を偏析させて粒界を形成することにより、柱状のグラニュラー構造とすることができる。特にCoCr−SiO2、CoCrRu−SiO2を好適に用いることができ、さらにRuに代えてRh(ロジウム)、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、Os(オスミウム)、Ir(イリジウム)、Au(金)も利用することができる。また非磁性物質とは、磁性粒(磁性グレイン)間の交換相互作用が抑制、または、遮断されるように、磁性粒の周囲に粒界部を形成しうる物質であって、コバルト(Co)と固溶しない非磁性物質であればよい。例えば酸化珪素(SiOx)、クロム(Cr)、酸化クロム(CrO2)、酸化チタン(TiO2)、酸化ジルコン(ZrO2)、酸化タンタル(Ta2O5)を例示できる。
The nonmagnetic
磁気記録層122は、Co系合金、Fe系合金、Ni系合金から選択される硬磁性体の磁性粒の周囲に非磁性物質を偏析させて粒界を形成した柱状のグラニュラー構造を有した強磁性層である。この磁性粒は、非磁性グラニュラー層120を設けることにより、そのグラニュラー構造から継続してエピタキシャル成長することができる。本実施形態では組成および膜厚の異なる第1磁気記録層122aと、第2磁気記録層122bとから構成されている。第1磁気記録層122aと第2磁気記録層122bは、いずれも非磁性物質としてはSiO2、Cr2O3、TiO2、B2O3、Fe2O3等の酸化物や、BN等の窒化物、B4C3等の炭化物を好適に用いることができる。本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体100は、ディスクリート型であるため、磁気記録層122がグラニュラー構造をとる構成により、SNRを向上させることが可能となる。
The
連続層124はグラニュラー構造を有する磁気記録層122の上に、面内方向に磁気的に連続した層(連続層とも呼ばれる)である。連続層124を設けることにより磁気記録層122の高密度記録性と低ノイズ性に加えて、逆磁区核形成磁界Hnの向上、耐熱揺らぎ特性の改善、オーバーライト特性の改善を図ることができる。本実施形態において、垂直磁気記録媒体100は、ディスクリート型であるため連続層124を備える構成をとっているが、ビットパターン型磁気記録媒体である場合には、連続層を備えなくともよい。
The
保護層126は、真空を保ったままカーボンをCVD法により成膜して形成することができる。保護層126は、磁気ヘッドの衝撃から垂直磁気記録層を防護するための保護層である。一般にCVD法によって成膜されたカーボンはスパッタ法によって成膜したものと比べて膜硬度が向上するので、磁気ヘッドからの衝撃に対してより有効に垂直磁気記録層を防護することができる。
The
(磁気トラックパターン形成工程)
次に、本実施形態の磁気記録層に磁気的に分離した記録領域としてのトラック部およびサーボ情報を記憶するサーボパターン部を形成する磁気トラックパターン形成工程について詳述する。ここで、磁気トラックパターン形成工程は、上記磁気記録層成膜工程の直後に行ってもよいが、連続層成膜工程および保護層成膜工程を行った後に行ってもよい。なお、ここでは理解を容易にするために、特に記載がない場合は、トラック部およびサーボパターン部をあわせて磁気トラック部と称する。
(Magnetic track pattern forming process)
Next, a magnetic track pattern forming process for forming a track portion as a magnetically separated recording region and a servo pattern portion for storing servo information in the magnetic recording layer of this embodiment will be described in detail. Here, the magnetic track pattern forming step may be performed immediately after the magnetic recording layer forming step, or may be performed after performing the continuous layer forming step and the protective layer forming step. For ease of understanding, the track portion and the servo pattern portion are collectively referred to as a magnetic track portion unless otherwise specified.
