JP2010272191A - Method for manufacturing magnetic recording medium and device for manufacturing the same - Google Patents

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Hiroshi Inaba
宏 稲葉
Hiroshi Yakushigami
弘士 薬師神
Tatsuya Hinoue
竜也 檜上
Toshinori Ono
俊典 大野
Akiyoshi Chayahara
昭義 茶谷原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that incident ions are concentrated in an acute angle part such as an end surface of a magnetic disk substrate to be worked, abnormal discharge called arcing is generated and breakage of a magnetic film is generated in a separation region formation working of a discrete track medium by an ion injection molding. <P>SOLUTION: A high voltage pulse 32 is applied to an electrode structure wherein a grid 30 having a potential equal to that of a magnetic disk substrate to be worked (substrate to be worked) 20 is provided on an upper surface of an electrode plate 44 on which the substrate to be worked is held. Thereby, a high voltage sheath 41 is formed only on the surface of the grid and no sheath is formed on the surface of the substrate to be worked enclosed by the grid to suppress arcing. The area of the electrode plate except a part covered by the substrate to be worked is made to be equal to or larger than the area of the substrate to be worked disposed on the electrode plate exposed to ions radiated through the grid and to positively utilize secondary electrons and thus non-damaged ion injection working is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、高記録密度に適したディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体に代表されるパターン媒体の製造方法に係り、特にトラックガイド分離域の形成方法及び形成装置に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a pattern medium typified by a discrete track medium and a bit pattern medium suitable for high recording density, and more particularly to a method and an apparatus for forming a track guide separation area.

近年、パーソナルコンピュータで利用される情報量の増大や、映像記録機器、カーナビゲーションシステム等への用途拡大により、磁気記録再生装置は、大容量化・高性能化が急激に加速されている。その背景には、高記録密度領域での熱揺らぎがなく再生出力が安定である垂直磁気記録方式及び、トンネル磁気抵抗効果型素子の採用が大きく貢献している。ここで、垂直磁気記録方式では、磁気記録媒体面に垂直に並べた小さな単位磁石は、予め磁性膜中に含まれる非磁性材料によって分離される構造をとっている。   In recent years, the increase in capacity and performance of magnetic recording / reproducing apparatuses have been accelerated rapidly due to the increase in the amount of information used in personal computers and the expansion of applications to video recording equipment, car navigation systems, and the like. In the background, the adoption of a perpendicular magnetic recording system that has no thermal fluctuation in a high recording density region and has a stable reproduction output, and the use of a tunnel magnetoresistive element greatly contribute. Here, in the perpendicular magnetic recording system, small unit magnets arranged vertically on the surface of the magnetic recording medium have a structure in which they are separated in advance by a nonmagnetic material contained in the magnetic film.

現在、より積極的にこの分離域を制御し磁気記録密度を向上する案として、ディスクトラック間に分離加工を施したディスクリートトラック媒体、さらには、記録ビット方向にも分離加工を施したビットパターン媒体が研究開発されており、いずれの場合も分離域形成加工技術が高記録密度化の重要なポイントとなっている。例えば、ディスクリートトラック媒体においては、分離域形成加工技術として基板に予め同心円状に凹凸形状を形成しておき、その上に磁性膜を形成することで、凹凸形状の磁性膜を形成する基板加工型や、磁性膜にレジストを施し凹部とすべき部分をエッチングすることによって凹凸形状を施す磁性膜加工型が提案されている。しかしながら、これらの技術において、凹部には非磁性材料を埋め戻し、さらにその表面を凸部となる磁性膜の高さにあわせて平坦化し、さらに平坦化した面に保護膜を形成するといった複数のプロセス工程を有することで、磁性膜や保護膜の表面に発生する異物の増加、表面粗さの増加という新たな問題が発生し、高記録密度化のためのもう一つのポイントとなる磁気ヘッドと磁気ディスクの隙間狭小化(ナノスペーシング化)を妨げてしまう。   Currently, as a proposal to more actively control this separation area and improve the magnetic recording density, a discrete track medium in which separation processing is performed between the disk tracks, and a bit pattern medium in which separation processing is also performed in the recording bit direction. In both cases, the separation zone forming technique is an important point for increasing the recording density. For example, in a discrete track medium, a substrate processing type in which a concave and convex shape is formed in advance on a substrate as a separation region forming processing technique, and a magnetic film is formed thereon, thereby forming a concave and convex magnetic film. In addition, a magnetic film processing mold has been proposed in which a concave and convex shape is formed by applying a resist to a magnetic film and etching a portion to be a concave portion. However, in these techniques, the recess is backfilled with a nonmagnetic material, and the surface thereof is flattened according to the height of the magnetic film to be the protrusion, and a protective film is formed on the flattened surface. By having process steps, new problems such as increased foreign matter and surface roughness on the surface of the magnetic film and the protective film occur, and a magnetic head that is another point for increasing the recording density Narrowing the gap (nano spacing) of the magnetic disk is hindered.

これらを解決する手段として凹凸形状を形成することなく、磁気的に同じ効果が得られる加工法が試みられている。これは、特許文献1や特許文献2に記載されているように、従来通り形成された磁性膜にレジストを施し凹部とすべき部分にイオン注入を行うことで、非磁性化または軟磁性化領域を形成するイオン注入型である。この手法を用いれば、凹部形成、凹部埋め戻し、表面平坦化いずれも不要であり磁気ディスク装置として良好な浮上特性及び磁気特性が得られるとされている。   As a means for solving these problems, a processing method that can obtain the same effect magnetically without forming an uneven shape has been attempted. As described in Patent Document 1 and Patent Document 2, a nonmagnetic or soft magnetized region is formed by applying a resist to a magnetic film formed as usual and performing ion implantation in a portion to be a recess. Is an ion implantation type. If this method is used, it is said that none of the concave portion formation, the concave portion backfilling, and the surface flattening are required, and good flying characteristics and magnetic characteristics can be obtained as a magnetic disk device.

また、特許文献3には、真空室内においてガラス基板を水平方向に移動させながら無機質膜形成用材料をアーク放電によってガラス基板上に蒸着させる際、ガラス基板などの絶縁性基板に対しイオンの加速を行う場合に問題となるチャージアップを防止するために、ガラス基板のアーク源側に金属細線などからなるグリッドを設けることが記載されている。   Patent Document 3 discloses that when an inorganic film forming material is deposited on a glass substrate by arc discharge while moving the glass substrate in a vacuum chamber in the horizontal direction, ions are accelerated with respect to an insulating substrate such as a glass substrate. In order to prevent charge-up that would be a problem when performed, it is described that a grid made of fine metal wires or the like is provided on the arc source side of the glass substrate.

特開2004−164692号公報(段落0138−0142、図10参照)Japanese Patent Laying-Open No. 2004-164692 (see paragraphs 0138-0142 and FIG. 10) 特開2002−288813号公報JP 2002-288813 A 特開昭63−203760号公報JP-A 63-203760

本発明が解決しようとする課題は、従来技術のひとつであるイオン注入型に関する。イオン注入型の処理方法においては、非磁性化または軟磁性化の領域を形成するために数keV〜数十keV程度のエネルギーをもつイオン注入を行う必要がある。この場合、発明者等の実験によって明らかにされたが、例えば、ガラス基板上に膜厚数十nmの磁性膜等が形成された被処理磁気ディスク基板にイオン注入を行うと、入射するイオンが被処理磁気ディスク基板端面のような鋭角部に集中し、アーキングと呼ばれる異常放電が発生し、被処理磁気ディスク基板の磁性膜の破壊が発生してしまうという課題がある。この現象は、イオン注入時に被処理磁気ディスク基板の表面に発生する電位勾配(シース)による電界が被処理磁気ディスク基板端面等の鋭角面に集中することで、イオン電流が局部的に過多となりアーキングが発生し基板損傷を招く。このアーキング現象は、被処理磁気ディスク基板側においてイオン電流経路として十分な電流経路断面積が確保できない場合や、高いエネルギーをもつイオンであるほど発生確率が増加する。   The problem to be solved by the present invention relates to an ion implantation type which is one of the prior arts. In the ion implantation type processing method, it is necessary to perform ion implantation having an energy of about several keV to several tens keV in order to form a non-magnetic or soft magnetic region. In this case, as clarified by experiments by the inventors, for example, when ion implantation is performed on a magnetic disk substrate to be processed in which a magnetic film having a film thickness of several tens of nanometers is formed on a glass substrate, incident ions are changed. There is a problem that it concentrates on an acute angle portion such as the end surface of the magnetic disk substrate to be processed, an abnormal discharge called arcing occurs, and the magnetic film of the magnetic disk substrate to be processed is broken. This phenomenon occurs because the electric field due to the potential gradient (sheath) generated on the surface of the magnetic disk substrate to be processed during ion implantation is concentrated on an acute angle surface such as the end surface of the magnetic disk substrate to be processed. Occurs and causes substrate damage. The probability of occurrence of this arcing phenomenon increases when a sufficient current path cross-sectional area cannot be secured as the ion current path on the magnetic disk substrate to be processed, or as the ions have higher energy.

また、アーキング発生原因として他には、絶縁物表面でのチャージアップによって電荷が局部的に増加して絶縁破壊電圧に達することで発生することもある。従って、絶縁物からなるパターンを有するレジスト膜表面でも起こりうる。   As another cause of arcing, there is a case where the charge is locally increased due to charge-up on the surface of the insulator and reaches the breakdown voltage. Therefore, it may occur even on the resist film surface having a pattern made of an insulator.

上記課題であるアーキングを発生させないための手段としての電極構造及びプロセスに本発明の特徴がある。
即ち、本発明の代表的な磁気記録媒体の製造方法は、基板の少なくとも片面に少なくとも磁性膜を形成する工程と、前記磁性膜上に凹凸パターンを有するレジスト膜を形成して被処理基板を形成する工程と、前記レジスト膜の方向からイオンを照射して、前記レジスト膜の凹部に対応する部分の前記磁性膜を非磁性化または軟磁性化する工程と、を含む磁気記録媒体の製造方法において、前記イオンは、同電位で構成された前記被処理基板が配置された電極板と該電極板及び被処理基板に対向して配置されたグリッドとの間に形成される等電位空間へ供給されることを特徴とする。
The feature of the present invention is the electrode structure and process as means for preventing arcing, which is the above problem.
That is, a representative method of manufacturing a magnetic recording medium according to the present invention includes a step of forming at least a magnetic film on at least one surface of a substrate, and forming a substrate to be processed by forming a resist film having an uneven pattern on the magnetic film. And a method of irradiating ions from the direction of the resist film and demagnetizing or softening a portion of the magnetic film corresponding to the concave portion of the resist film. The ions are supplied to an equipotential space formed between an electrode plate on which the substrate to be processed having the same potential is disposed and a grid disposed to face the electrode plate and the substrate to be processed. It is characterized by that.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記等電位空間へ供給される前記イオンが、前記グリッドの上流側に形成されたプラズマから直接供給されるのが望ましい。   In the method for manufacturing the magnetic recording medium, it is preferable that the ions supplied to the equipotential space are directly supplied from plasma formed on the upstream side of the grid.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記グリッドを通過して照射されるイオンに晒される電極板上に配置された前記被処理基板の面積に対して、前記被処理基板に覆われた部分を除く前記電極板の面積が、少なくとも等倍以上であることが望ましい。   In the method for manufacturing the magnetic recording medium, a portion covered by the substrate to be processed is excluded with respect to an area of the substrate to be processed which is disposed on an electrode plate exposed to ions irradiated through the grid. It is desirable that the area of the electrode plate is at least equal to or larger.

特に、前記被処理基板に覆われた部分を除く前記電極板の面積が、前記被処理基板の面積の1〜6倍であることが望ましい。   In particular, the area of the electrode plate excluding the portion covered with the substrate to be processed is preferably 1 to 6 times the area of the substrate to be processed.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記グリッドが、複数枚から構成されていることが望ましい。   In the method of manufacturing the magnetic recording medium, it is preferable that the grid is composed of a plurality of sheets.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性膜の非磁性化または軟磁性化の工程は、前記イオンの種類に応じて負電圧とグランドまたは正電圧とグランドとの間で変化するパルス電圧を前記被処理基板と前記グリッドの両方に印加した状態で行われることが望ましい。   In the method of manufacturing the magnetic recording medium, the step of demagnetizing or softening the magnetic film may be performed by applying a pulse voltage that changes between a negative voltage and a ground or between a positive voltage and a ground according to the type of the ions. It is desirable that the process be performed while applied to both the substrate to be processed and the grid.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記イオン種として金属原子を用いる場合、Cr、MnまたはVの中からから選ばれた金属原子であることが望ましい。   In the method for manufacturing the magnetic recording medium, when a metal atom is used as the ion species, it is preferably a metal atom selected from Cr, Mn, or V.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記イオン種をガスで生成する場合、用いるガスがAr、N2、Ne、O2またはFのうち少なくとも一種類以上の原子または分子を含むことが望ましい。 In the method for manufacturing the magnetic recording medium, when the ionic species is generated as a gas, it is desirable that the gas used includes at least one atom or molecule of Ar, N 2 , Ne, O 2 or F.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記基板がガラスまたはシリコンであることが望ましい。   In the method for manufacturing the magnetic recording medium, the substrate is preferably made of glass or silicon.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性膜形成工程は、前記磁性膜の形成に先立って前記基板上に下地膜及び軟磁性膜の積層膜を形成する工程を含むことが望ましい。   In the method of manufacturing the magnetic recording medium, it is preferable that the magnetic film forming step includes a step of forming a laminated film of a base film and a soft magnetic film on the substrate prior to the formation of the magnetic film.

