JP2010108558A - Magnetic transfer master carrier, method for producing the same, and magnetic transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、垂直磁気記録媒体に情報を磁気転写する磁気転写用マスター担体の製造方法、磁気転写用マスター担体、及び該磁気転写用マスター担体を用いた磁気転写方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a magnetic transfer master carrier for magnetically transferring information to a perpendicular magnetic recording medium, a magnetic transfer master carrier, and a magnetic transfer method using the magnetic transfer master carrier.
従来より、情報を高密度で記録可能な磁気記録媒体として、垂直磁気記録媒体が知られている。この垂直磁気記録媒体の情報記録領域は、狭トラックで構成されている。そのため、垂直磁気記録媒体では、狭いトラック幅において正確に磁気ヘッドを走査し、高いS/N比で信号を再生するためのトラッキングサーボ技術が重要となる。このようなトラッキングサーボを行うためには、トラッキング用のサーボ信号、アドレス情報信号、再生クロック信号等のサーボ情報を、所定間隔で垂直磁気記録媒体に、いわゆるプリフォーマットとして記録しておく必要がある。 Conventionally, a perpendicular magnetic recording medium is known as a magnetic recording medium capable of recording information at high density. The information recording area of this perpendicular magnetic recording medium is composed of narrow tracks. Therefore, in a perpendicular magnetic recording medium, a tracking servo technique for accurately scanning a magnetic head in a narrow track width and reproducing a signal with a high S / N ratio is important. In order to perform such tracking servo, it is necessary to record servo information such as tracking servo signals, address information signals, and reproduction clock signals on a perpendicular magnetic recording medium at a predetermined interval as a so-called preformat. .
垂直磁気記録媒体にサーボ情報をプリフォーマットする方法としては、例えばサーボ情報に対応した、磁性層を含むパターンが形成された磁気転写用マスター担体を、磁気記録媒体に密着させた状態で記録用磁界(転写磁界)を印加し、磁気転写用マスター担体のパターンを磁気記録媒体に磁気転写する方法がある(特許文献1〜3参照)。
この方法においては、磁気記録媒体に磁気転写用マスター担体を密着させた状態で転写磁界が印加されると、磁束がマスター担体の磁化状態に基づきパターン上の磁性層に吸収され、磁界がパターンの凹凸形状に対応して強められる。このパターン状に強められた磁界によって、磁気記録媒体の所定箇所のみが磁化される。そこで、これまでは高飽和磁化を有する磁性材料が積極的にマスター磁性層材料として使用されてきた。
As a method for preformatting servo information on a perpendicular magnetic recording medium, for example, a magnetic field for recording can be obtained in a state where a magnetic transfer master carrier on which a pattern including a magnetic layer corresponding to servo information is formed is in close contact with the magnetic recording medium. There is a method of applying a (transfer magnetic field) and magnetically transferring a pattern of a master carrier for magnetic transfer to a magnetic recording medium (see Patent Documents 1 to 3).
In this method, when a transfer magnetic field is applied with the magnetic transfer master carrier in close contact with the magnetic recording medium, the magnetic flux is absorbed by the magnetic layer on the pattern based on the magnetization state of the master carrier, and the magnetic field is It is strengthened corresponding to the uneven shape. Only a predetermined portion of the magnetic recording medium is magnetized by the magnetic field strengthened in the pattern. So far, magnetic materials having high saturation magnetization have been actively used as master magnetic layer materials.
本発明者らの検討の結果、マスター磁性層材料として、単純に高飽和磁化を有する磁性材料を使用しても、転写時における転写磁界印加時の大きな反磁界のため、その高飽和磁化が生かされないことが明らかになった。この点を解決すべく、マスター磁性層材料として、垂直磁気異方性を有する磁性材料が有効であることが提案されている。 As a result of the study by the present inventors, even if a magnetic material having a high saturation magnetization is simply used as the master magnetic layer material, the high saturation magnetization is utilized due to a large demagnetizing field when a transfer magnetic field is applied during transfer. It became clear that not. In order to solve this problem, it has been proposed that a magnetic material having perpendicular magnetic anisotropy is effective as the master magnetic layer material.
しかし、従来の磁気転写用マスター担体の基材を用いて、該基材上に形成された磁性層が満足できる垂直磁気異方性を有するためには、該基材と該磁性層の間に、厚い下地層を設ける必要があり、下地層を厚くして十分な配向性を得ようとすると、基材上に形成された磁性層の形状が劣化して、転写磁界の分布が悪化し、記録信号の信号品位が劣化するという問題があり、その解決が望まれているのが現状である。 However, in order for the magnetic layer formed on the base material to have a satisfactory perpendicular magnetic anisotropy using the base material of the conventional magnetic transfer master carrier, between the base material and the magnetic layer, , It is necessary to provide a thick underlayer, and when trying to obtain a sufficient orientation by thickening the underlayer, the shape of the magnetic layer formed on the substrate deteriorates, the distribution of the transfer magnetic field deteriorates, There is a problem that the signal quality of the recording signal deteriorates, and it is currently desired to solve the problem.
本発明は、前記従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、下地層を薄くしても高配向で、形状劣化のない磁性層が得られ、信号品位に優れる磁気転写用マスター担体及び該磁気転写用マスター担体の製造方法、並びに該磁気転写用マスター担体を用いた磁気転写方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is, the present invention provides a magnetic transfer master carrier that is highly oriented and has no shape deterioration even when the underlayer is thin, and has excellent signal quality, a method for producing the magnetic transfer master carrier, and the magnetic It is an object of the present invention to provide a magnetic transfer method using a transfer master carrier.
前記課題を解決するため本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、磁気転写用マスター担体の製造方法において、Ni導電層形成前、又はNi導電層形成後に熱処理を行うことにより、Ni(111)の配向性が向上し、Ni基板上に薄い下地膜を形成するだけで、hcp構造磁性膜のc軸配向性を改善できることを知見した。 As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above-mentioned problems, in the method for producing a magnetic transfer master carrier, Ni (111) is obtained by performing a heat treatment before or after forming the Ni conductive layer. It has been found that the c-axis orientation of the hcp structure magnetic film can be improved only by forming a thin underlayer on the Ni substrate.
本発明は、本発明者らによる前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては以下の通りである。即ち、
<1> 配向基材と、該配向基材上に形成された下地薄層と、該下地薄層上に形成された磁性層とを有する磁気転写用マスター担体の製造方法であって、
パターニングされたケイ素基板のパターン側表面を熱処理する導電層形成前の熱処理工程と、
該熱処理後のケイ素基板上に、Ni導電層を形成する導電層形成工程と、
該導電層を有するケイ素基板上に、Niめっきを施し、基材を形成するめっき工程と、
前記基材を、前記ケイ素基板から剥離させる剥離工程と、
を含むことを特徴とする磁気転写用マスター担体の製造方法である。
<2> 熱処理が、300℃〜450℃で20分間〜40分間の条件で行われる前記<1>に記載の磁気転写用マスター担体の製造方法である。
<3> 配向基材と、該配向基材上に形成された下地薄層と、該下地薄層上に形成された磁性層とを有する磁気転写用マスター担体の製造方法であって、
パターニングされたケイ素基板上に、Ni導電層を形成する導電層形成工程と、
該Ni導電層の表面を熱処理する導電層形成後の熱処理工程と、
該熱処理後の導電層を有するケイ素基板上に、Niめっきを施し、基材を形成するめっき工程と、
前記基材を、前記ケイ素基板から剥離させる剥離工程と、
を含むことを特徴とする磁気転写用マスター担体の製造方法である。
<4> 熱処理が、300℃〜450℃で10分間〜30分間の条件で行われる前記<3>に記載の磁気転写用マスター担体の製造方法である。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載の磁気転写用マスター担体の製造方法によって製造されたことを特徴とする磁気転写用マスター担体である。
<6> 下地薄層の厚みが、1nm〜30nmである前記<5>に記載の磁気転写用マスター担体である。
<7> 垂直磁気記録媒体を、垂直方向に初期磁化させる初期磁化工程と、
前記初期磁化工程後の前記垂直磁気記録媒体に対して、前記<5>から<6>のいずれかに記載の磁気転写用マスター担体を密着させる密着工程と、
前記垂直磁気記録媒体と前記磁気転写用マスター担体とを密着させた状態で、前記初期磁化と逆方向の垂直磁界を印加し、前記垂直磁気記録媒体に磁気情報を転写する磁気転写工程と、を含むことを特徴とする磁気転写方法である。
The present invention is based on the above findings by the present inventors, and means for solving the above problems are as follows. That is,
<1> A method for producing a master carrier for magnetic transfer, comprising an orientation substrate, a base thin layer formed on the orientation base, and a magnetic layer formed on the base thin layer,
A heat treatment step before forming a conductive layer for heat treating the patterned surface of the patterned silicon substrate; and
A conductive layer forming step of forming a Ni conductive layer on the silicon substrate after the heat treatment;
On the silicon substrate having the conductive layer, Ni plating is performed to form a base material;
A peeling step of peeling the base material from the silicon substrate;
A method for producing a master carrier for magnetic transfer.
<2> The method for producing a master carrier for magnetic transfer according to <1>, wherein the heat treatment is performed at 300 ° C. to 450 ° C. for 20 minutes to 40 minutes.
<3> A method for producing a master carrier for magnetic transfer, comprising an orientation substrate, a base thin layer formed on the orientation base, and a magnetic layer formed on the base thin layer,
A conductive layer forming step of forming a Ni conductive layer on the patterned silicon substrate;
A heat treatment step after the formation of the conductive layer for heat-treating the surface of the Ni conductive layer;
On the silicon substrate having the conductive layer after the heat treatment, Ni plating is performed to form a base material;
A peeling step of peeling the base material from the silicon substrate;
A method for producing a master carrier for magnetic transfer.
<4> The method for producing a magnetic transfer master carrier according to <3>, wherein the heat treatment is performed at 300 ° C. to 450 ° C. for 10 minutes to 30 minutes.
<5> A magnetic transfer master carrier produced by the method for producing a magnetic transfer master carrier according to any one of <1> to <4>.
<6> The magnetic transfer master carrier according to <5>, wherein the thickness of the base thin layer is 1 nm to 30 nm.
<7> an initial magnetization step of initially magnetizing the perpendicular magnetic recording medium in the perpendicular direction;
An adhesion step of bringing the magnetic transfer master carrier according to any one of <5> to <6> into close contact with the perpendicular magnetic recording medium after the initial magnetization step;
A magnetic transfer step of transferring magnetic information to the perpendicular magnetic recording medium by applying a perpendicular magnetic field opposite to the initial magnetization in a state where the perpendicular magnetic recording medium and the magnetic transfer master carrier are in close contact with each other; It is a magnetic transfer method characterized by including.
本発明によると、前記従来における諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、下地層を薄くしても高配向で、形状劣化のない磁性層が得られ、信号品位に優れる磁気転写用マスター担体及び該磁気転写用マスター担体の製造方法、並びに該磁気転写用マスター担体を用いた磁気転写方法を提供することができる。 According to the present invention, the above-described conventional problems can be solved, the above-mentioned object can be achieved, and a magnetic layer having a high orientation and no shape deterioration can be obtained even if the underlayer is thinned. Master transfer carrier, a method for producing the magnetic transfer master carrier, and a magnetic transfer method using the magnetic transfer master carrier.