本実施形態で磁気トラックパターン形成工程は、保護層成膜工程を行った後に行う。これにより、磁気トラックパターン形成工程を行った後に保護層を成膜する必要がなくなり、製造工程が簡便になることで、生産性の向上および垂直磁気記録媒体100の製造工程における汚染の低減を図ることができる。
In this embodiment, the magnetic track pattern forming step is performed after the protective layer forming step. Accordingly, it is not necessary to form a protective layer after the magnetic track pattern forming process, and the manufacturing process is simplified, thereby improving productivity and reducing contamination in the manufacturing process of the perpendicular
図2は、本実施形態にかかる磁気トラックパターン形成工程について説明するための説明図である。なお、図2において、理解を容易にするために磁気記録層122よりディスク基体110側の層の記載を省略する。磁気トラックパターン形成工程は、剥離層成膜工程、レジスト層成膜工程、パターニング工程、イオン注入工程、除去工程を含んで構成される。以下、磁気トラックパターン形成工程における各工程について説明する。
FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a magnetic track pattern forming process according to the present embodiment. In FIG. 2, the description of the layer closer to the
<剥離層成膜工程>
DCマグネトロンスパッタリング法にて保護層126の上に剥離層130としてのCrを成膜する(図2(a)参照)。Crは溶剤に溶解するため、後述する除去工程で簡単に除去することができる。また、保護層126の表面にCrが残存したとしても、Crは非磁性物質であるため、磁気記録層122の磁気特性に影響を与えることなく、SNR(Signal to Noise Ratio:シグナルノイズ比)を維持することが可能となる。本実施形態において、剥離層130としてCrを成膜しているが、これに限定されず、溶剤による溶解性および後述するイオン注入工程で発生する熱に対する耐熱性を有すれば足り、SOG(Spin On Glass)も好適に利用することができる。
<Peeling layer deposition process>
A
<レジスト層成膜工程>
図2(b)に示すように、剥離層成膜工程で成膜した剥離層130の上に、スピンコート法を用いてレジスト層132を成膜する。本実施形態では、レジスト層132としてシリカを主成分とするSOGを成膜しているが、一般的なノボラック系のフォトレジストを利用することも可能である。
<Resist layer formation process>
As shown in FIG. 2B, a resist
<パターニング工程>
図2(c)に示すように、レジスト層132にスタンパ134を押し当てることによって、磁性トラックパターンを転写する(インプリント法)。スタンパ134には転写しようとする記録領域としてのトラック部と、プリアンブル部、アドレス部、およびバースト部等のサーボ情報を記憶するためのサーボパターン部と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。
<Patterning process>
As shown in FIG. 2C, the magnetic track pattern is transferred by impressing the
スタンパ134によってレジスト層132に磁性トラックパターンを転写した後、スタンパ134をレジスト層132から取り除くことにより、レジスト層132aに凹凸パターンが転写される。
After the magnetic track pattern is transferred to the resist
さらに本実施形態では、凹凸パターンが転写されたレジスト層132aの凹部底面に残存するレジスト層(図2(c)中クロスハッチングで示す。)を、フッ素系ガスを用いたRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオンエッチング)により除去する(図2(d))。本実施形態において、エッチングガスにSF6を用いているが、これに限定されず、CF4、CHF3、C2F6からなる群から選択されたいずれか1種または複数の混合ガスも好適に利用することができる。
Furthermore, in the present embodiment, the resist layer (indicated by cross-hatching in FIG. 2C) remaining on the bottom surface of the recess of the resist
本実施形態においてRIEのプラズマ源は、低圧で高密度プラズマが生成可能なICPを利用しているが、これに限定されず、ECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマや、一般的な平行平板型RIE装置を利用することもできる。 In this embodiment, the RIE plasma source uses an ICP that can generate high-density plasma at a low pressure. However, the present invention is not limited to this, and ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma or a general parallel plate RIE apparatus. Can also be used.