前記磁気記録媒体の製造方法において、前記磁性膜の非磁性化または軟磁性化の工程の後、さらに前記レジスト膜を除去する工程と、前記磁性膜の上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜の上に潤滑膜を形成する工程を含むことが望ましい。   In the method of manufacturing the magnetic recording medium, after the step of demagnetizing or softening the magnetic film, further removing the resist film, forming a protective film on the magnetic film, It is desirable to include a step of forming a lubricating film on the protective film.

本発明の代表的な磁気記録媒体の製造装置として次の二つの装置を挙げることができる。
一つ目は、アーク放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生源と、処理室と、前記プラズマ発生源のプラズマを前記処理室内に導くためのプラズマ輸送部とを備え、基板の両面に少なくとも磁性膜と、該磁性膜の上に凹凸パターンを有するレジスト膜が形成された被処理基板を前記処理室内に設置し、前記被処理基板の両面に前記プラズマ中のイオンを照射して処理を施す磁気記録媒体の製造装置であって、前記処理室内には前記プラズマ輸送部に対向する位置に前記被処理基板を保持するための基板ホルダが配置され、前記プラズマ輸送部と前記基板ホルダとの間に当該基板ホルダと同電位のグリッドが配置され、前記基板ホルダと前記グリッドにパルス電圧を印加するためのパルス電圧発生器が接続されていることを特徴とする。
The following two apparatuses can be given as typical apparatus for producing a magnetic recording medium of the present invention.
The first includes a plasma generation source for generating plasma by arc discharge, a processing chamber, and a plasma transport section for guiding the plasma of the plasma generation source into the processing chamber, and at least a magnetic film on both surfaces of the substrate. A magnetic recording medium in which a substrate to be processed in which a resist film having a concavo-convex pattern is formed on the magnetic film is installed in the processing chamber, and both surfaces of the substrate to be processed are irradiated with ions in the plasma A substrate holder for holding the substrate to be processed is disposed in the processing chamber at a position facing the plasma transport portion, and the substrate is interposed between the plasma transport portion and the substrate holder. A grid having the same potential as the holder is arranged, and a pulse voltage generator for applying a pulse voltage to the substrate holder and the grid is connected.

前記磁気記録媒体の製造装置において、前記グリッドを通過して前記イオンが照射される前記基板ホルダの面積が、同じく前記イオンが照射される前記被処理基板の面積に対して等倍以上であることが望ましい。   In the magnetic recording medium manufacturing apparatus, the area of the substrate holder that is irradiated with the ions through the grid is equal to or larger than the area of the substrate to be processed that is also irradiated with the ions. Is desirable.

特に、前記イオンが照射される前記基板ホルダの面積が、前記被処理基板の面積の1〜6倍であることが望ましい。   In particular, the area of the substrate holder irradiated with the ions is preferably 1 to 6 times the area of the substrate to be processed.

前記磁気記録媒体の製造装置において、前記グリッドが、複数枚から構成されていることが望ましい。   In the magnetic recording medium manufacturing apparatus, the grid is preferably composed of a plurality of sheets.

二つ目は、真空槽と、該真空槽内にガスを導入するガス導入部と、前記真空槽内でグロー放電によりプラズマを発生させ、前記真空槽内に配置された、基板の両面に少なくとも磁性膜と、該磁性膜の上に凹凸パターンを有するレジスト膜が形成された被処理基板の両面に、前記プラズマ中のイオンを照射して処理を施す磁気記録媒体の製造装置であって、前記真空槽内には前記プラズマに対向する位置に前記被処理基板を保持するための基板ホルダが配置され、前記プラズマと前記基板ホルダとの間に該基板ホルダと同電位を有するグリッドが配置され、前記基板ホルダと前記グリッドにパルス電圧を印加するためのパルス電圧発生器が接続されていることを特徴とする。   Second, a vacuum chamber, a gas introduction section for introducing gas into the vacuum chamber, plasma is generated by glow discharge in the vacuum chamber, and is disposed on both surfaces of the substrate disposed in the vacuum chamber. An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium, wherein both surfaces of a magnetic film and a substrate to be processed on which a resist film having a concavo-convex pattern is formed are irradiated with ions in the plasma and processed. A substrate holder for holding the substrate to be processed is disposed at a position facing the plasma in the vacuum chamber, and a grid having the same potential as the substrate holder is disposed between the plasma and the substrate holder, A pulse voltage generator for applying a pulse voltage to the substrate holder and the grid is connected.

前記磁気記録媒体の製造装置において、前記グロー放電が、前記被処理基板と前記グリッドに印加された高周波電力によりパルス的に生成されたのち、前記グロー放電中のイオンが消滅する前に前記被処理基板と前記該グリッドにパルス電圧を印加する手段を有することが望ましい。   In the magnetic recording medium manufacturing apparatus, after the glow discharge is generated in a pulsed manner by high-frequency power applied to the substrate to be processed and the grid, before the ions in the glow discharge disappear, It is desirable to have means for applying a pulse voltage to the substrate and the grid.

前記磁気記録媒体の製造装置において、前記グリッドを通過して前記イオンが照射される前記基板ホルダの面積が、同じく前記イオンが照射される前記被処理基板の面積に対して等倍以上であることが望ましい。   In the magnetic recording medium manufacturing apparatus, the area of the substrate holder that is irradiated with the ions through the grid is equal to or larger than the area of the substrate to be processed that is also irradiated with the ions. Is desirable.

特に、前記イオンが照射される前記基板ホルダの面積が、前記被処理基板の面積の1〜6倍であることが望ましい。   In particular, the area of the substrate holder irradiated with the ions is preferably 1 to 6 times the area of the substrate to be processed.

前記磁気記録媒体の製造装置において、前記グリッドが、複数枚から構成されていることが望ましい。   In the magnetic recording medium manufacturing apparatus, the grid is preferably composed of a plurality of sheets.

本発明によれば、ディスクリートトラック媒体、ビットパターン媒体をイオン注入法によってパターン形成を行う場合、被処理磁気ディスク基板上に発生するアーキングを抑制し、無損傷なイオン注入処理を行うことができる。   According to the present invention, when a discrete track medium and a bit pattern medium are patterned by an ion implantation method, arcing that occurs on the magnetic disk substrate to be processed can be suppressed, and an undamaged ion implantation process can be performed.

実施例1による磁気記録媒体の製造方法の工程図である。FIG. 5 is a process diagram of a method for manufacturing a magnetic recording medium according to Example 1. 実施例1による被処理磁気ディスク基板片面への金属イオン照射装置の概念図である。1 is a conceptual diagram of an apparatus for irradiating a metal ion on one side of a magnetic disk substrate to be processed according to Embodiment 1. FIG. 図2に示す金属イオン照射装置のグリッド及び被処理磁気ディスク基板等の構成要素についての概念図である。It is a conceptual diagram about components, such as a grid of a metal ion irradiation apparatus shown in FIG. 2, and a to-be-processed magnetic disk board | substrate. 図2に示す金属イオン照射装置のグリッド、被処理磁気ディスク基板、電極板の形状を模した概念図である。FIG. 3 is a conceptual diagram simulating shapes of a grid, a processed magnetic disk substrate, and an electrode plate of the metal ion irradiation apparatus shown in FIG. 2. 実施例1に基づくイオン注入量と磁気的書き込み幅Mww(Magnetic write width)の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the ion implantation amount based on Example 1, and magnetic write width Mww (Magnetic write width). 実施例1に基づくイオン注入量と保持力Hcの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the ion implantation amount based on Example 1, and the retention strength Hc. 実施例1に基づくイオン注入量と磁化量Msの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the ion implantation amount based on Example 1, and the magnetization amount Ms. 実施例3による被処理磁気ディスク基板両面への金属イオン照射装置の概念図である。6 is a conceptual diagram of a device for irradiating metal ions to both surfaces of a magnetic disk substrate to be processed according to Embodiment 3. FIG. 図8に示す金属イオン照射装置のグリッド、被処理磁気ディスク基板、基板ホルダの形状を模した概念図である。It is the conceptual diagram which simulated the shape of the grid of the metal ion irradiation apparatus shown in FIG. 8, a to-be-processed magnetic disk substrate, and a substrate holder. 実施例4による被処理磁気ディスク基板片面へのガスイオン照射装置の概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram of a gas ion irradiation apparatus for one surface of a magnetic disk substrate to be processed according to a fourth embodiment. 実施例4に基づくイオン注入量と磁気的書き込み幅Mwwの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the ion implantation amount based on Example 4, and the magnetic write width Mww. 実施例4に基づくイオン注入量と保持力Hcの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the ion implantation amount based on Example 4, and the retention strength Hc. 実施例4に基づくイオン注入量と磁化量Msの測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the ion implantation amount based on Example 4, and the magnetization amount Ms. 実施例6による被処理磁気ディスク基板両面へのガスイオン照射装置の概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram of a gas ion irradiation device for both surfaces of a magnetic disk substrate to be processed according to Example 6; 実施例6の変形例による被処理磁気ディスク基板両面へのガスイオン照射装置の概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram of a gas ion irradiation apparatus on both surfaces of a magnetic disk substrate to be processed according to a modification of Example 6; 被処理磁気ディスク基板の面積と被処理磁気ディスク基板に覆われた部分を除く電極板の面積の比率とアーキングの発生確率の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the ratio of the area of a to-be-processed magnetic disk substrate, the area of an electrode plate except the part covered with the to-be-processed magnetic disk substrate, and the generation probability of arcing. 磁気ディスク媒体に着磁後、MFM測定を行った写真図である。It is the photograph figure which performed MFM measurement after magnetizing to a magnetic disk medium. 実施例8による三枚グリッド及び被処理磁気ディスク基板等の電極構成要素についての概念図である。It is a conceptual diagram about electrode components, such as a three grid by Example 8, and a to-be-processed magnetic disk board | substrate. 本発明を適用してない比較例1の被処理磁気ディスク基板の電極構成要素についての概念図である。It is a conceptual diagram about the electrode component of the to-be-processed magnetic disk board | substrate of the comparative example 1 which does not apply this invention. アーキングにより損傷した被処理磁気ディスク基板の光学顕微鏡写真図である。It is an optical microscope photograph figure of the to-be-processed magnetic disk board | substrate damaged by arcing.

本発明の第1の特徴は、電極板上に被処理磁気ディスク基板を配置し、電極板及び被処理磁気ディスク基板に対向してグリッドを配置し、電極板とグリッドを同電位にする電極構造に対して、高電圧パルスを印加することで、グリッド表面のみに高電圧のシースを形成し、グリッド及びグリッドと同電位となる電極板に囲まれた被処理磁気ディスク基板表面にはシースを形成しないことでアーキングを抑制することにある。そして第2の特徴は、グリッドを通過して照射されるイオンに晒される電極板上に配置された被処理磁気ディスク基板の面積に対して、被処理磁気ディスク基板に覆われた部分を除く電極板の面積を等倍以上とすることで二次電子を積極的に利用して、無損傷なイオン注入処理を行うことにある。以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。   The first feature of the present invention is that the magnetic disk substrate to be processed is disposed on the electrode plate, the grid is disposed opposite to the electrode plate and the magnetic disk substrate to be processed, and the electrode plate and the grid have the same potential. In contrast, by applying a high voltage pulse, a high voltage sheath is formed only on the grid surface, and a sheath is formed on the surface of the magnetic disk substrate to be processed surrounded by the grid and the electrode plate having the same potential as the grid. Not to suppress arcing. The second feature is that the electrode excluding the portion covered by the magnetic disk substrate to be processed with respect to the area of the magnetic disk substrate to be processed disposed on the electrode plate exposed to the ions irradiated through the grid. By making the area of the plate equal to or greater than that, the secondary electrons are actively used to perform an undamaged ion implantation process. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は実施例1による磁気記録媒体の製造方法を示す工程図である。
図1(a)を参照するに、基板1には、硼珪酸ガラス、或いはアルミノシリケートガラスの表面を化学強化した基板を、洗浄後、乾燥して用いた。化学強化したガラス基板に替え、アルミニウム合金基板上にNi-Pめっき後表面研磨した基板やSiやTi合金からなる剛体基板を用いることもできる。
FIG. 1 is a process diagram showing a method of manufacturing a magnetic recording medium according to the first embodiment.
Referring to FIG. 1 (a), a substrate obtained by chemically strengthening the surface of borosilicate glass or aluminosilicate glass was used as the substrate 1 after being washed and dried. Instead of a chemically strengthened glass substrate, a substrate that has been surface-polished after Ni-P plating on an aluminum alloy substrate or a rigid substrate made of Si or Ti alloy can also be used.