(磁気転写用マスター担体の製造方法及び磁気転写用マスター担体)
本発明の磁気転写用マスター担体の製造方法は、配向基材と、該配向基材上に形成された下地薄層と、該下地薄層上に形成された磁性層とを有する磁気転写用マスター担体を製造する方法である。
第1形態では、導電層形成前の熱処理工程と、導電層形成工程と、めっき工程と、剥離工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
第2形態では、導電層形成工程と、導電層形成後の熱処理工程と、めっき工程と、剥離工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明の磁気転写用マスター担体は、本発明の磁気転写用マスター担体の製造方法により製造される。
以下、本発明の磁気転写用マスター担体の製造方法の説明を通じて、本発明の磁気転写用マスター担体の詳細についても明らかにする。
(Method for producing magnetic transfer master carrier and magnetic transfer master carrier)
The method for producing a magnetic transfer master carrier of the present invention comprises an alignment substrate, a base thin layer formed on the alignment substrate, and a magnetic layer formed on the base thin layer. A method for producing a carrier.
The first mode includes a heat treatment step before forming the conductive layer, a conductive layer forming step, a plating step, and a peeling step, and further includes other steps as necessary.
The second mode includes a conductive layer forming step, a heat treatment step after forming the conductive layer, a plating step, and a peeling step, and further includes other steps as necessary.
The magnetic transfer master carrier of the present invention is produced by the method for producing a magnetic transfer master carrier of the present invention.
Hereinafter, details of the magnetic transfer master carrier of the present invention will be clarified through the description of the method of manufacturing the magnetic transfer master carrier of the present invention.
<第1形態の磁気転写用マスター担体の製造方法>
−導電層形成前の熱処理工程−
前記導電層形成前の熱処理工程は、パターニングされたケイ素基板のパターン側表面を熱処理する工程である。これにより、Si基板の凹部表面がSiではなく、SiO2アモルファスになる。その結果、Ni導電層形成時に(111)配向しやすくなる。
<Method for Manufacturing Master Carrier for Magnetic Transfer of First Embodiment>
-Heat treatment process before conductive layer formation-
The heat treatment step before forming the conductive layer is a step of heat-treating the patterned surface of the patterned silicon substrate. Thereby, the concave surface of the Si substrate becomes SiO 2 amorphous instead of Si. As a result, (111) orientation is facilitated when forming the Ni conductive layer.
前記導電層形成前の熱処理工程は、温度が300℃〜450℃で時間が20分間〜40分間であることが好ましく、温度が400℃〜450℃で時間が30分間〜40分間であることがより好ましい。
前記温度が低い、もしくは熱処理時間が短い場合には、熱処理による配向性改善効果が小さくなることがあり、温度が高すぎる、もしくは熱処理時間が長すぎる場合には、表面が高温にさらされることにより、別の弊害が生じることがある。
前記熱処理は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば(1)クリーンオーブンを用いる方法、(2)超音波やマイクロ波を利用した装置を活用する方法などにより行うことができる。
The heat treatment step before forming the conductive layer is preferably performed at a temperature of 300 ° C. to 450 ° C. for a time of 20 minutes to 40 minutes, and at a temperature of 400 ° C. to 450 ° C. for a time of 30 minutes to 40 minutes. More preferred.
When the temperature is low or the heat treatment time is short, the effect of improving the orientation by heat treatment may be reduced, and when the temperature is too high or the heat treatment time is too long, the surface is exposed to a high temperature. Another harmful effect may occur.
The heat treatment is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, (1) a method using a clean oven, (2) a method using an apparatus using ultrasonic waves or microwaves, etc. Can do.
−導電層形成工程−
前記導電層形成工程は、前記熱処理後のケイ素基板上に、Ni導電層を形成する工程である。導電層を形成することにより、電鋳時の金属の電着が均一に行えるという効果が得られる。
前記Ni導電層の形成は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えばPVD(Physical Vapor Deposition)、CVD(Chemical Vapor Deposition)等の各種の金属成膜法などが挙げられる。これらの中でも、スパッタリング法が特に好ましい。
前記Ni導電層の厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、1nm〜30nmであることが好ましい。
なお、Ni導電層はNi以外の材料を含有していてもよく、また、Ni層と他の材料層との多層構造であっても構わない。
-Conductive layer formation process-
The conductive layer forming step is a step of forming a Ni conductive layer on the silicon substrate after the heat treatment. By forming the conductive layer, the effect that the electrodeposition of metal during electroforming can be performed uniformly is obtained.
The formation of the Ni conductive layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include various metal film formation methods such as PVD (Physical Vapor Deposition) and CVD (Chemical Vapor Deposition). . Among these, the sputtering method is particularly preferable.
There is no restriction | limiting in particular in the thickness of the said Ni conductive layer, According to the objective, it can select suitably, It is preferable that it is 1-30 nm.
The Ni conductive layer may contain a material other than Ni, or may have a multilayer structure of the Ni layer and other material layers.
−めっき工程−
前記めっき工程は、前記導電層を有するケイ素基板上に、Niめっきを施し、基材を形成する工程である。
前記めっき工程の実施方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、電気めっき、などの方法が好適である。
前記電気めっきは、電鋳装置の電解液中に原盤を浸し、原盤を陽極とし、陰極との間に通電することにより行われる。この時の電解液の濃度、pH、電流のかけ方等は、積層された金属板(即ち、磁気転写マスター担体となるもの)に歪みの無い最適条件で実施される。
-Plating process-
The plating step is a step of forming a base material by performing Ni plating on a silicon substrate having the conductive layer.
There is no restriction | limiting in particular as the implementation method of the said plating process, According to the objective, it can select suitably, For example, methods, such as electroplating, are suitable.
The electroplating is performed by immersing the master in an electrolytic solution of an electroforming apparatus, using the master as an anode, and energizing the cathode. The concentration, pH, current application method, and the like of the electrolytic solution at this time are carried out under optimum conditions with no distortion in the laminated metal plate (that is, the magnetic transfer master carrier).
−剥離工程−
前記剥離工程は、前記基材を、前記ケイ素基板から剥離させる工程である。
前記剥離工程の実施方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、専用冶具による物理的剥離などの方法が利用できる。
-Peeling process-
The peeling step is a step of peeling the base material from the silicon substrate.
There is no restriction | limiting in particular as an implementation method of the said peeling process, According to the objective, it can select suitably, For example, methods, such as physical peeling with a dedicated jig, can be utilized.
−その他の工程−
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下地薄膜形成工程、磁性層形成工程、保護膜形成工程などが挙げられる。
-Other processes-
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, a base thin film formation process, a magnetic layer formation process, a protective film formation process, etc. are mentioned.
<第2形態の磁気転写用マスター担体の製造方法>
−導電層形成工程―
前記導電層形成工程は、パターニングされたケイ素基板上に、Ni導電層を形成する工程であり、第1形態と同様である。
<Method for Producing Magnetic Transfer Master Carrier in Second Embodiment>
-Conductive layer formation process-
The conductive layer forming step is a step of forming a Ni conductive layer on the patterned silicon substrate, and is the same as in the first embodiment.
−導電層形成後の熱処理工程−
前記導電層形成後の熱処理工程は、Ni導電層の表面を熱処理する工程である。これにより、Ni導電層の(111)配向性を高めることができる。
-Heat treatment process after formation of conductive layer-
The heat treatment step after forming the conductive layer is a step of heat treating the surface of the Ni conductive layer. Thereby, the (111) orientation of the Ni conductive layer can be enhanced.
前記導電層形成後の熱処理工程は、温度が300℃〜450℃で時間が10分間〜30分間であることが好ましく、温度が300℃〜400℃で時間が10分間〜20分間であることがより好ましい。
前記温度が低い、もしくは熱処理時間が短い場合には、熱処理による配向性改善効果が小さくなることがあり、温度が高すぎる、もしくは熱処理時間が長すぎる場合には、表面が高温にさらされることにより、別の弊害が生じることがある。
前記熱処理は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば(1)クリーンオーブンを用いる方法、(2)超音波やマイクロ波を利用した装置を活用する方法などにより行うことができる。
The heat treatment step after forming the conductive layer preferably has a temperature of 300 ° C. to 450 ° C. and a time of 10 minutes to 30 minutes, and a temperature of 300 ° C. to 400 ° C. and a time of 10 minutes to 20 minutes. More preferred.
When the temperature is low or the heat treatment time is short, the effect of improving the orientation by heat treatment may be reduced, and when the temperature is too high or the heat treatment time is too long, the surface is exposed to a high temperature. Another harmful effect may occur.
The heat treatment is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. For example, (1) a method using a clean oven, (2) a method using an apparatus using ultrasonic waves or microwaves, etc. Can do.
−めっき工程−
前記めっき工程は、該熱処理後の導電層を有するケイ素基板上に、Niめっきを施し、基材を形成する工程であり、前記第1形態と同様である。
-Plating process-
The plating step is a step of performing Ni plating on a silicon substrate having a conductive layer after the heat treatment to form a base material, and is the same as in the first embodiment.
−剥離工程−
前記剥離工程は、第1形態と同様である。
-Peeling process-
The peeling step is the same as in the first embodiment.
−その他の工程−
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、下地薄膜形成工程、磁性層形成工程、保護膜形成工程などが挙げられる。
-Other processes-
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, a base thin film formation process, a magnetic layer formation process, a protective film formation process, etc. are mentioned.
ここで、図1〜図3は、磁気転写用マスター担体(以下、マスターディスク又はマスター担体と略記することがある)の製造工程を示す説明図である。以下、図1〜図3に基づいて、一実施形態に係るマスターディスクの製造方法の一例について説明する。
図1(a)に示すように、表面が平滑なシリコンウエハーである原板30を用意し、この原板30の上に、電子線レジスト液をスピンコート法等により塗布して、レジスト層32を形成し(図1(b)参照)、ベーキング処理(プレベーク)を行う。
Here, FIG. 1 to FIG. 3 are explanatory views showing a manufacturing process of a magnetic transfer master carrier (hereinafter sometimes abbreviated as a master disk or a master carrier). Hereinafter, an example of a method for manufacturing a master disk according to an embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1A, an original plate 30 which is a silicon wafer having a smooth surface is prepared, and an electron beam resist solution is applied onto the original plate 30 by a spin coat method or the like to form a resist layer 32. (See FIG. 1B), and baking processing (pre-baking) is performed.
次いで、高精度な回転ステージ又はX−Yステージを備えた不図示の電子ビーム露光装置のステージ上に原板30をセットし、原板30を回転させながら、サーボ信号に対応して変調した電子ビームを照射し、レジスト層32の略全面に所定のパターン33、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に描画露光(電子線描画)する(図1(c)参照)。 Next, an original plate 30 is set on a stage of an electron beam exposure apparatus (not shown) equipped with a high-precision rotary stage or an XY stage, and an electron beam modulated in accordance with a servo signal is rotated while the original plate 30 is rotated. A predetermined pattern 33, for example, a pattern corresponding to a servo signal extending linearly from the center of rotation to each track in a radial direction on each track is drawn and exposed on a portion corresponding to each frame on the circumference (subject to irradiation). Electron beam drawing) (see FIG. 1C).