また、本実施形態において、スタンパ134の表面にはフッ素系剥離剤を塗布している。これにより、レジスト層132から良好にスタンパ134を剥離することが可能となる。
In this embodiment, a fluorine-based release agent is applied to the surface of the
なお本実施形態においてパターニング工程は、スタンパ134を用いたインプリント法を利用しているが、フォトリソグラフィ法も好適に利用することができる。ただし、フォトリソグラフィ法を利用する場合には、上記レジスト層成膜工程においては、フォトレジストをレジスト層として成膜し、成膜したフォトレジストをマスクを用いて露光・現像し、磁気トラック部としての所定のパターンを転写する。
In this embodiment, the patterning process uses an imprint method using the
<イオン注入工程>
図2(e)に示すように、パターニング工程で所定のパターンにパターニングされたレジスト層132aの凹部から、剥離層130、保護層126を介して、磁気記録層122へ、イオンビーム法を用いてイオンを注入する。これにより、イオンが注入された磁気記録層122におけるイオンが注入された部分の結晶を非晶質化することができ(図2中ハッチングで示す。)、レジスト層132aの凸部の下にある部分を磁気的に分離することが可能となる。
<Ion implantation process>
As shown in FIG. 2E, an ion beam method is used from the concave portion of the resist
本実施形態では、注入するイオンとしてArを用いているが、B、P、Si,F、C、In、Bi、Kr、Ar、Xe、W、As、Ge、Mo、Sn、N2からなる群から選択されたいずれか1または複数のイオンを注入してもよい。 In this embodiment, Ar is used as ions to be implanted, but it is made of B, P, Si, F, C, In, Bi, Kr, Ar, Xe, W, As, Ge, Mo, Sn, and N 2. Any one or more ions selected from the group may be implanted.
なお、磁気記録層122に注入するイオンとして、酸素は好ましくない。酸素は磁気記録層122を酸化させるため、磁気トラック間領域の保磁力(Hc)が向上してしまい、磁気トラック部に情報を書き込む際に、書きにじみが生じる。すなわち酸素を用いた場合、本実施形態で注入するイオンのように、磁気記録層122の非磁性化や非晶質化が行えず確実に磁気的に分離することができない。
Note that oxygen is not preferable as the ions implanted into the
本実施形態にかかるイオン注入工程において、イオンを注入するエネルギー量は約25keVである。イオンを注入するエネルギー量が50keV以上であると、磁気記録層122の非磁性化や非晶質化が促進されすぎてしまい、磁気トラック部まで非磁性化し、オーバーライト(Over Write)特性が低下する。
In the ion implantation process according to the present embodiment, the amount of energy for implanting ions is about 25 keV. If the energy amount for ion implantation is 50 keV or more, demagnetization or amorphization of the
<除去工程>
図2(f)に示すように、溶剤を用いることにより、剥離層130ごとレジスト層132を除去する。本実施形態において、溶剤として有機溶剤を用いるが、これに限定されず、保護層126以下の層およびディスク基体110を溶解せず剥離層130を溶解できれば足り、剥離層130の材質によって適宜変更することが可能である。溶剤として有機溶剤を用いることにより、Crのみを好適に溶解させることができる。
<Removal process>
As shown in FIG. 2F, the resist
(潤滑層成膜工程)
潤滑層128は、PFPE(パーフロロポリエーテル)をディップコート法により成膜することができる。PFPEは長い鎖状の分子構造を有し、保護層126表面のN原子と高い親和性をもって結合する。この潤滑層128の作用により、垂直磁気記録媒体100の表面に磁気ヘッドが接触しても、保護層126の損傷や欠損を防止することができる。
(Lubrication layer forming process)
The
本実施形態において、保護層126と潤滑層128の間に剥離層130由来のCrが介在する。保護層126の表面にCrが存在すると表面エネルギーが向上し、潤滑層128を好適に成膜することができる。
In the present embodiment, Cr derived from the
また、本実施形態において保護層126は、COC(Carbon Over Coat)で構成されているため、炭素Cの間にCrが充填されることとなり、保護層126の硬度を向上させることが可能となる。
In the present embodiment, since the
上述した如く、本実施形態にかかる垂直磁気記録媒体100の製造方法では、レジスト層132の直下に溶剤で除去可能な剥離層130を成膜するため、磁気記録層122のパターニングのためのイオン注入を行った後、不要なレジスト層132を簡単かつ最適に除去することができる。したがって、表面に露出する層(本実施形態では保護層126)に損傷を与えることがなく、またレジスト層132を残すことがなくなり、イオン注入の後であっても、保護層126の表面を平滑に保つことが可能となる。
As described above, in the method of manufacturing the perpendicular
また磁気記録層122と剥離層130の間に保護層126を備える構成により、剥離層130を溶剤で除去する際に磁気記録層122が溶剤に接触するのを防ぐことが可能となり、磁気記録層122にダメージを与えるおそれを回避することができる。
In addition, since the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Understood.