前記工程を経た基板1上に密着層2として50at.%Al−50at.%Ti合金層を5nm、第一軟磁性層3として51at.%Fe−34at.%Co−10at.%Ta−5at.%Zr合金層を15nm、反強磁性結合層4としてRu層を0.5nm、第二軟磁性層5として51at.%Fe−34at.%Co−10at.%Ta−5at.%Zr合金層を15nm、下地層6として50at.%Cr−50at.%Ti合金層を2nm、第一配向制御層7として94at.%Ni−6at.%W合金層を7nm、第二配向制御層8としてRu層を17nm、第一磁性層9として59mol.%Co−16mol.%Cr−17mol.%Pt−8mol.%SiO2合金層を9nm、第二磁性層10として63at.%Co−15at.%Cr−14at.%Pt−8at.%B合金層を2nmと順次積層した。   A 50 at.% Al-50 at.% Ti alloy layer as the adhesion layer 2 is 5 nm and the first soft magnetic layer 3 is 51 at.% Fe-34 at.% Co-10 at.% Ta-5 at. % Zr alloy layer 15 nm, antiferromagnetic coupling layer 4 Ru layer 0.5 nm, second soft magnetic layer 5 51 at.% Fe-34 at.% Co-10 at.% Ta-5 at.% Zr alloy layer 15 nm The under layer 6 has a 50 at.% Cr-50 at.% Ti alloy layer of 2 nm, the first orientation control layer 7 has a 94 at.% Ni-6 at.% W alloy layer of 7 nm, and the second orientation control layer 8 has a Ru layer. 17 nm, 59 mol.% Co-16 mol.% Cr-17 mol.% Pt-8 mol.% SiO2 alloy layer 9 nm as the first magnetic layer 9, 63 at.% Co-15 at.% Cr-14 at. % Pt-8at.% B alloy layers were sequentially laminated to 2 nm.

上記各層の成膜には真空中で基板を搬送し、上記のような複数の層を連続成膜可能な枚様式のスパッタリング装置を用いた。所望の膜組成と同じ組成の合金ターゲットを用意し、それをスパッタすることで上記のような合金層を成膜した。成膜時のArガス圧は第二配向制御層8と第一磁性層9以外の層を成膜する際は1Paとした。第二配向制御層8を成膜する際のArガス圧は、第二配向制御層8の下部側9nmを1Paで成膜し、上部側8nmを5Paで成膜した。第一磁性層9成膜時はArに酸素を加えて成膜した。それぞれの分圧はArを4Pa、酸素を0.2Paとした。   The film formation of each of the above layers was carried out using a sheet-type sputtering apparatus capable of transporting the substrate in a vacuum and continuously forming a plurality of layers as described above. An alloy target having the same composition as the desired film composition was prepared and sputtered to form the alloy layer as described above. The Ar gas pressure at the time of film formation was set to 1 Pa when layers other than the second orientation control layer 8 and the first magnetic layer 9 were formed. The Ar gas pressure for forming the second orientation control layer 8 was such that the lower side 9 nm of the second orientation control layer 8 was formed at 1 Pa and the upper side 8 nm was formed at 5 Pa. During film formation of the first magnetic layer 9, oxygen was added to Ar. Each partial pressure was set to 4 Pa for Ar and 0.2 Pa for oxygen.

前記工程を経て形成した媒体にレジストを塗布した後、記録トラックとサーボエリアの形状と同様の凹凸パターンが形成されたスタンパーをレジストに押し付けることによってレジストに凹凸パターンを転写し、トラックピッチ120nm、トラック幅60nm、高さ150nmのレジスト膜11を形成した。なお、トラック分離域13にもレジスト残渣12が約20nm存在している。なお、凹凸パターンを有するレジスト膜11を形成した段階の基板全体を被処理磁気ディスク基板(被処理基板)20と呼ぶことにする。   After applying the resist to the medium formed through the above steps, the concave / convex pattern is transferred to the resist by pressing a stamper on which the concave / convex pattern similar to the shape of the recording track and servo area is formed, and the track pitch is 120 nm. A resist film 11 having a width of 60 nm and a height of 150 nm was formed. Note that the resist residue 12 is also present in the track separation region 13 by about 20 nm. The entire substrate on which the resist film 11 having the concavo-convex pattern has been formed is referred to as a processed magnetic disk substrate (processed substrate) 20.

レジスト膜形成後、非磁性元素のイオン14としてCrイオンを媒体に照射し、図1(b)に示すように第一磁性層9および第二磁性層10の一部にトラック分離域15として非磁性元素Crの含有率が高い部分を形成した。本実施例では上述のとおり、磁性層となるCo系合金の磁化を低下させる効果が最も強いCrイオンを用いることにした。これは、Coとdバンドのエネルギー順位が近いため、電子遷移が起こりやすく、Coのアップスピンバンドが効率的に埋まるからである。なお、Crイオン以外に、Vイオン、Mnイオンでも同様の効果が得られる。ここで、イオン照射のための加速電圧は少なくとも、レジスト残渣12の厚さ20nmは簡単に突き抜け、かつ、レジスト膜11の厚さ150nmではイオンが突き抜けない条件である必要がある。また、本実施例では、いずれも正イオンであるため負の加速電圧を与えなければならないが、負イオンである場合は正の加速電圧を与えなければならないことはいうまでもない。負イオンを発生させる元素としては、OあるいはFを含むガスが存在する。 After the resist film is formed, the medium is irradiated with Cr ions as the nonmagnetic element ions 14, and as shown in FIG. 1B, the first magnetic layer 9 and the second magnetic layer 10 are partially non-tracked as a track separation region 15. A portion having a high content of the magnetic element Cr was formed. In this example, as described above, Cr ions having the strongest effect of reducing the magnetization of the Co-based alloy serving as the magnetic layer were used. This is because the Co and d band energy orders are close to each other, so that electronic transition is likely to occur, and the Co upspin band is effectively filled. Similar effects can be obtained with V ions and Mn ions in addition to Cr ions. Here, the acceleration voltage for ion irradiation needs to be a condition that at least the resist residue 12 has a thickness of 20 nm and can be easily penetrated, and the resist film 11 has a thickness of 150 nm and ions cannot penetrate. In this embodiment, since all are positive ions, a negative acceleration voltage must be applied. However, in the case of negative ions, it is needless to say that a positive acceleration voltage must be applied. As an element that generates negative ions, there is a gas containing O 2 or F.

図2には、図1(a)のプロセス処理を行うためのイオン照射装置の概念図を示す。本実施例においては、イオン源としてアーク放電ユニット21により生成したプラズマビーム31を用いた。以下、詳細について説明する。プラズマビーム31は、被処理磁気ディスク基板20の片面に処理できるように配置されたアーク放電ユニット21から生成される。具体的には、Crからなるカソード22とアノード23間に電圧を印加して、高真空の雰囲気下でアーク放電25を生じさせる。カソード22は、アーク溶接と同様に非常に高温の状態となり、カソード表面よりプラズマを生成する。ここでいうプラズマとは、ガス圧が10-4 Pa以下の真空中で、Crのイオン14及び電子26を生成させた状態をいう。また、カソード22にはアーク電流を100A程度流入させアーク電圧約-20Vのアーク放電を発生させた。発生したCrのイオン14及び電子26は、アーク放電時に発生するドロップレットを除去してプラズマを輸送するための湾曲させた磁場ダクト27を介して被処理磁気ディスク基板20を保持する処理室28に導入され、走査用電磁石29によって被処理磁気ディスク基板20に均一に照射する。プラズマビーム31は、全体として中性であるためCrのイオン14と電子26が照射され、被処理磁気ディスク基板20上部に設置しているグリッド30へ照射される。 FIG. 2 shows a conceptual diagram of an ion irradiation apparatus for performing the process of FIG. In this embodiment, a plasma beam 31 generated by the arc discharge unit 21 is used as an ion source. Details will be described below. The plasma beam 31 is generated from an arc discharge unit 21 arranged so as to be processed on one side of the magnetic disk substrate 20 to be processed. Specifically, a voltage is applied between the cathode 22 and the anode 23 made of Cr to generate an arc discharge 25 in a high vacuum atmosphere. The cathode 22 is in a very high temperature state, similar to arc welding, and generates plasma from the cathode surface. The term “plasma” as used herein refers to a state in which Cr ions 14 and electrons 26 are generated in a vacuum with a gas pressure of 10 −4 Pa or less. Further, an arc current of about 100 A was introduced into the cathode 22 to generate an arc discharge with an arc voltage of about -20V. The generated Cr ions 14 and electrons 26 enter a processing chamber 28 that holds the magnetic disk substrate 20 to be processed through a curved magnetic duct 27 that removes droplets generated during arc discharge and transports plasma. The magnetic disk substrate 20 to be processed is uniformly irradiated by the scanning electromagnet 29. Since the plasma beam 31 is neutral as a whole, it is irradiated with Cr ions 14 and electrons 26, and is irradiated onto the grid 30 installed on the top of the magnetic disk substrate 20 to be processed.

図3に、図2中のグリッド30及び被処理磁気ディスク基板20が保持された電極板44の構成要素についての概念図を示す。本図においては、被処理磁気ディスク基板20が配置された電極板44とその上方(上流側)に配置したグリッド30との間に形成される等電位空間38に対して、-20kV, -5Aの負電圧とグランドで変化するパルス電圧32をデューティ比80%, 周波数40kHzにて印加する。従って、パルス幅25μsに対して、パルス印加時間20μs, 停止時間5μsという条件での間欠的な繰り返しの加速電圧印加となる。なお、使用した高電圧パルス電源24は最大-50kV, -50Aのものを使用した。高電圧パルス電源24の周波数は40kHzとしているが、予備実験では1kHz〜50kHzまでの検討を行っている。ここで、周波数が異なれば1パルスあたりの単位時間が変化するため、それぞれの周波数によって最適なパルスデューティ比があることは言うまでもない。また、パルスデューティ比は、イオン注入に伴う過熱を低減するためにも有用であり、被処理磁気ディスク基板20を構成する磁性層の膜厚等にも依存する設計事項である。さらに、このパルスデューティ比は実験に用いる高電圧パルス電源24の性能にも依存するが、少なくとも、金属イオンを用いた場合は、パルスデューティ比を50%未満とすると、金属イオンが注入されずに目標物となる磁性層表面に堆積する結果となり、効率的なイオン注入そのものができないことに注意する必要がある。   FIG. 3 is a conceptual diagram of the components of the electrode plate 44 on which the grid 30 and the magnetic disk substrate 20 to be processed in FIG. 2 are held. In this figure, with respect to an equipotential space 38 formed between the electrode plate 44 on which the magnetic disk substrate 20 to be processed is disposed and the grid 30 disposed above (upstream side), −20 kV, −5 A The negative voltage and the pulse voltage 32 that changes with the ground are applied at a duty ratio of 80% and a frequency of 40 kHz. Therefore, for a pulse width of 25 μs, intermittent acceleration voltage application is performed under the conditions of a pulse application time of 20 μs and a stop time of 5 μs. The high voltage pulse power supply 24 used was a maximum of -50 kV, -50 A. The frequency of the high-voltage pulse power supply 24 is 40 kHz, but in preliminary experiments, a study is conducted from 1 kHz to 50 kHz. Here, since the unit time per pulse changes if the frequency is different, it goes without saying that there is an optimum pulse duty ratio depending on each frequency. In addition, the pulse duty ratio is useful for reducing overheating associated with ion implantation, and is a design matter that also depends on the thickness of the magnetic layer constituting the magnetic disk substrate 20 to be processed. Furthermore, this pulse duty ratio also depends on the performance of the high voltage pulse power supply 24 used in the experiment. At least, when metal ions are used, if the pulse duty ratio is less than 50%, metal ions are not implanted. It should be noted that efficient ion implantation is not possible because it results in deposition on the surface of the magnetic layer that is the target.