次いで、図1(d)に示すように、レジスト層32を現像処理し、露光(描画)部分を除去して、残ったレジスト層32による所望厚さの被覆層を形成する。この被覆層が次工程(エッチング工程)のマスクとなる。なお、基板30上に塗布されるレジストはポジ型、ネガ型のどちらでも使用可能であるが、ポジ型とネガ型では、露光(描画)パターンが反転することになる。この現像処理の後には、レジスト層32と原板30との密着力を高めるためにベーキング処理(ポストベーク)を行う。 Next, as shown in FIG. 1D, the resist layer 32 is developed to remove the exposed (drawn) portion, and a coating layer having a desired thickness is formed by the remaining resist layer 32. This coating layer becomes a mask for the next process (etching process). The resist applied on the substrate 30 can be either a positive type or a negative type, but the exposure (drawing) pattern is reversed between the positive type and the negative type. After this development process, a baking process (post-bake) is performed to increase the adhesion between the resist layer 32 and the original plate 30.
次いで、図1(e)に示すように、レジスト層32の開口部より原板30を表面より所定深さだけ除去(エッチング)する。このエッチングにおいては、アンダーカット(サイドエッチ)を最小にするため、異方性のエッチングが好ましい。このような、異方性のエッチングとしては、反応性イオンエッチング(RIE;Reactive Ion Etching)が好ましく採用できる。 Next, as shown in FIG. 1E, the original plate 30 is removed (etched) from the surface by a predetermined depth from the opening of the resist layer 32. In this etching, anisotropic etching is preferable in order to minimize undercut (side etching). As such anisotropic etching, reactive ion etching (RIE) can be preferably employed.
次いで、図2(f)に示すように、レジスト層32を除去する。レジスト層32の除去方法は、乾式法としてアッシングが採用でき、湿式法として剥離液による除去方法が採用できる。以上のアッシング工程により、所望の凹凸状パターンの反転型が形成された原盤(ケイ素基板)36が作製される。
ここで、本発明の第1形態の磁気転写用マスター担体の製造方法では、パターニングされたケイ素基板を、クリーンオーブン内に入れ、基板パターン側の表面に熱を加える、具体的には、300℃〜450℃で20分間〜40分間熱処理する。
Next, as shown in FIG. 2F, the resist layer 32 is removed. As a method for removing the resist layer 32, ashing can be employed as a dry method, and a removal method using a stripping solution can be employed as a wet method. Through the above ashing process, a master (silicon substrate) 36 on which a reverse type of a desired concavo-convex pattern is formed is produced.
Here, in the method for manufacturing a magnetic transfer master carrier according to the first embodiment of the present invention, the patterned silicon substrate is placed in a clean oven, and heat is applied to the surface on the substrate pattern side. Heat treatment is performed at ˜450 ° C. for 20 minutes to 40 minutes.
次いで、図2(g)に示すように、原盤36の表面に均一厚さに導電層38を形成する。この導電層38の形成方法としては、PVD(Physical Vapor Deposition)、CVD(Chemical Vapor Deposition)を含む各種の金属成膜法等が適用できる。
このように、導電層の層(符号38)を1層形成すれば、次工程(電鋳工程)の金属の電着が均一に行えるという効果が得られる。導電層38としては、Niを主成分とする膜であることが好ましい。このようなNiを主成分とする膜は、形成が容易であり、かつ硬質であるため、導電層としてふさわしい。この導電層38の厚みとして、特に制限はないが、数十nm程度が一般的に採用できる。
なお、本発明の第2形態の磁気転写用マスター担体の製造方法では、前記第1形態とは異なり、Ni導電層を形成した後、該Ni導電層付きの基板をクリーンオーブン内に入れ、基板パターン側のNi導電層表面に熱を加える、具体的には300℃〜450℃で10分間〜30分間熱処理する。
Next, as shown in FIG. 2G, a conductive layer 38 is formed on the surface of the master 36 to a uniform thickness. As a method for forming the conductive layer 38, various metal film forming methods including PVD (Physical Vapor Deposition) and CVD (Chemical Vapor Deposition) can be applied.
Thus, if one layer of the conductive layer (reference numeral 38) is formed, the effect that the electrodeposition of the metal in the next process (electroforming process) can be performed uniformly is obtained. The conductive layer 38 is preferably a film containing Ni as a main component. Such a film containing Ni as a main component is suitable for a conductive layer because it is easy to form and is hard. Although there is no restriction | limiting in particular as the thickness of this conductive layer 38, about several dozen nm is generally employable.
In the method of manufacturing the master carrier for magnetic transfer according to the second embodiment of the present invention, unlike the first embodiment, after forming the Ni conductive layer, the substrate with the Ni conductive layer is placed in a clean oven, Heat is applied to the Ni conductive layer surface on the pattern side, specifically, heat treatment is performed at 300 to 450 ° C. for 10 to 30 minutes.
次いで、図2(h)に示すように、原盤36の表面に、電鋳により所望の厚さの金属(ここでは、Ni)による金属板40を積層する(めっき工程)。このめっき工程は、電鋳装置の電解液中に原盤36を浸し、原盤36を陽極とし、陰極との間に通電することにより行われるが、このときの電解液の濃度、pH、電流のかけ方等は、積層された金属板40に歪みのない最適条件で実施されることが求められる。 Next, as shown in FIG. 2H, a metal plate 40 made of a metal (here, Ni) having a desired thickness is laminated on the surface of the master 36 by electroforming (plating step). This plating process is performed by immersing the master 36 in the electrolyte of the electroforming apparatus, and using the master 36 as an anode and energizing between the cathode and the electrolyte. At this time, the concentration of the electrolyte, pH, and application of current The method is required to be performed under optimum conditions with no distortion in the laminated metal plates 40.
そして、上記のようにして金属板40の積層された原盤36が電鋳装置の電解液から取り出され、剥離槽(不図示)内の純水に浸される。 Then, the master 36 on which the metal plate 40 is laminated as described above is taken out from the electrolytic solution of the electroforming apparatus and immersed in pure water in a peeling tank (not shown).
次いで、剥離槽内において、金属板40を原盤36から剥離し(剥離工程)、図3(i)に示すような、原盤36から反転した凹凸状パターンを有する粗マスター基板42A(基材)を得る。 Next, in the peeling tank, the metal plate 40 is peeled from the master 36 (peeling step), and a rough master substrate 42A (base material) having a concavo-convex pattern reversed from the master 36 as shown in FIG. obtain.
続いて、粗マスター基板42Aの表面にエッチングを施して導電層38をおおよそ除去し、図3(j)に示すような、マスター基板42(配向基材)を得る(エッチング工程)。 Subsequently, the surface of the rough master substrate 42A is etched to roughly remove the conductive layer 38 to obtain a master substrate 42 (alignment base material) as shown in FIG. 3 (j) (etching step).
次に、図3(k)に示すように、マスター基板42の凹凸表面上に下地薄層47を形成する。該下地薄層47の材料は、例えば、Pt、Ru、Pd、Co、Cr、Ni、W、Ta、Al、P、Si、Tiのうち、少なくとも1つを含有する金属、合金、化合物からなる。該下地薄層47の厚みは、1nm〜30nmの範囲が好ましく、2nm〜20nmの範囲がより好ましい。該下地薄層47は、例えば、上述の材料のターゲットを用いスパッタリングにより形成される。 Next, as shown in FIG. 3K, a base thin layer 47 is formed on the uneven surface of the master substrate 42. The material of the underlying thin layer 47 is made of, for example, a metal, an alloy, or a compound containing at least one of Pt, Ru, Pd, Co, Cr, Ni, W, Ta, Al, P, Si, and Ti. . The thickness of the underlying thin layer 47 is preferably in the range of 1 nm to 30 nm, and more preferably in the range of 2 nm to 20 nm. The underlying thin layer 47 is formed, for example, by sputtering using the above-described material target.
次いで、図3(l)に示すように、下地薄層47上に磁性層48を形成する。該磁性層48の材料は、例えば、CoPtからなる。該磁性層48の厚みは、10nm〜320nmの範囲が好ましく、20nm〜300nmの範囲がより好ましく、30nm〜100nmが更に好ましい。該磁性層48は、後述の材料のターゲットを用いスパッタリングにより形成される。 Next, as shown in FIG. 3L, a magnetic layer 48 is formed on the underlying thin layer 47. The material of the magnetic layer 48 is made of, for example, CoPt. The thickness of the magnetic layer 48 is preferably in the range of 10 nm to 320 nm, more preferably in the range of 20 nm to 300 nm, and still more preferably 30 nm to 100 nm. The magnetic layer 48 is formed by sputtering using a target of the material described later.
その後、マスター基板42の内径及び外径を、所定のサイズに打抜き加工する。以上のプロセスにより、図3(l)に示すように、磁性層48が設けられた凹凸パターンを有するマスターディスク20が作製される。 Thereafter, the inner diameter and the outer diameter of the master substrate 42 are punched into a predetermined size. Through the above process, as shown in FIG. 3L, the master disk 20 having the concavo-convex pattern provided with the magnetic layer 48 is manufactured.
図4はマスターディスク20の上面図である。図4に示すように、マスターディスク20の表面には、凹凸パターンからなるサーボパターン52が形成される。また、図には示さないが、マスターディスク20表面の磁性層48(図3(l)参照)の上にダイヤモンドライクカーボン等の保護膜(保護層)や、更に、保護膜上に潤滑剤層を設けてもよい。 FIG. 4 is a top view of the master disk 20. As shown in FIG. 4, a servo pattern 52 composed of a concavo-convex pattern is formed on the surface of the master disk 20. Although not shown in the figure, a protective film (protective layer) such as diamond-like carbon is formed on the magnetic layer 48 (see FIG. 3 (l)) on the surface of the master disk 20, and a lubricant layer is formed on the protective film. May be provided.
該保護層を形成する目的は、マスターディスク20と後述するスレーブディスクとを密着させた際に磁性層48が傷つきやすく、マスターディスク20として使用できなくなってしまうことを防止するためである。また、潤滑剤層は、スレーブディスクとの接触の際に生じる摩擦による傷の発生などを防止し、耐久性を向上させる効果がある。 The purpose of forming the protective layer is to prevent the magnetic layer 48 from being easily damaged when the master disk 20 and a slave disk to be described later are brought into close contact with each other and cannot be used as the master disk 20. In addition, the lubricant layer has an effect of preventing the occurrence of scratches due to friction generated when contacting the slave disk and improving durability.