例えば、上記実施形態において、剥離層130の直上にレジスト層132を成膜しているが、これに限定されず、剥離層とレジスト層の間に、耐熱性およびイオンマスク性、エッチング耐性を備えたマスク層(SOG、SiO2等)を成膜してもよい。この際パターニング工程におけるレジスト残渣を除去するためのエッチングのほかに、当該マスク層を除去するためのエッチング工程をさらに含むとよい。
For example, in the above embodiment, the resist
また、上記実施形態において、除去工程の後に潤滑層成膜工程を行っているが、本発明はこれに限定されるものではなく、除去工程のあとにさらに保護層を成膜することにより、膜硬度をさらに向上させることもできる。 Further, in the above embodiment, the lubricating layer forming step is performed after the removing step, but the present invention is not limited to this, and a film is formed by further forming a protective layer after the removing step. The hardness can be further improved.
さらに本実施形態において、磁気記録媒体として、垂直磁気記録媒体について説明したが、面内磁気記録媒体においても好適に用いることができる。 Further, in the present embodiment, the perpendicular magnetic recording medium has been described as the magnetic recording medium, but the present invention can also be suitably used for an in-plane magnetic recording medium.
本発明は、磁気記録方式のHDDなどに搭載される磁気記録媒体の製造方法および磁気記録媒体として利用可能である。 The present invention can be used as a method of manufacturing a magnetic recording medium mounted on a magnetic recording type HDD or the like and as a magnetic recording medium.
100 …垂直磁気記録媒体
110 …ディスク基体
112 …付着層
114 …軟磁性層
114a …第1軟磁性層
114b …スペーサ層
114c …第2軟磁性層
116 …前下地層
118 …下地層
118a …第1下地層
118b …第2下地層
120 …非磁性グラニュラー層
122 …磁気記録層
122a …第1磁気記録層
122b …第2磁気記録層
124 …連続層
126 …保護層
128 …潤滑層
130 …剥離層
132 …レジスト層
134 …スタンパ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記磁気記録層の上に保護層を成膜する保護層成膜工程と、
前記保護層の上に剥離層を成膜する剥離層成膜工程と、
前記剥離層の上にレジスト層を成膜するレジスト層成膜工程と、
前記レジスト層を加工することで該レジスト層の厚みを部分的に変化させ所定のパターンを形成するパターニング工程と、
前記レジスト層を介在させた状態で前記磁気記録層にイオンを注入するイオン注入工程と、
前記剥離層を溶剤で除去することにより前記レジスト層を除去する除去工程と、
を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 A magnetic recording layer forming step of forming a magnetic recording layer on the substrate;
A protective layer forming step of forming a protective layer on the magnetic recording layer;
A release layer forming step of forming a release layer on the protective layer;
A resist layer forming step of forming a resist layer on the release layer;
A patterning step of forming a predetermined pattern by partially changing the thickness of the resist layer by processing the resist layer;
An ion implantation step of implanting ions into the magnetic recording layer with the resist layer interposed therebetween;
A removal step of removing the resist layer by removing the release layer with a solvent;
A method for manufacturing a magnetic recording medium, comprising:
前記保護層と前記潤滑層の間にCrが介在することを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium comprising at least a magnetic recording layer, a protective layer, and a lubricating layer in this order on a substrate,
A magnetic recording medium, wherein Cr is interposed between the protective layer and the lubricating layer.
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