また、図4に示すようにイオンが照射される被処理磁気ディスク基板20の面積に対して、被処理磁気ディスク基板20に覆われた部分を除く電極板44の面積は、1.5倍とした。グリッド30は厚さ1mm のMo材質により構成されており、複数の貫通穴33によって構成される。貫通穴33の直径は4mmであり、隣接する貫通穴33と1mm程度の間隔からなっている。なお、グリッド30と被処理磁気ディスク基板20間の間隔34は50mmとした。勿論、グリッド30の材質としては一般的なW, C等を用いてもよい。また、貫通穴33の穴径に関しては、グリッド30と被処理磁気ディスク基板20間の間隔34との関係による設計事項であり、本発明の目的を維持しつつ、被処理磁気ディスク基板20へ最も均一な処理が可能な貫通穴径を選択すればよい。また、例えば直径100μm程度のMoワイヤーを用いたメッシュ構造のグリッド30を使用しても問題ない。加えて、被処理磁気ディスク基板20に対して、相対的にグリッド30が回転運動機構を付加することで、イオン注入処理が被処理磁気ディスク基板20に均一に処理できることはいうまでもない。   In addition, as shown in FIG. 4, the area of the electrode plate 44 excluding the portion covered with the magnetic disk substrate 20 to be processed is 1.5 times the area of the magnetic disk substrate 20 to be irradiated with ions. did. The grid 30 is made of a Mo material having a thickness of 1 mm, and is made up of a plurality of through holes 33. The diameter of the through hole 33 is 4 mm, and it is spaced from the adjacent through hole 33 by about 1 mm. The distance 34 between the grid 30 and the magnetic disk substrate 20 to be processed was 50 mm. Of course, the material of the grid 30 may be general W, C, or the like. Further, the hole diameter of the through-hole 33 is a design matter based on the relationship between the grid 30 and the distance 34 between the magnetic disk substrate 20 to be processed, and is most suitable for the magnetic disk substrate 20 to be processed while maintaining the object of the present invention. What is necessary is just to select the through-hole diameter which can perform a uniform process. Further, for example, there is no problem even if a mesh-structured grid 30 using a Mo wire having a diameter of about 100 μm is used. In addition, it is needless to say that the ion implantation process can be uniformly performed on the magnetic disk substrate 20 to be processed by adding the rotational motion mechanism to the grid 30 relative to the magnetic disk substrate 20 to be processed.

ところで、図3中に処理室28内の電位分布35を示しているが、グリッド30の表面にはプラズマポテンシャル36とパルス電圧37との電位差約-20kVによる高電圧のシース41が形成される。このシース41によりプラズマビーム31中のイオン14は加速され、グリッド30及び被処理磁気ディスク基板20を配置した電極板44に囲まれた等電位空間38に侵入する。等電位空間38内はいずれも等電位面であるため、基本的に電界が発生していない。従って、被処理磁気ディスク基板端面等の鋭角部への電界集中が発生せずアーキングの発生を防止することができる。但し、プラズマビーム31側に接するグリッド30の表面においては、電界がグリッド貫通穴33端面等の鋭角部に集中し、イオン衝突によるアーキング発生39の確率が高くなる。   3 shows a potential distribution 35 in the processing chamber 28. On the surface of the grid 30, a high-voltage sheath 41 is formed with a potential difference of about −20 kV between the plasma potential 36 and the pulse voltage 37. The ions 14 in the plasma beam 31 are accelerated by the sheath 41 and enter the equipotential space 38 surrounded by the electrode plate 44 on which the grid 30 and the magnetic disk substrate 20 to be processed are arranged. Since all the equipotential spaces 38 are equipotential surfaces, no electric field is basically generated. Therefore, electric field concentration on an acute angle portion such as the end surface of the magnetic disk substrate to be processed does not occur, and arcing can be prevented. However, on the surface of the grid 30 in contact with the plasma beam 31 side, the electric field concentrates on an acute angle portion such as the end face of the grid through hole 33, and the probability of occurrence of arcing 39 due to ion collision increases.

また、被処理磁気ディスク基板20に入射したイオン14は、一価以上の電荷を帯びており、被処理磁気ディスク基板20の表面は絶縁物となるレジスト材で覆われているものの、チャージアップによる絶縁破壊からのアーキングも発生しなかった。これは、実施例7によって詳細を説明するが、イオンが照射される被処理磁気ディスク基板20の面積に対して、被処理磁気ディスク基板20に覆われた部分を除く電極板44の面積を、1.5倍としたことから得られる二次電子42の生成効果と考えられる。   In addition, the ions 14 incident on the magnetic disk substrate 20 to be processed have a charge of one or more valences, and the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed is covered with a resist material serving as an insulator. There was no arcing from dielectric breakdown. This will be described in detail with reference to Example 7, but the area of the electrode plate 44 excluding the portion covered with the magnetic disk substrate 20 to be processed with respect to the area of the magnetic disk substrate 20 to be processed irradiated with ions, This is considered to be the generation effect of the secondary electrons 42 obtained from the 1.5 times.

以上のような電極構造とプロセス条件によって、Crのイオン14を被処理磁気ディスク基板20に、約1×1016〜12×1016 ion/cm2で照射を行い、主に第一磁性層9と第二磁性層10に対してイオン注入しトラック分離域15を作製した。 With the above electrode structure and process conditions, Cr ions 14 are irradiated onto the magnetic disk substrate 20 to be processed at about 1 × 10 16 to 12 × 10 16 ions / cm 2 , and mainly the first magnetic layer 9. Then, the track separation region 15 was produced by ion implantation into the second magnetic layer 10.

この照射プロセス中においては、グリッド30の表面においては、イオン照射初期段階においてアーキング発生39が確認されたが、被処理磁気ディスク基板20の表面においてアーキングは全く発生せず、損傷は確認されなかった。即ち、本発明の電極構造が有効であることを確認できた。   During this irradiation process, arcing 39 was confirmed on the surface of the grid 30 at the initial stage of ion irradiation, but no arcing occurred on the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed, and no damage was confirmed. . That is, it was confirmed that the electrode structure of the present invention was effective.

さて、イオン注入によるトラック分離域15を形成後(図1(b))、図1(c)に示すように、酸素を用いたRIE(Reactive ion etching)にてレジスト膜11とレジスト残渣12を除去し、図1(d)に示すように、CVDにてDLC(Diamond-like Carbon)保護膜16を2nm成膜し、パーフルオロアルキルポリエーテルを主成分とする潤滑剤を塗布して厚さ1nmの潤滑膜17を形成した。DLC保護膜としては、スパッタリング、CVDによるカーボン保護膜や、磁場フィルタによるイオン輸送機構を備えたカソーディックアーク法を用いて形成したta-C(tetrahedral amorphous carbon)などを用いることもできる。   Now, after forming the track separation region 15 by ion implantation (FIG. 1B), as shown in FIG. 1C, the resist film 11 and the resist residue 12 are formed by RIE (Reactive ion etching) using oxygen. As shown in FIG. 1 (d), a DLC (Diamond-like Carbon) protective film 16 having a thickness of 2 nm is formed by CVD, and a lubricant mainly composed of perfluoroalkyl polyether is applied to the thickness. A 1 nm lubricating film 17 was formed. As the DLC protective film, a carbon protective film by sputtering or CVD, or ta-C (tetrahedral amorphous carbon) formed using a cathodic arc method having an ion transport mechanism by a magnetic field filter can be used.

次に、作成したディスクリートトラック媒体18の磁気的書き込み幅Mww(Magnetic write width)についてスピンスタンドを用いて評価した。磁気ヘッドは再生トラック幅Twr(Track width of reader)が50nm、書き込み幅Tww(Track width of writer)が70nmのものを用いた。   Next, the magnetic write width Mww (Magnetic write width) of the created discrete track medium 18 was evaluated using a spin stand. A magnetic head having a reproducing track width Twr (Track width of reader) of 50 nm and a writing width Tww (Track width of writer) of 70 nm was used.

結果を図5に示すが、図5において横軸はCrの注入量、縦軸は書き込み幅Tww である。Crの注入量が1.3×1016 ion/cm2ではMwwが90nm程度あったのに対し、注入量が6.5×1016 ion/ cm2以上の領域ではMwwは70nm程度と大きく減少し、ほぼ一定値となったことから、トラック幅を狭くしトラック密度を大きく向上できることが確認された。 The results are shown in FIG. 5. In FIG. 5, the horizontal axis represents the Cr injection amount, and the vertical axis represents the write width Tww. The Mww was about 90 nm when the amount of Cr injected was 1.3 × 10 16 ion / cm 2 , whereas the Mww was greatly reduced to about 70 nm in the region where the amount injected was 6.5 × 10 16 ion / cm 2 or more, almost constant. As a result, it was confirmed that the track width can be narrowed and the track density can be greatly improved.

このMwwの変化について原因を確認するために、上記プロセスにおいて、レジストパターニングを行っていないサンプルを用意し振動試料型磁力計にて、保持力Hcと磁化量Msの測定を行った。その結果をそれぞれ図6及び図7に示す。本結果によれば、保持力Hcはイオン注入量とともに急激に減少し、3.9×1016 ion/cm2でほぼ0近くになっている。一方、磁化量Msは6.5×1016 ion/ cm2においてほぼ0近くになっており、図5の注入量とMwwの関係に一致していることがわかる。すなわち、図5の結果はトラック分離域15に注入された非磁性原子であるCrの組成比率が、ある一定のイオン注入量(本実施例では9.1×1016 ion/cm2)以上になれば、磁化量がほぼ0となり、トラック間の磁気的な結合がトラック間を十分に分離できている領域を形成していることを示している。 In order to confirm the cause of the change in Mww, a sample not subjected to resist patterning was prepared in the above process, and the holding force Hc and the magnetization amount Ms were measured with a vibrating sample magnetometer. The results are shown in FIGS. 6 and 7, respectively. According to this result, the holding force Hc rapidly decreases with the amount of ion implantation, and is nearly zero at 3.9 × 10 16 ions / cm 2 . On the other hand, the magnetization amount Ms is almost 0 at 6.5 × 10 16 ions / cm 2 , and it can be seen that the relationship between the implantation amount and Mww in FIG. That is, the result of FIG. 5 shows that when the composition ratio of Cr, which is a nonmagnetic atom implanted into the track separation region 15, is a certain ion implantation amount (9.1 × 10 16 ions / cm 2 in this embodiment) or more. This indicates that the amount of magnetization is almost 0, and the magnetic coupling between the tracks forms a region where the tracks can be sufficiently separated.

実施例1の照射するイオン14を非磁性元素のCrイオンから他の金属元素に変えて、実施例1と同様にディスクリートトラック媒体18を作成した。非磁性元素としてはMn, Vそれぞれについて検討を行った。電極構造は、実施例1と同じく図2、図3、図4に示すものを用いて実験を行った。   Discrete track medium 18 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the ions 14 to be irradiated in Example 1 were changed from Cr ions, which are nonmagnetic elements, to other metal elements. As nonmagnetic elements, Mn and V were studied. The experiment was conducted using the electrode structure shown in FIGS. 2, 3, and 4 as in Example 1.

ところで、被処理磁気ディスク基板20の磁性層に照射されるイオン14は、高電圧パルス電源24によって印加されている加速電圧、パルス周波数にて磁性膜内部へと間欠的に注入されるが、イオンの侵入深さは、イオンの種類とエネルギー、照射される目標物となる磁性膜(ここでは第一磁性層9、第二磁性層10)との関係、即ち、核阻止能によって決定される。   By the way, the ions 14 irradiated to the magnetic layer of the magnetic disk substrate 20 to be processed are intermittently implanted into the magnetic film at the acceleration voltage and pulse frequency applied by the high voltage pulse power source 24. The penetration depth is determined by the type and energy of ions, the relationship with the magnetic film (here, the first magnetic layer 9 and the second magnetic layer 10) that is the target to be irradiated, that is, the nuclear stopping power.

本実施例においては、照射される目標物は同一であり、イオン14の原子番号(その原子核の中にある陽子の個数)、原子質量によって加速電圧を考慮する必要がある。そこで、本実施例に先立ち、イオンの侵入深さそのものが、深さ方向に分布をもつことを考慮しながら、第一磁性層9の合金層9nm、第二磁性層10の合金層2nmに理想的な非磁性化または軟磁性化が可能なイオン注入を行うための事前検討を行った。   In this embodiment, the target to be irradiated is the same, and it is necessary to consider the acceleration voltage depending on the atomic number of the ion 14 (the number of protons in the nucleus) and the atomic mass. Therefore, prior to this example, the ion penetration depth itself has an ideal distribution for the alloy layer 9 nm of the first magnetic layer 9 and the alloy layer 2 nm of the second magnetic layer 10 in consideration of the distribution in the depth direction. Preliminary study was conducted to perform ion implantation that can be made non-magnetic or soft magnetic.

その結果、第二磁性層10の深さ中間位置あたりから第一磁性層9の深さ中間位置にあたる付近に分布の最大値をもつことが最も効率よく非磁性化あるいは軟磁性化できることをつきとめた。この実験においては、各サンプルのマイクロオージェ電子分光分析法による深さ分析及び断面透過電子像のエネルギー分散型X線分光分析と振動試料型磁力計にて得られた保持力Hcと磁化量Msの測定結果から導き出した。そして、この理想的な侵入深さに最も効率よく、イオンを注入するには、加速電圧についてCrを含めてMn, Vいずれも-20kVであることがわかった。金属種に依存しなかったのは、いずれのサンプルも原子番号、原子質量が同様な値であったためと考える。但し、この最適な加速電圧は目標物となる磁性膜層の厚さ及び、磁性膜上の構成要素に依存する。   As a result, it has been found that having the maximum value of the distribution in the vicinity of the intermediate depth position of the first magnetic layer 9 from the intermediate depth position of the second magnetic layer 10 is most effective for demagnetization or soft magnetism. . In this experiment, the depth analysis by micro-Auger electron spectroscopy of each sample and the energy dispersive X-ray spectroscopic analysis of cross-sectional transmission electron images and the holding force Hc and magnetization amount Ms obtained by a vibrating sample magnetometer Derived from the measurement results. In order to implant ions most efficiently at this ideal penetration depth, it was found that both Mn and V, including Cr, were -20 kV in terms of acceleration voltage. The reason why it did not depend on the metal species is that all samples had the same atomic number and atomic mass. However, this optimum acceleration voltage depends on the thickness of the magnetic film layer as a target and the components on the magnetic film.