具体的には、保護層として、厚さが2nm〜30nmのカーボン膜を形成し、更にその上に潤滑剤層を形成した構成が好ましい。また、磁性層48と、保護層との密着性を強化するため、磁性層48上にSi等の密着強化層を形成し、その後に保護層を形成してもよい。 Specifically, a structure in which a carbon film having a thickness of 2 nm to 30 nm is formed as a protective layer and a lubricant layer is further formed thereon is preferable. Further, in order to reinforce the adhesion between the magnetic layer 48 and the protective layer, an adhesion reinforcing layer such as Si may be formed on the magnetic layer 48 and then the protective layer may be formed.
(磁気転写用マスター担体)
本発明の磁気転写用マスター担体は、上述の磁気転写用マスター担体の製造方法によって製造され、少なくとも配向基材と、該配向基材上に形成された下地薄層と、該下地薄層上に形成された磁性層とを備えてなり、更に必要に応じて、その他の層を備えてなる。
(Master carrier for magnetic transfer)
The magnetic transfer master carrier of the present invention is produced by the above-described method for producing a magnetic transfer master carrier, and includes at least an orientation substrate, a base thin layer formed on the orientation base, and a base thin layer. The magnetic layer is formed, and other layers are further provided as necessary.
図5(a)は、本発明の磁気転写用マスター担体の一例としての、マスターディスク(マスター担体)20の部分断面図である。このマスターディスク20は、配向基材202と、該配向基材202の表面上に形成される磁性層204とを備える。該配向基材202は、その表面に、凸部206及び凹部207を有する。該凸部206は、その表面に前記磁性層204を有する。なお、本実施形態においては、製造が容易である等の理由により、凹部207の表面にも磁性層208が形成されている。他の実施形態においては、凹部207内に磁性層208がなくてもよい。
配向基材202の凸部206の表面(頂面)に形成される磁性層204は、転写信号に対応するビット部となる。このビット部は、初期磁化を反転させる部分であり、転写部に相当する。なお、凹部207は、磁化反転しない非転写部に相当する。
FIG. 5A is a partial cross-sectional view of a master disk (master carrier) 20 as an example of the magnetic transfer master carrier of the present invention. The master disk 20 includes an orientation base 202 and a magnetic layer 204 formed on the surface of the orientation base 202. The alignment substrate 202 has a convex portion 206 and a concave portion 207 on its surface. The convex portion 206 has the magnetic layer 204 on the surface thereof. In the present embodiment, the magnetic layer 208 is also formed on the surface of the recess 207 for reasons such as easy manufacture. In other embodiments, the magnetic layer 208 may not be in the recess 207.
The magnetic layer 204 formed on the surface (top surface) of the convex portion 206 of the alignment substrate 202 becomes a bit portion corresponding to the transfer signal. This bit portion is a portion that reverses the initial magnetization, and corresponds to a transfer portion. The concave portion 207 corresponds to a non-transfer portion where magnetization is not reversed.
図5(b)は、他の実施形態のマスターディスク20Aの部分断面図である。このマスターディスク20Aは、配向基材212と、該配向基材212の表面上に、転写信号に対応するビット部となる磁性層214とを備える。このマスターディスク20Aにおいては、該磁性層214が、転写部に相当し、隣り合う磁性層214の間の部分(隙間)が、非転写部に相当する。 FIG. 5B is a partial cross-sectional view of a master disk 20A according to another embodiment. The master disk 20A includes an orientation base 212 and a magnetic layer 214 serving as a bit portion corresponding to a transfer signal on the surface of the orientation base 212. In the master disk 20A, the magnetic layer 214 corresponds to a transfer portion, and a portion (gap) between adjacent magnetic layers 214 corresponds to a non-transfer portion.
<配向基材>
前記配向基材は、ガラス、ポリカーボネート等の合成樹脂;ニッケル、アルミニウム等の金属;シリコン、カーボンなどの公知の材料を用いて製造される。
<Oriented substrate>
The alignment substrate is manufactured using a known material such as a synthetic resin such as glass or polycarbonate; a metal such as nickel or aluminum; silicon or carbon.
<磁性層>
前記磁性層は、垂直磁気異方性を有し、磁気異方性エネルギー(Ku)が、3×106erg/cm3以上であることが好ましい。前記磁気異方性エネルギー(Ku)は、公知の磁気異方性トルク計を用いて測定できる。
<Magnetic layer>
The magnetic layer preferably has perpendicular magnetic anisotropy and has a magnetic anisotropy energy (Ku) of 3 × 10 6 erg / cm 3 or more. The magnetic anisotropy energy (Ku) can be measured using a known magnetic anisotropy torque meter.
該磁性層の磁気異方性エネルギーが少なくとも3×106erg/cm3以上あると、転写磁界(Hd)を印加した際、垂直方向に磁界を印加した際の該磁性層内において反磁界の影響による磁化量の減少が抑制される。これに対し、磁気異方性エネルギーが3×106erg/cm3未満であると、転写磁界(Hd)を印加した際、該磁性層内において発生した反磁界の影響が顕著に現れ、該磁性層の磁化量が減少し磁気転写特性を確保することができない。 When the magnetic layer has a magnetic anisotropy energy of at least 3 × 10 6 erg / cm 3 , when a transfer magnetic field (Hd) is applied, a demagnetizing field in the magnetic layer when a magnetic field is applied in a vertical direction is applied. Reduction in the amount of magnetization due to the influence is suppressed. On the other hand, when the magnetic anisotropy energy is less than 3 × 10 6 erg / cm 3 , when a transfer magnetic field (Hd) is applied, the influence of the demagnetizing field generated in the magnetic layer appears remarkably. The amount of magnetization of the magnetic layer is reduced, and the magnetic transfer characteristics cannot be ensured.
該磁性層の飽和磁化(Ms)は、500emu/cc以上であることが好ましい。飽和磁化が500emu/cc未満であると、垂直磁気異方性を有し、磁性層磁化が飽和した状態にあるにもかかわらず、凹凸間の転写磁界強度差を確保できず、充分な転写特性を確保できないことがある。 The saturation magnetization (Ms) of the magnetic layer is preferably 500 emu / cc or more. When the saturation magnetization is less than 500 emu / cc, it has perpendicular magnetic anisotropy and the magnetic layer magnetization is in a saturated state. May not be secured.
また、該磁性層の核生成磁界(Hn)が正値(Hn>0)であることが好ましい。核生成磁界(Hn)が、Hn≦0であると、磁気転写終了後、転写磁界を除去後にも磁性層から大きな磁界が発生することとなり、重ね記録が起こり、所望の信号を記録できないことがある。
なお、該磁性層の核生成磁界(Hn)は、印加磁界(転写磁界、Hd)以下であることが好ましい。印加磁界以下であると、該磁性層の飽和磁化(Ms)を有効に活用できる。
The nucleation magnetic field (Hn) of the magnetic layer is preferably a positive value (Hn> 0). When the nucleation magnetic field (Hn) is Hn ≦ 0, a large magnetic field is generated from the magnetic layer even after the transfer magnetic field is removed after the magnetic transfer is completed, and overrecording occurs, and a desired signal cannot be recorded. is there.
The nucleation magnetic field (Hn) of the magnetic layer is preferably not more than the applied magnetic field (transfer magnetic field, Hd). The saturation magnetization (Ms) of the magnetic layer can be effectively utilized when the applied magnetic field is not more than the applied magnetic field.
該磁性層の飽和磁化(emu/cc)及び核生成磁界(Hn)は、公知の振動試料型磁力計を用いて求められる。飽和磁化(emu/cc)は、該振動試料型磁力計を用いて得られる磁化曲線から、飽和磁気モーメント(emu)を求め、該飽和磁気モーメントを、該磁性層の体積(cc)で割ることにより、求められる。核生成磁界(Hn)は、該磁化曲線から求められる。 The saturation magnetization (emu / cc) and the nucleation magnetic field (Hn) of the magnetic layer are obtained using a known vibrating sample magnetometer. The saturation magnetization (emu / cc) is obtained from the magnetization curve obtained using the vibrating sample magnetometer, and the saturation magnetic moment (emu) is obtained, and the saturation magnetic moment is divided by the volume (cc) of the magnetic layer. Is required. The nucleation magnetic field (Hn) is obtained from the magnetization curve.
該磁性層の残留磁化(Mr)は、小さい値であることが好ましい。残留磁化がある値よりも大きくなると、転写磁界の印加を解除した後も、マスターディスクから磁界が発生するため、マスターディスクをスレーブディスクから分離する際に不要な転写が生じ、この不要な転写が信号のノイズとなる。該磁性層の残留磁化(Mr)は、飽和磁化値の80%以下であることが好ましく、具体的には、400emu/cc以下であることが好ましい。 The remanent magnetization (Mr) of the magnetic layer is preferably a small value. If the remanent magnetization exceeds a certain value, a magnetic field is generated from the master disk even after the application of the transfer magnetic field is cancelled.Therefore, unnecessary transfer occurs when separating the master disk from the slave disk. Signal noise. The remanent magnetization (Mr) of the magnetic layer is preferably 80% or less of the saturation magnetization value, specifically, 400 emu / cc or less.
該磁性層の保磁力(Hc)は、その値が大きすぎると、印加磁界で該磁性層が磁化しないため、転写することが難しい。大きな転写磁界印加は、凹部の磁界を強める。したがって、該磁性層の保磁力(Hc)は、対象とする垂直磁気記録媒体の保磁力以下であることが好ましく、具体的には、6,000Oe以下が好ましく、4,000Oe以下がより好ましい。 If the value of the coercive force (Hc) of the magnetic layer is too large, it is difficult to transfer because the magnetic layer is not magnetized by the applied magnetic field. Application of a large transfer magnetic field strengthens the magnetic field in the recess. Therefore, the coercive force (Hc) of the magnetic layer is preferably less than or equal to the coercivity of the target perpendicular magnetic recording medium, specifically, preferably 6,000 Oe or less, and more preferably 4,000 Oe or less.
このような、マスターディスク(マスター担体)の磁性層に用いられる材料としては、Fe、Co、Niのうち、少なくとも1つの強磁性金属と、Cr、Pt、Ru、Pd、Si、Ti、B、Ta、Oのうち少なくとも1つの非磁性物質とから構成される合金、或いは化合物である。該磁性層の材料としては、特に、Coと、Ptとから構成される合金(CoPt)が好ましい。 As a material used for the magnetic layer of such a master disk (master carrier), at least one ferromagnetic metal of Fe, Co, and Ni, and Cr, Pt, Ru, Pd, Si, Ti, B, It is an alloy or compound composed of at least one nonmagnetic substance of Ta and O. As the material of the magnetic layer, an alloy (CoPt) composed of Co and Pt is particularly preferable.
前記硬質保護層及び潤滑剤層が形成されたマスターディスクを用いて、複数回の磁気転写を実施する。
ところで、該硬質保護層には、微小なピンホールが存在することに加え、潤滑剤層の被覆率も低いため、複数回の磁気転写工程においてピンホールから水分が侵入し、従来のマスターディスク表面に磁性層酸化物が生成する場合があった。該酸化物が生成することにより、該磁性層の体積が膨張し、膨張した箇所が凸状となり、スレーブディスク表面に物理的欠陥が発生することがあった。
特に、従来のFeCoからなる磁性層を備えたマスターディスクを接触させると、該磁性層の金属元素、特にFeの腐食、酸化が選択的に発生するという問題があった。
これに対し、Feよりもイオン化傾向が低い、Co、Ptを選択したCoPtからなる磁性層を備えたマスターディスクでは上記問題を大幅に改善することができる。
Using the master disk on which the hard protective layer and the lubricant layer are formed, magnetic transfer is performed a plurality of times.