以上の事前検討結果より、Crも含めてMn, Vいずれも、本発明の特徴となる電極板44及び被処理磁気ディスク基板20とその上方に配置したグリッド30との間に形成される等電位空間38に対して、-20kVの負電圧とグランドで変化するパルス電圧32をデューティ比80%, 周波数40kHzにて印加して実験を行った。但し、実施例1同様にイオンが照射される被処理磁気ディスク基板20の面積に対して、被処理磁気ディスク基板20に覆われた部分を除く電極板44の面積は、1.5倍とした。   As a result of the above-mentioned preliminary examination, both Mn and V including Cr are equipotentials formed between the electrode plate 44 and the magnetic disk substrate 20 to be processed and the grid 30 disposed thereabove. An experiment was performed by applying a negative voltage of −20 kV and a pulse voltage 32 changing with the ground at a duty ratio of 80% and a frequency of 40 kHz to the space. However, as in Example 1, the area of the electrode plate 44 excluding the portion covered with the magnetic disk substrate 20 to be processed was 1.5 times the area of the magnetic disk substrate 20 to be processed with ions. .

その結果、注入量約1×1016〜12×1016 ion/cm2において、被処理磁気ディスク基板20の表面においてアーキングは全く発生せず、損傷は確認されなかった。即ち、本発明の電極構造が有効であることを確認できた。ただし、グリッド30の表面においてのみイオン照射初期において多少のアーキングが確認された。 As a result, no arcing occurred on the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed and no damage was observed at an injection amount of about 1 × 10 16 to 12 × 10 16 ions / cm 2 . That is, it was confirmed that the electrode structure of the present invention was effective. However, some arcing was confirmed only on the surface of the grid 30 in the initial stage of ion irradiation.

次に、実施例1と同じヘッドを用いてMwwを評価したが、多少のばらつきがあったものの各元素とも1.3×1016 ion/cm2ではMwwが90nm程度であったのに対し、注入量が6.5×1016 ion/cm2以上の領域ではMwwは70nm程度と大きく減少したことから、トラック幅を狭くしトラック密度を大きく向上できることが確認された。以上のように、各元素とも注入量を6.5×1016 ion/cm2以上とすることで、実施例1の場合と同等のトラック密度が得られることが確認できた。 Next, Mww was evaluated using the same head as in Example 1. Although there was some variation, each element had an Mww of about 90 nm at 1.3 × 10 16 ions / cm 2 , whereas the injection amount However, in the region of 6.5 × 10 16 ions / cm 2 or more, the Mww was greatly reduced to about 70 nm. Thus, it was confirmed that the track density can be greatly improved by narrowing the track width. As described above, it was confirmed that the track density equivalent to that in Example 1 was obtained by setting the implantation amount of each element to 6.5 × 10 16 ions / cm 2 or more.

ところで、高記録密度化のためには磁性膜(ここでは第一磁性層9、第二磁性層10)は薄膜化する必要があるが、一方で、磁性膜の薄膜化にも限界があり、少なくとも現状のような特性が得られる磁性膜としては、第一磁性層9をXnm、第二磁性層10をYnm, 総膜厚Znmとしたとき、(X, Y, Z) = (9, 2, 11), (8, 2, 10), (7, 2, 9), (6, 2, 8), (5, 2, 7), (4, 2, 6), (3, 2, 5), (2, 2, 4), (9, 1, 10), (8, 1, 9), (7, 1, 8), (6, 1, 7), (5, 1, 6), (4, 1, 5), (3, 1, 4), (2, 1, 3)の組み合わせについては磁性膜として有効な膜構成である結果を得ている。これらの膜厚構成のうち最低膜厚は3nmであり、本発明が対象とする処理を金属イオン照射によって行うための加速電圧の下限としては、-3kVであった。   Incidentally, in order to increase the recording density, it is necessary to reduce the thickness of the magnetic films (here, the first magnetic layer 9 and the second magnetic layer 10). On the other hand, there is a limit to reducing the thickness of the magnetic film. As a magnetic film capable of at least obtaining the current characteristics, when the first magnetic layer 9 is Xnm, the second magnetic layer 10 is Ynm, and the total film thickness is Znm, (X, Y, Z) = (9, 2 , 11), (8, 2, 10), (7, 2, 9), (6, 2, 8), (5, 2, 7), (4, 2, 6), (3, 2, 5 ), (2, 2, 4), (9, 1, 10), (8, 1, 9), (7, 1, 8), (6, 1, 7), (5, 1, 6), For the combination of (4, 1, 5), (3, 1, 4), (2, 1, 3), the result is an effective film configuration as a magnetic film. Among these film thickness configurations, the minimum film thickness was 3 nm, and the lower limit of the acceleration voltage for performing the treatment targeted by the present invention by metal ion irradiation was −3 kV.

従って、総膜厚として3〜11nmの磁性膜に対して、本発明が対象とする処理を金属イオン照射によって行うための加速電圧は、好ましくは-3kV〜-20kVの範囲である。   Therefore, the acceleration voltage for performing the treatment intended by the present invention on the magnetic film having a total film thickness of 3 to 11 nm by metal ion irradiation is preferably in the range of −3 kV to −20 kV.

図2は被処理磁気ディスク基板20の片面への処理を対象としているモデルであったが、図8では、本発明のプロセス処理を被処理磁気ディスク基板20の両面へ行うためのイオン照射装置の概念図を示す。図9は、グリッド30及び被処理磁気ディスク基板20が保持された金属性の基板ホルダ47の構成要素についての概念図を示しており、被処理磁気ディスク基板20は基板ホルダ47に付属する基板保持部材48によって、被処理磁気ディスク基板20の端面3ヶ所で保持されている。ここで、被処理磁気ディスク基板20の端面にはレジストが付着していないため、金属性の基板ホルダ47と被処理磁気ディスク基板20に形成されている金属膜は十分に電気的導通を得ることができる。また、基板ホルダ47と被処理磁気ディスク基板20の間に生じる隙間は約1mmとしている。この隙間は、被処理磁気ディスク基板20の両面に照射されるイオン14の相互干渉を防ぎ、安定なイオン注入のためには可能な限り狭くすることが望ましい。さらに、両面いずれにおいてもグリッド30を通過してイオン14に晒される基板ホルダ47の対向面の面積は、イオン14に晒される被処理磁気ディスク基板20の対向面の面積に対して1.5倍としている。なお、被処理磁気ディスク基板20には中心部分に開口部が存在するためこの部分を介して両面での干渉を防止するために、グリッド30の中心と接続されたキャップ支持部材46によって絶縁物キャップ45を両面に配置するようにした。なお、絶縁物キャップ45と被処理磁気ディスク基板20の中心部分の開口部端面との隙間は約1mmとしている。   FIG. 2 is a model intended for processing on one side of the magnetic disk substrate 20 to be processed, but FIG. 8 shows an ion irradiation apparatus for performing the process of the present invention on both surfaces of the magnetic disk substrate 20 to be processed. A conceptual diagram is shown. FIG. 9 is a conceptual diagram showing components of the metallic substrate holder 47 on which the grid 30 and the magnetic disk substrate 20 to be processed are held. The magnetic disk substrate 20 to be processed is a substrate holder attached to the substrate holder 47. The member 48 holds the processed magnetic disk substrate 20 at three positions on the end surface. Here, since the resist is not attached to the end surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed, the metal substrate holder 47 and the metal film formed on the magnetic disk substrate 20 to be processed sufficiently obtain electrical continuity. Can do. Further, the gap generated between the substrate holder 47 and the magnetic disk substrate 20 to be processed is about 1 mm. It is desirable that this gap be as narrow as possible to prevent mutual interference of ions 14 irradiated on both surfaces of the magnetic disk substrate 20 to be processed and for stable ion implantation. Furthermore, the area of the opposite surface of the substrate holder 47 exposed to the ions 14 through the grid 30 on both sides is 1.5 times the area of the opposite surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed exposed to the ions 14. It is said. Since the magnetic disk substrate 20 to be processed has an opening at the center portion, an insulating cap is provided by a cap support member 46 connected to the center of the grid 30 in order to prevent interference on both sides through this portion. 45 is arranged on both sides. The gap between the insulator cap 45 and the opening end face of the central portion of the magnetic disk substrate 20 to be processed is about 1 mm.

そして、本電極構造を用いて、実施例1と同様なプロセス条件を用いて両面同時処理を行った結果、被処理磁気ディスク基板20の両面に作成したディスクリートトラック媒体18は、いずれの面とも実施例1で示した片面処理品と同様な結果を得ることができた。   As a result of performing double-sided simultaneous processing using the same process conditions as in Example 1 using this electrode structure, the discrete track medium 18 created on both sides of the magnetic disk substrate 20 to be processed was implemented on both sides. The same result as that of the single-side treated product shown in Example 1 could be obtained.

図1の照射イオン14をガス元素に変えて、実施例1と同様にディスクリートトラック媒体18を作成した。非磁性金属イオンであるCr, Mn, Vが結晶構造の改質から消磁特性を得る場合と異なり、ガス元素の場合は、磁性膜結晶構造を崩して非晶質化させることで軟磁性化、さらには媒体構造、膜厚の最適化(薄膜化)、媒体との化学的反応によってほぼ非磁性化することができる。   A discrete track medium 18 was prepared in the same manner as in Example 1 by changing the irradiated ions 14 in FIG. Unlike the case where Cr, Mn, V, which are non-magnetic metal ions, obtain demagnetization characteristics from the modification of the crystal structure, in the case of gas elements, the magnetic film crystal structure is destroyed to make it amorphous, thereby making it soft magnetic. Furthermore, it can be made almost non-magnetic by optimizing the medium structure and film thickness (thinning) and chemical reaction with the medium.

本実施例では、N2ガスを用いた場合についての結果について説明する。図10には、図1のプロセス処理を行うためのガスイオン照射装置の概念図を示す。ここで、真空槽70内の平行平板型電極71に対して高周波(RF)電源72より電力を100W供給し、マスフローメータ73よりN2を10sccm、ガス圧0.6Paにてグロー放電74を発生させ、N2 +やN+からなるイオン14をイオン源とした。図10中のグリッド30及び被処理磁気ディスク基板20を保持した電極板44の周りについての詳細なメカニズムは、基本的には実施例1と同様であり、イオン生成が実施例1ではアーク放電ユニット21により生成したプラズマビーム31であったのに対してグロー放電74となりCr+からN2 +及びN+に変更されると考えてよい。ただし、加速電圧についてはイオン種の質量がCr+と異なることで注入深さが増加することを考慮し-15kVにて実験を行っている。即ち、被処理磁気ディスク基板20とその上方に配置したグリッド30及び電極板44の間に形成される等電位空間38に-15kVの負電圧とグランドで変化するパルス電圧をデューティ比80%、周波数40kHzにて印加し実験を行った。また、イオンが照射される被処理磁気ディスク基板20の面積に対して、被処理磁気ディスク基板20に覆われた部分を除く電極板44の面積は、1.5倍とした。 In this example, the results when N 2 gas is used will be described. FIG. 10 shows a conceptual diagram of a gas ion irradiation apparatus for performing the process of FIG. Here, 100 W of electric power is supplied from a high frequency (RF) power source 72 to the parallel plate electrode 71 in the vacuum chamber 70, and a glow discharge 74 is generated from the mass flow meter 73 with N 2 at 10 sccm and a gas pressure of 0.6 Pa. was a N 2 + and N + ions 14 consisting of an ion source. The detailed mechanism around the electrode plate 44 holding the grid 30 and the magnetic disk substrate 20 to be processed in FIG. 10 is basically the same as in the first embodiment, and the ion generation is performed in the arc discharge unit in the first embodiment. It can be considered that the plasma beam 31 generated by 21 is a glow discharge 74 and is changed from Cr + to N 2 + and N + . However, with regard to the accelerating voltage, the experiment was conducted at -15 kV in consideration of the fact that the implantation depth increases because the mass of the ion species is different from Cr + . That is, a negative voltage of −15 kV and a pulse voltage that changes depending on the ground are applied to an equipotential space 38 formed between the magnetic disk substrate 20 to be processed and the grid 30 and electrode plate 44 disposed above it, with a duty ratio of 80%, An experiment was conducted by applying at 40 kHz. Further, the area of the electrode plate 44 excluding the portion covered by the magnetic disk substrate 20 to be processed was 1.5 times the area of the magnetic disk substrate 20 to be processed irradiated with ions.

実験結果によれば、注入量約1×1016〜5×1016 ion/cm2において、被処理磁気ディスク基板20の表面においてアーキングは全く発生せず、損傷は確認されなかった。即ち、本発明の電極構造が有効であることを確認できた。グリッド30の表面においても、金属原子を用いた場合に比較し1/10程度の頻度でしかアーキングが確認されなかった。これは、金属イオンに比較し、ガスイオンの原子質量が小さいことによる運動エネルギー差に起因すると考えている。 According to the experimental results, at the implantation amount of about 1 × 10 16 to 5 × 10 16 ions / cm 2 , no arcing occurred on the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed, and no damage was confirmed. That is, it was confirmed that the electrode structure of the present invention was effective. Also on the surface of the grid 30, arcing was confirmed only about 1/10 of the frequency when using metal atoms. This is considered to be caused by a difference in kinetic energy due to the small atomic mass of gas ions compared to metal ions.

次に、実施例1と同じヘッドを用いてMwwを評価したが、図11に示すように約5×1016 ion/cm2においてMww70nm程度を達成した。 Next, Mww was evaluated using the same head as in Example 1. As shown in FIG. 11, Mww of about 70 nm was achieved at about 5 × 10 16 ions / cm 2 .

次に、上記プロセスにおいてレジストパターニングを行っていないサンプルを用意し振動試料型磁力計にて、保持力Hcと磁化量Msの測定を行った。その結果をそれぞれ図12及び図13に示す。本結果によれば、保持力Hc及び磁化量Msともにイオン注入量の増加に伴いほぼ線形で減少し、約5×1016 ion/cm2において保持力Hc及び磁化量Msともにほぼ0に近い値を示した。 Next, a sample not subjected to resist patterning in the above process was prepared, and the holding force Hc and the magnetization amount Ms were measured with a vibrating sample magnetometer. The results are shown in FIGS. 12 and 13, respectively. According to this result, both the coercive force Hc and the magnetization amount Ms decrease almost linearly as the ion implantation amount increases, and the coercive force Hc and the magnetization amount Ms are both nearly zero at about 5 × 10 16 ions / cm 2 . showed that.

以上の結果よりガス元素を用いても、トラック間の磁気的な結合がトラック間を十分に分離できている領域を形成することが確認できた。   From the above results, it was confirmed that even when the gas element was used, the magnetic coupling between the tracks formed a region where the tracks were sufficiently separated.

図10の実験装置を用いて実施例4のN2を他のガス元素に変えて、同様にディスクリートトラック媒体18を作成した。具体的にはAr, Ne,O2,CF4のそれぞれのガスについて検討を行った。 A discrete track medium 18 was similarly produced by changing N 2 of Example 4 to another gas element using the experimental apparatus of FIG. Specifically, Ar, Ne, O 2 , and CF 4 gases were studied.

本実施例でのプロセス条件は全てのガスに対して、真空槽70内の平行平板型電極71に対して高周波(RF)電力72を100W供給し、それぞれのガスをマスフローメータ73より10sccm、ガス圧0.6Paにてグロー放電74を発生させイオン源とした。また、イオンが照射される被処理磁気ディスク基板20の面積に対して、被処理磁気ディスク基板20に覆われた部分を除く電極板44の面積は、1.5倍とした。   The process conditions in this embodiment are that all gases are supplied with 100 W of high frequency (RF) power 72 to the parallel plate electrode 71 in the vacuum chamber 70, and each gas is supplied from the mass flow meter 73 to 10 sccm. A glow discharge 74 was generated at a pressure of 0.6 Pa to provide an ion source. Further, the area of the electrode plate 44 excluding the portion covered by the magnetic disk substrate 20 to be processed was 1.5 times the area of the magnetic disk substrate 20 to be processed irradiated with ions.

本実施例においては、照射イオン元素の原子番号、原子質量によってイオンの加速電圧を考慮する必要がある。そこで、実験に先立ち、注入量そのものが深さ方向に分布をもつことを考慮しながら、第一磁性層9の合金層9nm、第二磁性層10の合金層2nmに理想的な軟磁性化または非磁性化が可能なガスイオン注入を行うための事前検討を行った。   In the present embodiment, it is necessary to consider the ion acceleration voltage depending on the atomic number and atomic mass of the irradiated ion element. Therefore, prior to the experiment, while considering that the injection amount itself has a distribution in the depth direction, the ideal soft magnetism or alloying for the alloy layer 9 nm of the first magnetic layer 9 and the alloy layer 2 nm of the second magnetic layer 10 is considered. Preliminary studies were conducted to perform gas ion implantation that can be made non-magnetic.

その結果、第二磁性層10の深さ中間位置あたりから第一磁性層9の深さ中間位置にあたる付近に分布の最大値をもつことが最も効率よく非磁性化あるいは軟磁性化できることを、各サンプルのマイクロオージェ電子分光分析法による深さ分析、断面透過電子像のエネルギー分散型X線分光分析と振動試料型磁力計にて得られた保持力Hcと磁化量Msの測定結果から導き出した。そして、この理想的な深さに最も効率よく、注入するには、N2を含めてNe,O2,CF4については、いずれも-15kVであることがわかった。同じ加速電圧あった理由としては、これらのガス元素がイオン化した状態では、ほぼ同様な質量であっためと考えられる。一方、Arについては、-18kVであった。 As a result, having the maximum value of the distribution in the vicinity of the intermediate depth position of the first magnetic layer 9 from around the intermediate depth position of the second magnetic layer 10 can be most effectively non-magnetic or soft magnetic. It was derived from the depth analysis of the sample by micro-Auger electron spectroscopy, energy dispersive X-ray spectroscopic analysis of cross-sectional transmission electron images, and measurement results of coercive force Hc and magnetization Ms obtained with a vibrating sample magnetometer. Then, it was found that for the most efficient injection to this ideal depth, Ne, O 2 and CF 4 including N 2 were all -15 kV. The reason for having the same acceleration voltage is considered to be that the mass was almost the same in the state where these gas elements were ionized. On the other hand, Ar was -18 kV.

以上の事前検討結果より、Ne,O2,CF4については-15kV, -3.8A、Arについては-18kV, -4.5Aの負電圧とグランドで変化するパルス電圧32をデューティ比80%, 周波数40kHzにて印加して実験を行った。なお、使用した高電圧パルス電源24は最大-50kV, -50Aのものを使用した。 Based on the results of the above preliminary studies, the negative voltage of -15kV and -3.8A for Ne, O 2 and CF 4 and -18kV and -4.5A for Ar and the pulse voltage 32 that changes with the ground with a duty ratio of 80%, frequency The experiment was performed by applying at 40 kHz. The high voltage pulse power supply 24 used was a maximum of -50 kV, -50 A.

その結果、注入量約1×1016〜5×1016 ion/cm2において、いずれのガスを用いた場合も、被処理磁気ディスク基板20の表面においてアーキングは全く発生せず、損傷は確認されなかった。即ち、本発明の電極構造が有効であることを確認できた。但しグリッド30の表面においては、他の実施例と同様、若干のアーキングの発生が確認され、特にArを用いた場合には、グリッド30の表面でのアーキング発生率が相対的に高かった。 As a result, no arcing occurs on the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed and any damage is confirmed when any gas is used at an injection amount of about 1 × 10 16 to 5 × 10 16 ions / cm 2 . There wasn't. That is, it was confirmed that the electrode structure of the present invention was effective. However, on the surface of the grid 30, the occurrence of a slight arcing was confirmed as in the other examples, and the arcing occurrence rate on the surface of the grid 30 was relatively high particularly when Ar was used.

次に、実施例1と同じヘッドを用いてMwwを評価したが、いずれのガスを用いても、1×1016 ion/cm2ではMwwが90nm以上あったのに対し、注入量が増加するにつれて、減少することが確認できた。ただし、注入量5×1016 ion/cm2ではMwwが75nmであり、実施例3に示したN2を用いたほどの効果には至らなかった。なお、本実験においては、各ガス原子を単独にて用いたが、それぞれのガス元素のメリットを活かすためにAr, N2, Ne,O2,CF4のうちのいずれかのガスを二つ以上同時に供給し、最適化させることも可能である。 Next, Mww was evaluated using the same head as in Example 1. With any gas, the Mww was 90 nm or more at 1 × 10 16 ion / cm 2 , but the injection amount increased. It was confirmed that it decreased with time. However, at an injection amount of 5 × 10 16 ions / cm 2 , the Mww was 75 nm, and the effect as much as using N 2 shown in Example 3 was not achieved. In this experiment, each gas atom was used alone, but two gases of Ar, N 2 , Ne, O 2 , CF 4 were used in order to take advantage of each gas element. It is also possible to supply and optimize at the same time.

ところで、高記録密度化のためには磁性膜(ここでは第一磁性層9、第二磁性層10)は薄膜化する必要があるが、一方で、磁性膜の薄膜化にも限界があり、少なくとも現状のような特性が得られる磁性膜としては、第一磁性層9をXnm、第二磁性層10をYnm, 総膜厚Znmとしたとき、(X, Y, Z) = (9, 2, 11), (8, 2, 10), (7, 2, 9), (6, 2, 8), (5, 2, 7), (4, 2, 6), (3, 2, 5), (2, 2, 4), (9, 1, 10), (8, 1, 9), (7, 1, 8), (6, 1, 7), (5, 1, 6), (4, 1, 5), (3, 1, 4), (2, 1, 3)の組み合わせについては磁性膜として有効な膜構成である結果を得ている。これらの膜厚構成のうち最低膜厚は3nmであり、N2を含めたNe,O2, CF4のガスイオン注入での、加速電圧の下限としては、少なくとも磁性膜3nmに注入可能な加速電圧として-1kVは必要ということを実験的に求めている。なお、Arについては、-3kVであった。 Incidentally, in order to increase the recording density, it is necessary to reduce the thickness of the magnetic films (here, the first magnetic layer 9 and the second magnetic layer 10). On the other hand, there is a limit to reducing the thickness of the magnetic film. As a magnetic film capable of at least obtaining the current characteristics, when the first magnetic layer 9 is Xnm, the second magnetic layer 10 is Ynm, and the total film thickness is Znm, (X, Y, Z) = (9, 2 , 11), (8, 2, 10), (7, 2, 9), (6, 2, 8), (5, 2, 7), (4, 2, 6), (3, 2, 5 ), (2, 2, 4), (9, 1, 10), (8, 1, 9), (7, 1, 8), (6, 1, 7), (5, 1, 6), For the combination of (4, 1, 5), (3, 1, 4), (2, 1, 3), the result is an effective film configuration as a magnetic film. Among these film thickness configurations, the minimum film thickness is 3 nm, and the lower limit of acceleration voltage in Ne, O 2 , CF 4 gas ion implantation including N 2 is at least an acceleration that can be implanted into the magnetic film 3 nm. We have experimentally determined that a voltage of -1kV is necessary. For Ar, it was −3 kV.

従って、総膜厚として3〜11nmの磁性膜に対して、本発明が対象とする処理をAr, N2, Ne,O2,CF4を用いたガスイオン照射によって行うための加速電圧は、好ましくは-1kV〜-18kVの範囲である。 Therefore, for a magnetic film having a total film thickness of 3 to 11 nm, the acceleration voltage for performing the treatment targeted by the present invention by gas ion irradiation using Ar, N 2 , Ne, O 2 , CF 4 is as follows: Preferably, it is in the range of -1 kV to -18 kV.