By the way, in addition to the presence of minute pinholes in the hard protective layer, the coverage of the lubricant layer is also low, so that moisture penetrates from the pinholes in multiple magnetic transfer processes, and the surface of the conventional master disk In some cases, a magnetic layer oxide was formed. As a result of the formation of the oxide, the volume of the magnetic layer expands, the expanded portion becomes convex, and physical defects may occur on the surface of the slave disk.
In particular, when a conventional master disk having a magnetic layer made of FeCo is brought into contact, there is a problem that corrosion and oxidation of metal elements, particularly Fe, of the magnetic layer are selectively generated.
On the other hand, a master disk having a magnetic layer made of CoPt selected from Co and Pt, which has a lower ionization tendency than Fe, can greatly improve the above problem.
マスターディスク(マスター担体)の磁性層は、例えば、スパッタリング法によって形成できる。例えば、該磁性層としてCoPtを用いる場合、該磁性層の組成は、主として、Pt濃度で制御できる。該磁性層形成時のスパッタ圧を低く設定すると、磁気異方性エネルギー(Ku)を高めることができる。ただし、スパッタ圧を0.1Pa未満に設定すると、通常、放電が困難となる。スパッタ圧は、0.1Pa〜50Paが好ましく、0.1Pa〜10Paがより好ましい。Pt濃度は、5原子%〜30原子%が好ましく、10原子%〜25原子%がより好ましい。 The magnetic layer of the master disk (master carrier) can be formed by sputtering, for example. For example, when CoPt is used as the magnetic layer, the composition of the magnetic layer can be controlled mainly by the Pt concentration. When the sputtering pressure during the formation of the magnetic layer is set low, the magnetic anisotropy energy (Ku) can be increased. However, when the sputtering pressure is set to less than 0.1 Pa, discharge is usually difficult. The sputtering pressure is preferably from 0.1 Pa to 50 Pa, more preferably from 0.1 Pa to 10 Pa. The Pt concentration is preferably 5 atom% to 30 atom%, more preferably 10 atom% to 25 atom%.
<下地薄層>
前記下地薄層は、マスターディスク(マスター担体)の磁性層の垂直配向性、磁気異方性エネルギー(Ku)、及び核生成磁界(Hn)を調整するために、該磁性層の下(磁性層と配向基材との間)に形成されている。
前記下地薄層の材料としては、例えば、Pt、Ru、Pd、Co、Cr、Ni、W、Ta、Al、P、Si、Tiのうち、少なくとも1つを含有する金属、合金、化合物で構成される。該下地薄層の材料としては、Pt、Ru等の白金属の金属、合金が好ましい。該下地薄層は、単層でもよく、多層でもよい。
<Thin base layer>
The underlying thin layer is formed under the magnetic layer (magnetic layer) in order to adjust the perpendicular orientation, magnetic anisotropy energy (Ku), and nucleation magnetic field (Hn) of the magnetic layer of the master disk (master carrier). And the alignment substrate).
Examples of the material for the base thin layer include Pt, Ru, Pd, Co, Cr, Ni, W, Ta, Al, P, Si, and a metal, an alloy, or a compound containing at least one of Ti. Is done. As the material for the underlying thin layer, a white metal such as Pt or Ru or an alloy is preferable. The underlying thin layer may be a single layer or a multilayer.
前記下地薄層の厚みは、1nm〜30nmであることが好ましく、2nm〜20nmがより好ましい。前記下地薄層の厚みが、30nmを超えると、マスターディスクのパターン上に形成された磁性層の形状が劣化して、転写磁界の分布が悪化し、記録信号の信号品位が劣化する。一方、前記下地薄層の厚みが、1nm未満であると、該磁性層を垂直配向させることができない場合、或いは、磁気異方性エネルギー、核生成磁界を制御できない場合がある。
なお、前記下地薄層の厚みは、20nm以下であることが好ましい。前記下地薄層の厚みが20nm以下であると、磁性層形成後のパターン形状の劣化を抑制することができ、大幅に磁気転写特性を改善できる。
The thickness of the base thin layer is preferably 1 nm to 30 nm, and more preferably 2 nm to 20 nm. If the thickness of the underlying thin layer exceeds 30 nm, the shape of the magnetic layer formed on the pattern of the master disk deteriorates, the distribution of the transfer magnetic field deteriorates, and the signal quality of the recording signal deteriorates. On the other hand, if the thickness of the underlying thin layer is less than 1 nm, the magnetic layer may not be vertically aligned, or the magnetic anisotropy energy and the nucleation magnetic field may not be controlled.
In addition, it is preferable that the thickness of the said foundation | substrate thin layer is 20 nm or less. When the thickness of the underlying thin layer is 20 nm or less, the deterioration of the pattern shape after forming the magnetic layer can be suppressed, and the magnetic transfer characteristics can be greatly improved.
従来、磁性層を垂直配向させるためには、下地層は、30nmを超える厚さにする必要があった。
これに対し、本発明では、基材の表面配向が高いので、下地層を薄くしても磁性層を垂直配向させることができる。これにより、基材上に形成する下地層及び磁性層のトータル厚みが抑えられ、結果として、磁性層の形状劣化の影響を受けず、優れた転写信号品位を得ることが可能となる。
Conventionally, in order to vertically align the magnetic layer, the underlayer has to have a thickness exceeding 30 nm.
In contrast, in the present invention, since the surface orientation of the substrate is high, the magnetic layer can be vertically oriented even if the underlayer is thin. As a result, the total thickness of the underlayer and the magnetic layer formed on the substrate can be suppressed, and as a result, it is possible to obtain excellent transfer signal quality without being affected by the shape deterioration of the magnetic layer.
<その他の層>
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、保護層形成などが挙げられる。
<Other layers>
There is no restriction | limiting in particular as said other layer, According to the objective, it can select suitably, For example, protective layer formation etc. are mentioned.
<<保護層>>
前記保護層は、マスターディスク表面に、機械的、摩擦特性、耐候性を改善するために形成される。前記保護層の材料としては、硬質な炭素膜が好ましく、スパッタ法により形成した無機カーボン、ダイヤモンドライクカーボン等を用いることができる。この硬質保護層上には、更に、潤滑剤からなる層(潤滑剤層)を形成してもよい。
この種の潤滑剤としては、一般的に、パーフルオロポリエーテル(PFPE)等のフッ素系樹脂が用いられる。
<< Protective layer >>
The protective layer is formed on the master disk surface in order to improve mechanical, frictional properties, and weather resistance. As the material of the protective layer, a hard carbon film is preferable, and inorganic carbon, diamond-like carbon, or the like formed by a sputtering method can be used. A layer made of a lubricant (lubricant layer) may be further formed on the hard protective layer.
As this type of lubricant, a fluorine-based resin such as perfluoropolyether (PFPE) is generally used.
(磁気転写方法)
本発明の磁気転写方法は、少なくとも初期磁化工程と、密着工程と、磁気転写工程と、を含んでなり、更に必要に応じて、その他の工程を含んでなる。
(Magnetic transfer method)
The magnetic transfer method of the present invention includes at least an initial magnetization step, an adhesion step, and a magnetic transfer step, and further includes other steps as necessary.
図6を用いて垂直磁気記録の磁気転写技術の概要を説明する。図6は、垂直磁気記録の磁気転写方法の工程を示す説明図である。図6において、10は被転写用の磁気ディスクとしてのスレーブディスク(垂直磁気記録媒体に相当)、20は磁気転写用マスター担体としてのマスターディスクを表す。 The outline of the magnetic transfer technique of perpendicular magnetic recording will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the steps of a magnetic transfer method for perpendicular magnetic recording. In FIG. 6, 10 denotes a slave disk (corresponding to a perpendicular magnetic recording medium) as a magnetic disk for transfer, and 20 denotes a master disk as a magnetic transfer master carrier.
図6(a)に示すように、スレーブディスク10のディスク平面に対し、垂直の方向から、直流磁界(Hi)を印加して、該スレーブディスク10を初期磁化する(初期磁化工程)。
初期磁化を行った後、図6(b)に示すように、前記初期磁化後のスレーブディスク10と、マスターディスク20とを密着させる(密着工程)。
更に、両ディスク10、20を密着させた後、図6(c)に示すように、初期磁化の際に印加される磁界(Hi)とは、逆向きの磁界(Hd)を印加して、該スレーブディスク10に磁気転写する(磁気転写工程)。
As shown in FIG. 6A, a DC magnetic field (Hi) is applied from a direction perpendicular to the disk plane of the slave disk 10 to initially magnetize the slave disk 10 (initial magnetization step).
After the initial magnetization, as shown in FIG. 6B, the slave disk 10 after the initial magnetization and the master disk 20 are brought into close contact (contact process).
Further, after the disks 10 and 20 are brought into close contact with each other, as shown in FIG. 6C, a magnetic field (Hi) applied in the direction opposite to the magnetic field (Hi) applied at the time of initial magnetization is applied. Magnetic transfer to the slave disk 10 (magnetic transfer step).
〔スレーブディスク(垂直磁気記録媒体)の説明〕
図7に示すように、前記スレーブディスク10は、円盤状の基板の表面の片面或いは、両面にスレーブ磁性層が形成されたものであり、具体的には、高密度ハードディスク等が挙げられる。このスレーブディスク10を例に挙げ、図7を用いて、垂直磁気記録媒体の説明を行う。
[Description of slave disk (perpendicular magnetic recording medium)]
As shown in FIG. 7, the slave disk 10 is a disk in which a slave magnetic layer is formed on one surface or both surfaces of a disk-shaped substrate, and specifically includes a high-density hard disk. Taking this slave disk 10 as an example, a perpendicular magnetic recording medium will be described with reference to FIG.
図7は、スレーブディスク10の断面を示す説明図である。図7に示すように、スレーブディスク10は、ガラス等の非磁性基板12上に、軟磁性層(軟磁性下地層;SUL)13、非磁性層(中間層)14、スレーブ磁性層(垂直磁気記録層)16が順次積層形成された構造からなり、スレーブ磁性層16の上は更に保護層18と潤滑層19とで覆われている。なお、ここでは、基板12の片面にスレーブ磁性層16を形成した例を示すが、基板12の表裏両面にスレーブ磁性層を形成する態様も可能である。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing a cross section of the slave disk 10. As shown in FIG. 7, the slave disk 10 includes a soft magnetic layer (soft magnetic underlayer; SUL) 13, a nonmagnetic layer (intermediate layer) 14, a slave magnetic layer (perpendicular magnetic) on a nonmagnetic substrate 12 such as glass. Recording layer) 16 is sequentially laminated, and the slave magnetic layer 16 is further covered with a protective layer 18 and a lubricating layer 19. Here, an example in which the slave magnetic layer 16 is formed on one surface of the substrate 12 is shown, but an embodiment in which the slave magnetic layer is formed on both front and back surfaces of the substrate 12 is also possible.