実施例4及び5の実験装置は図10に示したように、被処理磁気ディスク基板20の片面への処理を対象としているモデルであったが、図14では、本発明のプロセス処理を被処理磁気ディスク基板20の両面へ行うためのガスイオン照射装置の概念図を示す。本図において被処理磁気ディスク基板20は基板ホルダ47に保持されている。グリッド30及び被処理磁気ディスク基板20が保持された基板ホルダ47の構成要素については、図9に示す概念図のとおりであり、被処理磁気ディスク基板20は基板ホルダ47に付属する基板保持部材48によって、被処理磁気ディスク基板20の端面3ヶ所で保持されている。ここで、被処理磁気ディスク基板20の端面にはレジストが付着していないため、基板ホルダ47と被処理磁気ディスク基板20に形成されている金属膜は十分に電気的導通を得ることができる。また、基板ホルダ47と被処理磁気ディスク基板20の間に生じる隙間は約1mmとしている。この隙間は、安定なイオン注入のためには可能な限り狭くすることが望ましい。さらに、両面いずれにおいてもグリッド30を通過してイオン14に晒される基板ホルダ47の対向面の面積は、イオン14に晒される被処理磁気ディスク基板20の対向面の面積に対して1.5倍としている。なお、被処理磁気ディスク基板20には中心部分に開口部が存在するためこの部分を介して両面での干渉を防止するために、グリッド30の中心と接続されたキャップ支持部材46によって絶縁物キャップ45を両面に配置するようにし、絶縁物キャップ45と被処理磁気ディスク基板20の開口部端面との隙間は1mmとした。   As shown in FIG. 10, the experimental apparatus of Examples 4 and 5 was a model intended for processing on one side of the magnetic disk substrate 20 to be processed, but in FIG. 14, the process of the present invention is processed. The conceptual diagram of the gas ion irradiation apparatus for performing on both surfaces of the magnetic disc board | substrate 20 is shown. In this figure, the magnetic disk substrate 20 to be processed is held by a substrate holder 47. The components of the substrate holder 47 on which the grid 30 and the magnetic disk substrate 20 to be processed are held are as shown in the conceptual diagram of FIG. 9, and the magnetic disk substrate 20 to be processed is attached to the substrate holder 47. Are held at three positions on the end surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed. Here, since the resist is not attached to the end face of the magnetic disk substrate 20 to be processed, the metal film formed on the substrate holder 47 and the magnetic disk substrate 20 to be processed can sufficiently obtain electrical continuity. Further, the gap generated between the substrate holder 47 and the magnetic disk substrate 20 to be processed is about 1 mm. This gap is preferably as narrow as possible for stable ion implantation. Furthermore, the area of the opposite surface of the substrate holder 47 exposed to the ions 14 through the grid 30 on both sides is 1.5 times the area of the opposite surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed exposed to the ions 14. It is said. Since the magnetic disk substrate 20 to be processed has an opening at the center portion, an insulating cap is provided by a cap support member 46 connected to the center of the grid 30 in order to prevent interference on both sides through this portion. 45 is arranged on both surfaces, and the gap between the insulator cap 45 and the opening end face of the magnetic disk substrate 20 to be processed is 1 mm.

そして、実施例4及び5と同様なプロセス条件で両面同時処理を行った結果、作成したディスクリートトラック媒体18は、実施例4及び5で示した片面処理品と同様な結果を得ることができた。   As a result of performing double-sided simultaneous processing under the same process conditions as in Examples 4 and 5, the created discrete track medium 18 was able to obtain the same results as the single-sided processed products shown in Examples 4 and 5. .

ところで、図10及び図14において、高電圧パルス源24とイオン源は別電極(ここでは、高周波(RF)電源72が接続された平行平板型電極71)とする構成であったが、装置構成としては図15に示すように、高電圧パルス電源24と高周波(RF)電源72をいずれも被処理磁気ディスク基板20と基板ホルダ47及びグリッド30に対して接続してもよい。この場合、例えば高周波(RF)電源72と高電圧パルス電源24による電力印加をスイッチング素子110等で交互に印加する。実験では、パルスRFグロー放電を50μsのみ発生させ、その2μs後に被処理磁気ディスク基板20とその上方に配置したグリッド30に-15kVの負パルス電圧を20μs印加することで、グロー放電で発生したイオンが消失する前に被処理磁気ディスク基板20へ導入する。そして、5μs後に再びパルスRFグロー放電を発生させるという繰り返し条件とした。従って、パルスRFグロー放電とパルスバイアス印加を1サイクルとすると、約13kHzの繰り返し周波数となる。   10 and 14, the high voltage pulse source 24 and the ion source are configured as separate electrodes (here, a parallel plate type electrode 71 connected with a high frequency (RF) power source 72). As shown in FIG. 15, a high voltage pulse power source 24 and a high frequency (RF) power source 72 may be connected to the magnetic disk substrate 20 to be processed, the substrate holder 47 and the grid 30. In this case, for example, the power application by the high frequency (RF) power source 72 and the high voltage pulse power source 24 is alternately applied by the switching element 110 or the like. In the experiment, a pulsed RF glow discharge is generated only for 50 μs, and after 2 μs, a negative pulse voltage of −15 kV is applied to the magnetic disk substrate 20 to be processed and the grid 30 disposed thereabove for 20 μs, thereby generating ions generated by the glow discharge. Is introduced into the magnetic disk substrate 20 to be processed before disappearing. And it was set as the repetition conditions of generating pulsed RF glow discharge again after 5 microseconds. Accordingly, assuming that the pulse RF glow discharge and the pulse bias application are one cycle, the repetition frequency is about 13 kHz.

上記手順にて図15に示す装置を用いて実施例4と同様な実験を行った結果、注入量約1×1016〜5×1016 ion/cm2において、被処理磁気ディスク基板20の表面においてアーキングは全く発生せず、損傷は確認されなかった。即ち、本発明の電極構造が有効であることを確認できた。Mww評価、保持力Hc評価、磁化量Ms評価についても、実施例4と同様の結果を得ることができた。なお、本電極構造を用いることの利点としては真空槽70内の電極構造の簡素化である。 As a result of performing the same experiment as that of Example 4 using the apparatus shown in FIG. 15 in the above procedure, the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed was implanted at an injection amount of about 1 × 10 16 to 5 × 10 16 ions / cm 2 No arcing occurred and no damage was observed. That is, it was confirmed that the electrode structure of the present invention was effective. For Mww evaluation, coercive force Hc evaluation, and magnetization amount Ms evaluation, the same results as in Example 4 could be obtained. An advantage of using this electrode structure is simplification of the electrode structure in the vacuum chamber 70.

実施例1〜6では、図4に示すようにイオンに晒される被処理磁気ディスク基板20の面積に対して、被処理磁気ディスク基板20に覆われた部分を除く電極板44の面積、あるいは、基板ホルダ47の面積は、それぞれ1.5倍として実験を行った。本実施例においては、この面積比率を変更することによる被処理磁気ディスク基板20でのアーキング発生確率について検討を行った結果について示す。   In the first to sixth embodiments, the area of the electrode plate 44 excluding the portion covered by the magnetic disk substrate 20 to be processed with respect to the area of the magnetic disk substrate 20 to be processed exposed to ions as shown in FIG. The experiment was conducted with the substrate holder 47 having an area of 1.5 times. In the present embodiment, the results of examining the probability of occurrence of arcing in the magnetic disk substrate 20 to be processed by changing the area ratio will be described.

実験に用いた電極構造は、実施例1と同じく図2、図3に示すものを用い、面積比率を変更して実験を行った。プロセス条件は、Crのイオン14を電極板44及び被処理磁気ディスク基板20とその上方に配置したグリッド30との間に形成される等電位空間38に対して、-20kVの負電圧とグランドで変化するパルス電圧32をデューティ比80%, 周波数40kHzにて印加してイオン注入量は約9.1×1016 ion/cm2とした。 The electrode structure used in the experiment was the same as that of Example 1 shown in FIG. 2 and FIG. The process condition is that a negative voltage of −20 kV and a ground are used with respect to an equipotential space 38 formed between the electrode plate 44 and the magnetic disk substrate 20 to be processed and the grid 30 disposed above the Cr ions 14. The changing pulse voltage 32 was applied at a duty ratio of 80% and a frequency of 40 kHz, so that the ion implantation amount was about 9.1 × 10 16 ions / cm 2 .

図16は、その結果を示しており横軸は、被処理磁気ディスク基板20の面積をA、被処理磁気ディスク基板20に覆われた部分を除く電極板44の面積Bとした場合のB/Aを示している。本結果によれば、B/A が0, 0.25, 0.5においては被処理磁気ディスク基板20の端面付近に電界が集中して、図20に示すような光学顕微鏡レベルで発見できるクラック150が発生していた。このクラック150により、被処理磁気ディスク基板20を構成する金属膜とレジスト膜のいずれも破壊されていた。   FIG. 16 shows the result, and the horizontal axis represents B / when the area of the magnetic disk substrate 20 to be processed is A and the area B of the electrode plate 44 excluding the portion covered by the magnetic disk substrate 20 to be processed. A is shown. According to this result, when B / A is 0, 0.25, 0.5, the electric field concentrates near the end face of the magnetic disk substrate 20 to be processed, and the crack 150 that can be found at the optical microscope level as shown in FIG. 20 occurs. It was. Due to the crack 150, both the metal film and the resist film constituting the magnetic disk substrate 20 to be processed were destroyed.

B/Aが0.75である場合は、プロセス中、微小なアーキングを確認したが、プロセス終了後、光学顕微鏡による観察の結果では図20に示すようなアーキング発生箇所は確認できなかった。そこで、さらに詳細を観察するため、本サンプルに着磁後、MFM測定を行った写真を図17に示している。写真中にはレジスト膜によって保護された磁性膜120に対して、トラック分離域13に相当するイオンが注入された非磁性化領域121中にアーキングの影響と考えられる物理的損傷部122が発生していることを確認できた。つまり、微小なアーキングが発生しても無損傷のディスクリートトラック媒体18は得られないことがわかった。   When B / A was 0.75, minute arcing was confirmed during the process, but after completion of the process, the occurrence of arcing as shown in FIG. Therefore, in order to observe further details, FIG. 17 shows a photograph of MFM measurement after the sample was magnetized. In the photograph, a physically damaged portion 122 considered to be the influence of arcing occurs in the non-magnetized region 121 in which ions corresponding to the track separation region 13 are implanted with respect to the magnetic film 120 protected by the resist film. I was able to confirm that. That is, it has been found that an undamaged discrete track medium 18 cannot be obtained even if minute arcing occurs.

一方、B/Aが1以上(1, 1.5, 3, 6)、つまり、グリッド30を通過して照射されるイオンに晒される電極板44上に配置された被処理磁気ディスク基板20の面積Aに対して、被処理磁気ディスク基板20に覆われた部分を除く前記電極板対向面の面積Bが、等倍以上である場合は、被処理磁気ディスク基板20の表面におけるアーキングが発生せず、図17に示すような非磁性化領域121中に物理的損傷部122は発生しなかった。ただし、B/Aが8以上(8, 10)になると再び微小なアーキングが発生した。以上の結果をもとに、実施例1〜6では、B/Aを1.5として実験を行った。   On the other hand, B / A is 1 or more (1, 1.5, 3, 6), that is, the area A of the magnetic disk substrate 20 to be processed disposed on the electrode plate 44 exposed to the ions irradiated through the grid 30. On the other hand, when the area B of the electrode plate facing surface excluding the portion covered with the magnetic disk substrate 20 to be processed is equal to or larger than the same, arcing on the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed does not occur, The physically damaged portion 122 did not occur in the non-magnetized region 121 as shown in FIG. However, when B / A was 8 or more (8, 10), minute arcing occurred again. Based on the above results, in Examples 1 to 6, B / A was 1.5 and the experiment was performed.

ところで、上記結果の物理的な原因は以下のように推察している。即ち、被処理磁気ディスク基板20に入射したイオン14は、一価以上の電荷を帯びており、一方で、被処理磁気ディスク基板20の表面は絶縁物となるレジスト材で覆われているため、チャージアップによる絶縁破壊からのアーキング発生メカニズムが考えられる。しかしながら、B/Aが増加すると、レジスト材で覆われていない電極板44の面積が増加し、そこにイオン14が照射されることで二次電子42が発生する。この二次電子42が被処理磁気ディスク基板20に照射されるイオン14と電荷交換を行うことで、被処理磁気ディスク基板20表面のレジスト材表面でのチャージアップを低減し、絶縁破壊からのアーキングを発生させていないと考えられる。   By the way, the physical cause of the above result is presumed as follows. That is, the ions 14 incident on the magnetic disk substrate 20 to be processed have a charge of one or more charges, while the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed is covered with a resist material that becomes an insulator. An arcing generation mechanism from dielectric breakdown due to charge-up can be considered. However, when B / A increases, the area of the electrode plate 44 not covered with the resist material increases, and secondary electrons 42 are generated by irradiating the ions 14 there. The secondary electrons 42 perform charge exchange with the ions 14 irradiated to the magnetic disk substrate 20 to be processed, thereby reducing the charge-up on the surface of the resist material on the surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed and arcing from dielectric breakdown. It is thought that it is not generated.

ただし、B/Aが極端に増加すると(本実施例ではB/Aが8以上)、発生する二次電子42が過多となり、照射されるイオン14と電荷交換する以上の電子が存在することになり、等電位空間38内に電位勾配(シース)をつくってしまいアーキングを誘発する可能性が高くなったと考える。   However, when B / A increases extremely (in this embodiment, B / A is 8 or more), the generated secondary electrons 42 become excessive, and there are more electrons that exchange charges with the irradiated ions 14. Thus, it is considered that there is a high possibility that arcing is induced by creating a potential gradient (sheath) in the equipotential space 38.

ところで、B/Aが増加すれば照射する総面積が増加することで、単位時間当たりの注入量は(A+B)の総面積に比例して低下してしまうが、この問題については、高電圧パルス電源24の出力電流を増加させることで解決できることを付記しておく。以上の結果を考慮すれば、B/Aは好ましくは1〜6であるのがよい。   By the way, if B / A increases, the total area to be irradiated increases, and the injection amount per unit time decreases in proportion to the total area of (A + B). It should be noted that the problem can be solved by increasing the output current of the voltage pulse power supply 24. Considering the above results, B / A is preferably 1-6.