前記基板12は、円盤状であり、ガラスやAl(アルミニウム)等の非磁性材料から構成されており、この基板12上に軟磁性層13を形成した後、非磁性層14と、スレーブ磁性層16を形成する。 The substrate 12 has a disk shape and is made of a nonmagnetic material such as glass or Al (aluminum). After the soft magnetic layer 13 is formed on the substrate 12, the nonmagnetic layer 14 and the slave magnetic layer are formed. 16 is formed.
前記軟磁性層13は、スレーブ磁性層16の垂直磁化状態を安定させ、記録再生時の感度を向上させるために有益である。軟磁性層13に用いられる材料は、CoZrNb、FeTaC、FeZrN、FeSi合金、FeAl合金、パーマロイ等のFeNi合金、パーメンジュール等のFeCo合金等の軟磁性材料が好ましい。この軟磁性層13は、ディスクの中心から外側に向かって半径方向が磁化容易軸の磁気異方性が付けられている。 The soft magnetic layer 13 is useful for stabilizing the perpendicular magnetization state of the slave magnetic layer 16 and improving the sensitivity during recording and reproduction. The material used for the soft magnetic layer 13 is preferably a soft magnetic material such as CoZrNb, FeTaC, FeZrN, FeSi alloy, FeAl alloy, FeNi alloy such as permalloy, and FeCo alloy such as permendur. The soft magnetic layer 13 has a magnetic anisotropy having an easy axis in the radial direction from the center of the disk to the outside.
前記軟磁性層13の厚さは、20nm〜2,000nmであることが好ましく、40nm〜400nmであることがより好ましい。 The thickness of the soft magnetic layer 13 is preferably 20 nm to 2,000 nm, and more preferably 40 nm to 400 nm.
前記非磁性層14は、後に形成するスレーブ磁性層16の垂直方向の磁気異方性を大きくする等の理由により設けられる。非磁性層14に用いられる材料としては、例えばTi(チタン)、Cr(クロム)、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、NiAl、Ru(ルテニウム)、Pd(パラジウム)、Ta、Pt等が好ましい。非磁性層14は、スパッタリング法により上記材料を成膜することにより形成される。非磁性層14の厚さは、10nm〜150nmであることが好ましく、20nm〜80nmであることがより好ましい。 The nonmagnetic layer 14 is provided for reasons such as increasing the perpendicular magnetic anisotropy of the slave magnetic layer 16 to be formed later. As the material used for the nonmagnetic layer 14, for example, Ti (titanium), Cr (chromium), CrTi, CoCr, CrTa, CrMo, NiAl, Ru (ruthenium), Pd (palladium), Ta, Pt and the like are preferable. The nonmagnetic layer 14 is formed by depositing the above material by a sputtering method. The thickness of the nonmagnetic layer 14 is preferably 10 nm to 150 nm, and more preferably 20 nm to 80 nm.
前記スレーブ磁性層16は、垂直磁化膜(スレーブ磁性層内の磁化容易軸が基板に対し主に垂直に配向したもの)により形成されており、このスレーブ磁性層16に情報が記録される。スレーブ磁性層16に用いられる材料としては、例えばCo(コバルト)、Co合金(CoPt、CoPtCr、CoCr、CoPtCrTa、CoPtCrNbTa、CoCrB、CoNi等)、Co合金−SiO2、Co合金−TiO2、Fe合金(FePt、FeCoNi等)等が好ましい。これらの材料は、磁束密度が大きく、成膜条件や組成を調整することにより垂直の磁気異方性を有している。スレーブ磁性層16は、スパッタリング法により上記材料を成膜することにより形成される。スレーブ磁性層16の厚さは、10nm〜500nmであることが好ましく、20nm〜200nmであることが更に好ましい。 The slave magnetic layer 16 is formed of a perpendicular magnetization film (with the easy magnetization axis in the slave magnetic layer oriented mainly perpendicular to the substrate), and information is recorded on the slave magnetic layer 16. Examples of the material used for the slave magnetic layer 16 include Co (cobalt), Co alloy (CoPt, CoPtCr, CoCr, CoPtCrTa, CoPtCrNbTa, CoCrB, CoNi, etc.), Co alloy-SiO 2 , Co alloy-TiO 2 , and Fe alloy. (FePt, FeCoNi, etc.) are preferred. These materials have a large magnetic flux density and have perpendicular magnetic anisotropy by adjusting film forming conditions and composition. The slave magnetic layer 16 is formed by depositing the above material by a sputtering method. The thickness of the slave magnetic layer 16 is preferably 10 nm to 500 nm, and more preferably 20 nm to 200 nm.
本実施形態では、スレーブディスク10の基板12として、外形65mmの円盤状のガラス基板を用い、スパッタリング装置のチャンバー内にガラス基板を設置し、1.33×10−5Pa(1.0×10−7Torr)まで減圧した後、チャンバー内にAr(アルゴン)ガスを導入し、チャンバー内にあるCoZrNbターゲットを用い、同じくチャンバー内の基板の温度を室温として、80nm厚のSUL第1層をスパッタリング成膜する。次にその上に、チャンバー内にあるRuターゲットを用いて0.8nmのRu層をスパッタリング成膜する。更にその上に、CoZrNbターゲットを用い、80nm厚のSUL第2層をスパッタリング成膜する。尚、SUL第1層及び第2層を成膜する際、半径方向に50(Oe)以上の磁界を印加することにより、半径方向が磁化容易軸である磁気異方性を付与する。 In the present embodiment, a disk-shaped glass substrate having an outer diameter of 65 mm is used as the substrate 12 of the slave disk 10, and the glass substrate is installed in the chamber of the sputtering apparatus to obtain 1.33 × 10 −5 Pa (1.0 × 10 6). -7 Torr), Ar (argon) gas is introduced into the chamber, the CoZrNb target in the chamber is used, and the temperature of the substrate in the chamber is set to room temperature, and the SUL first layer having a thickness of 80 nm is sputtered. Form a film. Next, a 0.8 nm Ru layer is formed by sputtering using a Ru target in the chamber. Further, a SUL second layer having a thickness of 80 nm is formed by sputtering using a CoZrNb target. Incidentally, when forming the SUL first layer and the second layer, a magnetic anisotropy having an axis of easy magnetization in the radial direction is imparted by applying a magnetic field of 50 (Oe) or more in the radial direction.
次に、Ruターゲットを用い、基板温度が室温の条件の下で放電させることによりスパッタリング成膜を行う。これによりRuからなる非磁性層14を厚み20nmに成膜する。 Next, sputtering film formation is performed by using a Ru target and discharging the substrate at a room temperature. Thereby, the nonmagnetic layer 14 made of Ru is formed to a thickness of 20 nm.
この後、上記と同様にArガスを導入し、同じチャンバー内にあるCoCrPt−SiO2ターゲットを用い、同じく基板温度が室温の条件の下で放電させることによりスパッタリング成膜を行う。これによりCoCrPt−SiO2からなるグラニュラー構造のスレーブ磁性層16を厚み20nmに成膜する。 Thereafter, Ar gas is introduced in the same manner as described above, and sputtering film formation is performed by using a CoCrPt—SiO 2 target in the same chamber and discharging the substrate at the same room temperature. Thereby, the slave magnetic layer 16 having a granular structure made of CoCrPt—SiO 2 is formed to a thickness of 20 nm.
以上のプロセスにより、ガラス基板に、軟磁性層、非磁性層とスレーブ磁性層が成膜された転写用磁気ディスク(スレーブディスク)10を作製した。 Through the above process, a magnetic disk for transfer (slave disk) 10 in which a soft magnetic layer, a nonmagnetic layer, and a slave magnetic layer were formed on a glass substrate was produced.
<初期磁化工程>
図6(a)に示すように、スレーブディスク10の初期磁化(直流磁化)は、スレーブディスク10の表面に対し垂直に直流磁界を印加することができる装置(不図示の磁界印加手段)により初期化磁界Hiを発生させることにより行う。具体的には、初期化磁界Hiとしてスレーブディスク10の保磁力Hc以上の強度の磁界を発生させることにより行う。この初期磁化工程により、図8に示すように、スレーブディスク10のスレーブ磁性層16について、ディスク面と垂直な一方向に初期磁化Piさせる。なお、この初期磁化工程は、スレーブディスク10を磁界印加手段に対し相対的に回転させることにより行ってもよい。
<Initial magnetization process>
As shown in FIG. 6A, the initial magnetization (DC magnetization) of the slave disk 10 is initialized by a device (magnetic field applying means not shown) that can apply a DC magnetic field perpendicular to the surface of the slave disk 10. This is performed by generating the activating magnetic field Hi. Specifically, the initialization magnetic field Hi is generated by generating a magnetic field having a strength equal to or greater than the coercive force Hc of the slave disk 10. By this initial magnetization process, as shown in FIG. 8, the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10 is initially magnetized Pi in one direction perpendicular to the disk surface. This initial magnetization step may be performed by rotating the slave disk 10 relative to the magnetic field applying means.
<密着工程>
次に、マスターディスク20と、初期磁化工程後のスレーブディスク10とを図6(b)に示すように、重ね合わせて両者を密着させる工程(密着工程)を行う。図6(b)に示すように、密着工程では、マスターディスク20の突起状パターン(凹凸パターン)の形成されている面と、スレーブディスク10のスレーブ磁性層16の形成されている面とを所定の押圧力で密着させる。
<Adhesion process>
Next, as shown in FIG. 6B, the master disk 20 and the slave disk 10 after the initial magnetization process are overlaid and brought into close contact (contact process). As shown in FIG. 6B, in the contact process, the surface of the master disk 20 on which the projection pattern (uneven pattern) is formed and the surface of the slave disk 10 on which the slave magnetic layer 16 is formed are predetermined. Adhere with the pressing force of.
スレーブディスク10には、マスターディスク20に密着させる前に、グライドヘッド、研磨体等により、表面の微少突起又は付着塵埃を除去するクリーニング処理(バーニッシング等)が必要に応じて施される。 Before being brought into close contact with the master disk 20, the slave disk 10 is subjected to a cleaning process (burnishing or the like) for removing minute protrusions or adhering dust on the surface by a glide head, a polishing body, or the like as necessary.
なお、密着工程は、図6(b)に示すように、スレーブディスク10の片面のみにマスターディスク20を密着させる場合と、両面にスレーブ磁性層が形成された転写用磁気ディスクについて、両面からマスターディスクを密着させる場合とがある。後者の場合では、両面を同時転写することができる利点がある。 As shown in FIG. 6 (b), the contact process includes a case where the master disk 20 is brought into close contact with only one side of the slave disk 10 and a case where the transfer magnetic disk having the slave magnetic layer formed on both sides is mastered from both sides. In some cases, the disk is in close contact. The latter case has an advantage that both sides can be transferred simultaneously.
<磁気転写工程>
次に、図6(c)に基づき磁気転写工程を説明する。上記密着工程によりスレーブディスク10とマスターディスク20とを密着させたものについて、不図示の磁界印加手段により初期化磁界Hiの向きと反対方向に記録用磁界Hdを発生させる。記録用磁界Hdを発生させることにより生じた磁束がスレーブディスク10とマスターディスク20に進入することにより磁気転写が行われる。
<Magnetic transfer process>
Next, the magnetic transfer process will be described with reference to FIG. In the case where the slave disk 10 and the master disk 20 are brought into close contact with each other in the contact step, a recording magnetic field Hd is generated in a direction opposite to the direction of the initialization magnetic field Hi by a magnetic field applying means (not shown). Magnetic transfer is performed by the magnetic flux generated by generating the recording magnetic field Hd entering the slave disk 10 and the master disk 20.
本実施形態では、記録用磁界Hdの大きさは、スレーブディスク10のスレーブ磁性層16を構成する磁性材料のHcと略同じ値である。 In this embodiment, the magnitude of the recording magnetic field Hd is substantially the same value as Hc of the magnetic material constituting the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10.
磁気転写は、スレーブディスク10及びマスターディスク20を密着させたものを不図示の回転手段により回転させつつ、磁界印加手段によって記録用磁界Hdを印加し、マスターディスク20に記録されている突起状のパターンからなる情報をスレーブディスク10のスレーブ磁性層16に磁気転写する。なお、この構成以外にも、磁界印加手段を回転させる機構を設け、スレーブディスク10及びマスターディスク20に対し、相対的に回転させる手法であってもよい。 In the magnetic transfer, a recording magnetic field Hd is applied by a magnetic field applying means while rotating a close contact of the slave disk 10 and the master disk 20 by a rotating means (not shown), and the protruding shape recorded on the master disk 20 is applied. Information consisting of the pattern is magnetically transferred to the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10. In addition to this configuration, a mechanism for rotating the magnetic field applying unit may be provided to rotate the slave disk 10 and the master disk 20 relatively.
磁気転写工程における、スレーブディスク10とマスターディスク20の断面の様子を図9に示す。図9に示すように、凹凸パターンを有するマスターディスク20をスレーブディスク10が密着させた状態で、記録用磁界Hdを印加すると、磁束Gは、マスターディスク20の凸領域とスレーブディスク10が接触している領域では強く、記録用磁界Hdにより、マスターディスク20の磁性層48の磁化の向きが記録用磁界Hdの方向に揃い、スレーブディスク10のスレーブ磁性層16に磁気情報が転写される。一方、マスターディスク20の凹領域は、記録用磁界Hdの印加によって生じる磁束Gが凸領域に比べて弱く、スレーブディスク10のスレーブ磁性層16の磁化の向きが変わることはなく、初期磁化の状態を保ったままである。 FIG. 9 shows a cross-sectional state of the slave disk 10 and the master disk 20 in the magnetic transfer process. As shown in FIG. 9, when the recording magnetic field Hd is applied in a state where the master disk 20 having the uneven pattern is in close contact with the slave disk 10, the magnetic flux G causes the convex area of the master disk 20 and the slave disk 10 to contact each other. The magnetic field for recording Hd aligns the magnetization direction of the magnetic layer 48 of the master disk 20 with the direction of the magnetic field for recording Hd, and magnetic information is transferred to the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10. On the other hand, in the concave area of the master disk 20, the magnetic flux G generated by the application of the recording magnetic field Hd is weaker than that of the convex area, the magnetization direction of the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10 does not change, and the initial magnetization state Is kept.
図10は、磁気転写に用いられる磁気転写装置について詳細に示したものである。この磁気転写装置は、コア62にコイル63が巻きつけられた電磁石からなる磁界印加手段60を有するものであり、このコイル63に電流を流すことによりギャップ64において、密着させたマスターディスク20とスレーブディスク10のスレーブ磁性層16に対し垂直に磁界を発生する構造になっている。発生する磁界の向きは、コイル63に流す電流の向きによって変えることができる。従って、この磁気転写装置によって、スレーブディスク10の初期磁化を行うことも、磁気転写を行うことも可能である。 FIG. 10 shows in detail a magnetic transfer apparatus used for magnetic transfer. This magnetic transfer device has a magnetic field applying means 60 composed of an electromagnet having a coil 63 wound around a core 62, and a master disk 20 and a slave that are brought into close contact with each other in a gap 64 by passing an electric current through the coil 63. The magnetic field is generated perpendicular to the slave magnetic layer 16 of the disk 10. The direction of the generated magnetic field can be changed depending on the direction of the current flowing through the coil 63. Therefore, it is possible to perform the initial magnetization of the slave disk 10 and the magnetic transfer by this magnetic transfer device.
この磁気転写装置により初期磁化させた後、磁気転写を行う場合には、磁界印加手段60のコイル63に、初期磁化したときにコイル63に流した電流の向きと逆向きの電流を流す。これにより、初期磁化の際の磁化向きとは反対の向きに記録用磁界を発生させることができる。磁気転写は、スレーブディスク10及びマスターディスク20を密着させたものを回転させつつ、磁界印加手段60によって記録用磁界Hdを印加し、マスターディスク20に記録されている突起状のパターンからなる情報をスレーブディスク10のスレーブ磁性層16に磁気転写するため、不図示の回転手段が設けられている。なお、この構成以外にも、磁界印加手段60を回転させる機構を設け、スレーブディスク10及びマスターディスク20に対し、相対的に回転させる手法であってもよい。 When magnetic transfer is performed after the initial magnetization by the magnetic transfer device, a current having a direction opposite to the direction of the current flowing in the coil 63 when the initial magnetization is performed is supplied to the coil 63 of the magnetic field applying unit 60. As a result, the recording magnetic field can be generated in a direction opposite to the magnetization direction during the initial magnetization. Magnetic transfer is performed by applying a magnetic field for recording Hd by the magnetic field applying means 60 while rotating the disk in which the slave disk 10 and the master disk 20 are in close contact with each other, so that information consisting of a protruding pattern recorded on the master disk 20 is obtained. A rotating means (not shown) is provided for magnetic transfer to the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10. In addition to this configuration, a mechanism that rotates the magnetic field applying unit 60 and rotates the slave disk 10 and the master disk 20 relatively may be used.
本実施形態では、記録用磁界Hdは、本実施の形態に用いられるスレーブディスク10のスレーブ磁性層16の保磁力Hcの40%〜130%が好ましく、より好ましくは50%〜120%の強度の磁界を印加することにより磁気転写を行う。 In the present embodiment, the recording magnetic field Hd is preferably 40% to 130%, more preferably 50% to 120% of the coercive force Hc of the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10 used in the present embodiment. Magnetic transfer is performed by applying a magnetic field.
これにより、スレーブディスク10のスレーブ磁性層16には、サーボ信号等の磁気パターンの情報が、初期磁化Piの反対向きの磁化となる記録磁化Pdとして記録される(図11参照)。 As a result, information on the magnetic pattern such as a servo signal is recorded on the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10 as the recording magnetization Pd having the magnetization opposite to the initial magnetization Pi (see FIG. 11).
なお、本発明の実施に際して、マスターディスク20に形成された突起状のパターンは、図4(j)で説明したポジパターンと反対のネガパターンであってもよい。この場合、初期化磁界Hiの方向及び記録用磁界Hdの方向を各々逆方向にすることにより、スレーブディスク10のスレーブ磁性層16に、同様の磁化パターンを磁気転写することができるからである。また、本実施の形態では、磁界印加手段は、電磁石の場合について説明したが、同様に磁界が発生する永久磁石を用いてもよい。 In carrying out the present invention, the protruding pattern formed on the master disk 20 may be a negative pattern opposite to the positive pattern described in FIG. In this case, the same magnetization pattern can be magnetically transferred to the slave magnetic layer 16 of the slave disk 10 by reversing the direction of the initialization magnetic field Hi and the direction of the recording magnetic field Hd. In the present embodiment, the magnetic field applying unit has been described as being an electromagnet. However, a permanent magnet that similarly generates a magnetic field may be used.
なお、上述した本発明の実施形態に係る方法により製造された垂直磁気記録媒体は、例えば、ハードディスク装置等の磁気記録再生装置に組み込まれて使用される。これにより、サーボ精度が高く、良好な記録再生特性の高記録密度の磁気記録再生装置を得ることができる。 The perpendicular magnetic recording medium manufactured by the method according to the embodiment of the present invention described above is used by being incorporated in a magnetic recording / reproducing apparatus such as a hard disk device, for example. Thereby, a high recording density magnetic recording / reproducing apparatus having high servo accuracy and good recording / reproducing characteristics can be obtained.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
(比較例1)
<原盤の作製>
8インチのSiウェハ(原板)上に、電子線レジストをスピンコート法により、100nmの厚みで塗布した。塗布後、該原板上の該レジストに対し、回転式電子線露光装置を用いて、サーボ情報等に対応させて変調した電子ビームを照射し、該レジストを露光した。その後、該レジストを現像し、未露光部分を除去して、該原板上に該レジストのパターンを形成した。
(Comparative Example 1)
<Preparation of master disc>
An electron beam resist was applied with a thickness of 100 nm on an 8-inch Si wafer (original plate) by spin coating. After coating, the resist on the original plate was irradiated with an electron beam modulated in accordance with servo information or the like using a rotary electron beam exposure apparatus to expose the resist. Thereafter, the resist was developed, unexposed portions were removed, and a pattern of the resist was formed on the original plate.
次いで、パターン状の該レジストをマスクとして用い、該原板に対して反応性エッチング処理を行い、該レジストでマスクされていない箇所を掘り下げた。該エッチング処理後、該原板上に残存するレジストを溶剤で洗浄し、除去した。その後、該原板を乾燥させて、磁気転写用マスター担体を作製するための原盤を作製した。 Next, using the patterned resist as a mask, a reactive etching process was performed on the original plate, and a portion not masked with the resist was dug down. After the etching treatment, the resist remaining on the original plate was removed by washing with a solvent. Thereafter, the original plate was dried to prepare a master for producing a magnetic transfer master carrier.
<磁気転写用マスター担体の作製>
作製した原盤(パターニングされたケイ素基板)の表面に、スパッタリング法により下記成膜条件で、厚み10nmのNi導電層を形成した。
−Ni導電層の成膜条件−
・ターゲット材料:Ni
・成膜圧力:0.1Pa
・基板−ターゲット間距離:100mm
・DCパワー:500W
<Preparation of master carrier for magnetic transfer>
A Ni conductive layer having a thickness of 10 nm was formed on the surface of the produced master (patterned silicon substrate) by the sputtering method under the following film forming conditions.
-Ni conductive layer deposition conditions-
-Target material: Ni
・ Film pressure: 0.1 Pa
・ Distance between substrate and target: 100mm
・ DC power: 500W
次いで、原盤表面に、電鋳により150μmの厚さのNiによる金属板を形成した。具体的には、導電層が形成された原盤を、下記組成のNi電鋳浴に浸漬させて、一定の回転速度で回転させながら、電鋳浴中に通電する電流の電流密度を10〜50mA/cm2にして、電鋳処理を行った。
−Ni電鋳浴組成及び温度−
・スルファミン酸ニッケル・・・600g/L
・ホウ酸・・・40g/L
・界面活性剤(ラウリル硫酸ナトリウム)・・・0.15g/L
・pH=4.0
・温度=55℃
Next, a metal plate made of Ni having a thickness of 150 μm was formed on the surface of the master by electroforming. Specifically, the current density of the current passed through the electroforming bath is set to 10 to 50 mA while the master on which the conductive layer is formed is immersed in a Ni electroforming bath having the following composition and rotated at a constant rotation speed. The electroforming process was performed at / cm 2 .
-Ni electroforming bath composition and temperature-
・ Nickel sulfamate ... 600g / L
・ Boric acid ... 40g / L
・ Surfactant (sodium lauryl sulfate) ... 0.15 g / L
・ PH = 4.0
・ Temperature = 55 ℃
次に、金属板と導電層を原盤から剥離し(剥離工程)、洗浄して磁気転写用マスター担体の基材を作製した。 Next, the metal plate and the conductive layer were peeled from the master (peeling step) and washed to prepare a base material for a magnetic transfer master carrier.
次に、得られた基材上に、スパッタリング法により下記成膜条件で、厚みが10nmの下地薄層(Pt)を形成した。
−Pt下地層の成膜条件−
・ターゲット材料:Pt
・成膜圧力=0.12Pa
・基板−ターゲット間距離=75mm
・DCパワー=300W
Next, a base thin layer (Pt) having a thickness of 10 nm was formed on the obtained base material by sputtering under the following film forming conditions.
-Pt underlayer deposition conditions-
・ Target material: Pt
・ Film pressure = 0.12 Pa
・ Distance between substrate and target = 75mm
・ DC power = 300W
次に、下地薄層上に、スパッタリング法により下記成膜条件で、厚みが20nmのCoPt磁性層(Co80at%−Pt20at%)を形成した。以上により、比較例1の磁気転写用マスター担体を作製した。
−CoPt磁性層の成膜条件−
・ターゲット材料:CoPt
・成膜圧力=0.15Pa
・基板−ターゲット間距離=200mm
・DCパワー=1000W
Next, a CoPt magnetic layer (Co 80 at% -Pt 20 at%) having a thickness of 20 nm was formed on the underlying thin layer by sputtering under the following film forming conditions. Thus, the magnetic transfer master carrier of Comparative Example 1 was produced.
-Film formation conditions for CoPt magnetic layer-
・ Target material: CoPt
・ Film pressure = 0.15 Pa
・ Distance between substrate and target = 200mm
・ DC power = 1000W
次に、作製した比較例1の磁気転写用マスター担体について、以下のようにして、配向性、及び転写媒体の評価を行った。結果を表1に示す。 Next, for the magnetic transfer master carrier of Comparative Example 1 produced, the orientation and the transfer medium were evaluated as follows. The results are shown in Table 1.
<配向性の評価>
X線回折によって配向性を評価した。
X線回折装置としてはX’Pert Pro(Panalytical)を用い、ブラッグブレンターノ法により測定した。
配向性を比較する手段としては、各ピークの半値幅(Δθ50)を用いた。しかし、絶対値での比較は難しいため、比較例1を基準とした相対値で表した。
即ち、比較例1における、剥離工程後の基材表面のNi表面(111)配向性(以下、Ni(111)と略記する)と、CoPt磁性層のc軸配向性(以下、CoPt(002)と略記する)と、に対応するピークの半値幅(Δθ50)を基準とし、これに対する相対値で評価した。
<Evaluation of orientation>
The orientation was evaluated by X-ray diffraction.
As an X-ray diffractometer, X'Pert Pro (Panalytic) was used, and measurement was performed by the Bragg Brentano method.
As a means for comparing the orientation, the full width at half maximum (Δθ 50 ) of each peak was used. However, since it is difficult to compare in absolute value, it was expressed as a relative value based on Comparative Example 1.
That is, in Comparative Example 1, the Ni surface (111) orientation on the substrate surface after the peeling step (hereinafter abbreviated as Ni (111)) and the c-axis orientation of the CoPt magnetic layer (hereinafter CoPt (002)). And a half value width (Δθ 50 ) of the peak corresponding to the reference value, and the relative value was evaluated.
<転写媒体の評価>
転写した磁気信号プリアンブル部分の波形をオシロスコープに取り込み、S/Nを算出した。S/N値は、190フレーム(ビット長=100nm)の平均値を求めることで、バラツキの影響を極力小さくした。
なお、S/N値は、比較例1の磁気転写用マスター担体の転写品を基準とし、dBで相対比較した。
<Evaluation of transfer medium>
The waveform of the transferred magnetic signal preamble portion was taken into an oscilloscope, and S / N was calculated. As for the S / N value, the average value of 190 frames (bit length = 100 nm) was obtained to minimize the influence of variation.
The S / N values were compared in dB with reference to the transfer product of the magnetic transfer master carrier of Comparative Example 1.
(実施例1〜17)
比較例1において、表1に示す、(1)クリーンオーブンを用いたNi導電層形成前の熱処理工程、及び(2)クリーンオーブンを用いたNi導電層形成後の熱処理工程のいずれかを実施し、必要に応じてPt下地薄層の厚さを変更した以外は、比較例1と同様にして、実施例1〜17の磁気転写用マスター担体を作製した。
得られた各磁気転写用マスター担体を用いて、比較例1と同様にして、配向性及び転写媒体の評価を行った。結果を表1に示す。
(Examples 1-17)
In Comparative Example 1, the heat treatment step before forming the Ni conductive layer using the clean oven and (2) the heat treatment step after forming the Ni conductive layer using the clean oven shown in Table 1 were performed. The magnetic transfer master carriers of Examples 1 to 17 were produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness of the Pt base thin layer was changed as necessary.
Using each of the obtained magnetic transfer master carriers, the orientation and the transfer medium were evaluated in the same manner as in Comparative Example 1. The results are shown in Table 1.
また、下地膜Ptが厚い場合には、マスター上に形成するCoPt磁性層の配向性は高まるが、磁性層のトータル厚み(下地層+磁性層)がアップするため、磁性層の形状劣化の影響を受け、磁気転写信号の劣化(S/N低下)を引き起こすものと思われる。
また、転写信号品位の向上には、可能な限り、薄い下地層を形成することが、有効であることが分かった。
In addition, when the base film Pt is thick, the orientation of the CoPt magnetic layer formed on the master is increased, but the total thickness of the magnetic layer (underlayer + magnetic layer) is increased, so the influence of the deterioration of the shape of the magnetic layer It is considered that the magnetic transfer signal is deteriorated (S / N reduction).
It has also been found that forming a thin underlayer as much as possible is effective for improving the quality of the transfer signal.
本発明の磁気転写用マスター担体の製造方法により製造された磁気転写用マスター担体は、該磁気転写用マスター担体上に形成する磁性膜の形状劣化を極力抑えることができ、優れた転写信号品位を得ることができるので、高密度な垂直磁気記録媒体の磁気転写などに好適に用いられる。 The magnetic transfer master carrier produced by the method for producing a magnetic transfer master carrier of the present invention can suppress the deterioration of the shape of the magnetic film formed on the magnetic transfer master carrier as much as possible, and has excellent transfer signal quality. Therefore, it is preferably used for magnetic transfer of a high-density perpendicular magnetic recording medium.
10 スレーブディスク(垂直磁気記録媒体)
20 マスターディスク(磁気転写用マスター担体)
30 原板(ケイ素基板)
36 原盤(ケイ素基板)
40 金属板
42 マスター基板(配向基材)
42A 粗マスター基板(基材)
47 下地薄層
48 磁性層
202,212 配向基材
204,214 磁性層
10 Slave disk (perpendicular magnetic recording medium)
20 Master disk (master carrier for magnetic transfer)
30 Original plate (silicon substrate)
36 Master (silicon substrate)
40 Metal plate 42 Master substrate (orientation substrate)
42A Coarse master substrate (base material)
47 Base thin layer 48 Magnetic layer 202, 212 Oriented substrate 204, 214 Magnetic layer
Claims (7)
パターニングされたケイ素基板のパターン側表面を熱処理する導電層形成前の熱処理工程と、
該熱処理後のケイ素基板上に、Ni導電層を形成する導電層形成工程と、
該導電層を有するケイ素基板上に、Niめっきを施し、基材を形成するめっき工程と、
前記基材を、前記ケイ素基板から剥離させる剥離工程と、
を含むことを特徴とする磁気転写用マスター担体の製造方法。 A method for producing a master carrier for magnetic transfer, comprising an orientation substrate, a base thin layer formed on the orientation base, and a magnetic layer formed on the base thin layer,
A heat treatment step before forming a conductive layer for heat treating the patterned surface of the patterned silicon substrate; and
A conductive layer forming step of forming a Ni conductive layer on the silicon substrate after the heat treatment;
On the silicon substrate having the conductive layer, Ni plating is performed to form a base material;
A peeling step of peeling the base material from the silicon substrate;
A method for producing a master carrier for magnetic transfer, comprising:
パターニングされたケイ素基板上に、Ni導電層を形成する導電層形成工程と、
該Ni導電層の表面を熱処理する導電層形成後の熱処理工程と、
該熱処理後の導電層を有するケイ素基板上に、Niめっきを施し、基材を形成するめっき工程と、
前記基材を、前記ケイ素基板から剥離させる剥離工程と、
を含むことを特徴とする磁気転写用マスター担体の製造方法。 A method for producing a master carrier for magnetic transfer, comprising an orientation substrate, a base thin layer formed on the orientation base, and a magnetic layer formed on the base thin layer,
A conductive layer forming step of forming a Ni conductive layer on the patterned silicon substrate;
A heat treatment step after the formation of the conductive layer for heat-treating the surface of the Ni conductive layer;
On the silicon substrate having the conductive layer after the heat treatment, Ni plating is performed to form a base material;
A peeling step of peeling the base material from the silicon substrate;
A method for producing a master carrier for magnetic transfer, comprising:
前記初期磁化工程後の前記垂直磁気記録媒体に対して、請求項5から6のいずれかに記載の磁気転写用マスター担体を密着させる密着工程と、
前記垂直磁気記録媒体と前記磁気転写用マスター担体とを密着させた状態で、前記初期磁化と逆方向の垂直磁界を印加し、前記垂直磁気記録媒体に磁気情報を転写する磁気転写工程と、を含むことを特徴とする磁気転写方法。 An initial magnetization step of initially magnetizing the perpendicular magnetic recording medium in the perpendicular direction;
An adhesion step of closely attaching the magnetic transfer master carrier according to any one of claims 5 to 6 to the perpendicular magnetic recording medium after the initial magnetization step;
A magnetic transfer step of transferring magnetic information to the perpendicular magnetic recording medium by applying a perpendicular magnetic field opposite to the initial magnetization in a state where the perpendicular magnetic recording medium and the magnetic transfer master carrier are in close contact with each other; A magnetic transfer method comprising:
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