実施例1の図1のプロセス処理を行うために図18に示すようなグリッドを3枚にした電極について、実施例1と同条件にて検討した。ここで、(第一)グリッド30、第二グリッド130、第三グリッド131間はそれぞれ15mm間隔とし、第三グリッド131と被処理磁気ディスク基板20間は50mmとしている。但し、いずれのグリッドも同一のものを使用し、貫通穴33の配置は一致している。本電極構造を用いて実験を行ったところ、イオン照射時間に対する注入量は図2の一枚グリッドの場合に対して、大きく変化しなかったものの、被処理磁気ディスク基板20に付着する異物数が約1/10となることが確認できた。異物は、特に(第一)グリッド30表面において発生するアーキングに起因すると考えられるため、この異物数の減少は、アーキングによって発生する異物が被処理磁気ディスク基板20へ到達するまでの飛散経路が第二グリッド130および第三グリッド131によって遮断されたためと理解できる。
[比較例1]
In order to perform the process of FIG. 1 of Example 1, an electrode having three grids as shown in FIG. 18 was examined under the same conditions as in Example 1. Here, the distance between the (first) grid 30, the second grid 130, and the third grid 131 is 15 mm, and the distance between the third grid 131 and the magnetic disk substrate 20 to be processed is 50 mm. However, the same grid is used for all the grids, and the arrangement of the through holes 33 is the same. When an experiment was performed using this electrode structure, the amount of implantation with respect to the ion irradiation time did not change much compared to the case of the single grid in FIG. 2, but the number of foreign matters adhering to the magnetic disk substrate 20 to be processed was small. It was confirmed to be about 1/10. The foreign matter is considered to be caused by arcing particularly generated on the surface of the grid 30 (first). Therefore, the reduction in the number of foreign matters is caused by the scattering path until the foreign matter generated by arcing reaches the magnetic disk substrate 20 to be processed. This can be understood as being blocked by the second grid 130 and the third grid 131.
[Comparative Example 1]

本発明を適用してない図19に示すような電極構造を用いて実施例1と同様にディスクリートトラック媒体18の作成を行った。具体的には図1のプロセス処理を行うため図2に示すイオン照射装置において、被処理磁気ディスク基板20の保持部分を本発明を適用していない図19に示すような電極構造を用いて実験を行い、電極構造以外は実施例1と同じプロセス条件とした。   A discrete track medium 18 was produced in the same manner as in Example 1 using an electrode structure as shown in FIG. 19 to which the present invention was not applied. Specifically, in order to perform the process of FIG. 1, in the ion irradiation apparatus shown in FIG. 2, the holding portion of the magnetic disk substrate 20 to be processed was tested using an electrode structure as shown in FIG. 19 to which the present invention is not applied. The process conditions were the same as in Example 1 except for the electrode structure.

その結果、図20に示すような光学顕微鏡レベルで発見できるクラックが被処理磁気ディスク基板20の全面において発生していた。このクラックにより、処理磁気ディスク基板20を構成する金属膜とレジスト膜のいずれも破壊されており、基板損傷がないイオン照射ができなかった。   As a result, cracks that can be found at the optical microscope level as shown in FIG. 20 occurred on the entire surface of the magnetic disk substrate 20 to be processed. Due to this crack, both the metal film and the resist film constituting the treated magnetic disk substrate 20 were destroyed, and ion irradiation without damaging the substrate could not be performed.

本発明は、磁気記録密度の向上が期待される、ディスクトラック間に分離加工を施したディスクリートトラック媒体、さらには、記録ビット方向にも分離加工を施したビットパターン媒体の製造方法及び製造方法として利用が可能である。   The present invention provides a discrete track medium in which separation processing is performed between disk tracks, and a bit pattern medium in which separation processing is also performed in the recording bit direction, and a manufacturing method thereof. It can be used.

1…基板、2…密着層、3…第一軟磁性層、4…反強磁性結合層、5…第二軟磁性層、6…下地層、7…第一配向制御層、8…第二配向制御層、9…第一磁性層、10…第二磁性層、11…レジスト膜、12…レジスト残渣,13…トラックガイド分離域(非磁性化領域),14…イオン, 15…トラック分離域、16…保護膜、17…潤滑膜、18…ディスクリートトラック媒体、20…被処理磁気ディスク基板、21…アーク放電ユニット、22…カソード、23…アノード、24…高電圧パルス電源、25…アーク放電、26…電子、27…磁場ダクト、28…処理室、29…走査用電磁石、30…グリッド、31…プラズマビーム、32…パルス電圧、33…貫通穴、34…グリッドと基板との間隔、35…電位分布、36…プラズマポテンシャル、37…パルス電圧、38…等電位空間、39…アーキング、40…プラズマフロー方向、41…シース、42…二次電子、44…電極板、45…絶縁物キャップ、46…キャップ支持部材、47…基板ホルダ、48…基板保持部材、70…真空槽、71…平行平板型電極、72…高周波(RF)電源、73…マスフローメータ、74…グロー放電、75…ブロッキングコンデンサ、120…レジストによって保護された磁性層、121…イオンが注入された非磁性化領域、122…非磁性化領域の物理的損傷部、130…第二グリッド、131…第三グリッド、150…アーキングによる基板損傷部(クラック)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Adhesion layer, 3 ... First soft magnetic layer, 4 ... Antiferromagnetic coupling layer, 5 ... Second soft magnetic layer, 6 ... Underlayer, 7 ... First orientation control layer, 8 ... Second Orientation control layer, 9 ... first magnetic layer, 10 ... second magnetic layer, 11 ... resist film, 12 ... resist residue, 13 ... track guide separation region (non-magnetization region), 14 ... ion, 15 ... track separation region , 16 ... Protective film, 17 ... Lubricating film, 18 ... Discrete track medium, 20 ... Magnetic disk substrate to be processed, 21 ... Arc discharge unit, 22 ... Cathode, 23 ... Anode, 24 ... High voltage pulse power supply, 25 ... Arc discharge , 26 ... electrons, 27 ... magnetic duct, 28 ... processing chamber, 29 ... scanning magnet, 30 ... grid, 31 ... plasma beam, 32 ... pulse voltage, 33 ... through hole, 34 ... distance between grid and substrate, 35 ... potential distribution, 36 ... plasma plasma 37, pulse voltage, 38 ... equipotential space, 39 ... arcing, 40 ... plasma flow direction, 41 ... sheath, 42 ... secondary electrons, 44 ... electrode plate, 45 ... insulator cap, 46 ... cap support member, 47 ... Substrate holder, 48 ... Substrate holding member, 70 ... Vacuum chamber, 71 ... Parallel plate electrode, 72 ... Radio frequency (RF) power source, 73 ... Mass flow meter, 74 ... Glow discharge, 75 ... Blocking capacitor, 120 ... By resist Protected magnetic layer, 121 ... non-magnetized region implanted with ions, 122 ... physically damaged portion of non-magnetized region, 130 ... second grid, 131 ... third grid, 150 ... damaged portion of substrate due to arcing ( crack).

Claims (20)

基板の少なくとも片面に少なくとも磁性膜を形成する工程と、前記磁性膜上に凹凸パターンを有するレジスト膜を形成して被処理基板を形成する工程と、前記レジスト膜の方向からイオンを照射して、前記レジスト膜の凹部に対応する部分の前記磁性膜を非磁性化または軟磁性化する工程と、を含む磁気記録媒体の製造方法において、
前記イオンは、同電位で構成された前記被処理基板が配置された電極板と該電極板及び被処理基板に対向して配置されたグリッドとの間に形成される等電位空間へ供給されることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
A step of forming at least a magnetic film on at least one surface of the substrate, a step of forming a resist film having a concavo-convex pattern on the magnetic film to form a substrate to be processed, and irradiating ions from the direction of the resist film, A step of demagnetizing or softening a portion of the magnetic film corresponding to the concave portion of the resist film,
The ions are supplied to an equipotential space formed between an electrode plate on which the substrate to be processed having the same potential is disposed and a grid disposed to face the electrode plate and the substrate to be processed. A method of manufacturing a magnetic recording medium.
前記等電位空間へ供給される前記イオンが、前記グリッドの上流側に形成されたプラズマから直接供給されることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。   2. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the ions supplied to the equipotential space are directly supplied from plasma formed on the upstream side of the grid. 前記グリッドを通過して照射されるイオンに晒される前記電極板上に配置された前記被処理基板の面積に対して、前記被処理基板に覆われた部分を除く前記電極板の面積が、少なくとも等倍以上であることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。   The area of the electrode plate excluding the portion covered by the substrate to be processed is at least the area of the substrate to be processed disposed on the electrode plate exposed to the ions irradiated through the grid. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the magnetic recording medium is equal in size or greater. 前記被処理基板に覆われた部分を除く前記電極板の面積が、前記被処理基板の面積の1〜6倍であることを特徴とする請求項3に記載の磁気記録媒体の製造方法。   4. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 3, wherein an area of the electrode plate excluding a portion covered with the substrate to be processed is 1 to 6 times an area of the substrate to be processed. 前記グリッドが、複数枚から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。   The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the grid is composed of a plurality of sheets. 前記磁性膜の非磁性化または軟磁性化の工程は、前記イオンの種類に応じて負電圧とグランドまたは正電圧とグランドとの間で変化するパルス電圧を前記被処理基板と前記グリッドの両方に印加した状態で行われることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。   The step of demagnetizing or softening the magnetic film is performed by applying a pulse voltage that changes between a negative voltage and a ground or between a positive voltage and a ground to both the substrate to be processed and the grid according to the type of the ions. 2. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the method is performed in an applied state. 前記イオン種として金属原子を用いる場合、Cr、MnまたはVの中から選ばれた金属原子であることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。   2. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein when a metal atom is used as the ion species, the metal atom is selected from Cr, Mn, or V. 前記イオン種をガスで生成する場合、用いるガスがAr、N2、Ne、O2またはFのうち少なくとも一種類以上の原子または分子を含むことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。 2. The magnetic recording medium according to claim 1, wherein when the ion species is generated as a gas, the gas used includes at least one kind of atoms or molecules of Ar, N 2 , Ne, O 2, or F. Manufacturing method. 前記基板がガラスまたはシリコンであることを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。   The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the substrate is made of glass or silicon. 前記磁性膜形成工程は、前記磁性膜の形成に先立って前記基板上に下地膜及び軟磁性膜の積層膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。   The magnetic recording medium manufacturing method according to claim 1, wherein the magnetic film forming step includes a step of forming a laminated film of a base film and a soft magnetic film on the substrate prior to the formation of the magnetic film. Method. 前記磁性膜の非磁性化または軟磁性化の工程の後、さらに前記レジスト膜を除去する工程と、前記磁性膜の上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜の上に潤滑膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の磁気記録媒体の製造方法。   After the step of demagnetizing or softening the magnetic film, further removing the resist film, forming a protective film on the magnetic film, and forming a lubricating film on the protective film The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, further comprising: アーク放電によりプラズマを発生させるプラズマ発生源と、処理室と、前記プラズマ発生源のプラズマを前記処理室内に導くためのプラズマ輸送部とを備え、基板の両面に少なくとも磁性膜と、該磁性膜の上に凹凸パターンを有するレジスト膜が形成された被処理基板を前記処理室内に設置し、前記被処理基板の両面に前記プラズマ中のイオンを照射して処理を施す磁気記録媒体の製造装置であって、前記処理室内には前記プラズマ輸送部に対向する位置に前記被処理基板を保持するための基板ホルダが配置され、前記プラズマ輸送部と前記基板ホルダとの間に当該基板ホルダと同電位のグリッドが配置され、前記基板ホルダと前記グリッドにパルス電圧を印加するためのパルス電圧発生器が接続されていることを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。   A plasma generation source for generating plasma by arc discharge, a processing chamber, and a plasma transport part for guiding the plasma of the plasma generation source into the processing chamber, and at least a magnetic film on both sides of the substrate, An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium, in which a substrate to be processed having a resist film having a concavo-convex pattern formed thereon is installed in the processing chamber, and both surfaces of the substrate to be processed are irradiated with ions in the plasma. A substrate holder for holding the substrate to be processed is disposed in the processing chamber at a position facing the plasma transport unit, and the substrate holder has the same potential as the substrate holder between the plasma transport unit and the substrate holder. A magnetic recording medium characterized in that a grid is disposed and a pulse voltage generator for applying a pulse voltage to the grid is connected to the substrate holder. Forming apparatus. 前記グリッドを通過して前記イオンが照射される前記基板ホルダの面積が、同じく前記イオンが照射される前記被処理基板の面積に対して等倍以上であることを特徴とする請求項12に記載の磁気記録媒体の製造装置。   The area of the substrate holder that is irradiated with the ions through the grid is equal to or greater than the area of the substrate to be processed that is also irradiated with the ions. Manufacturing apparatus for magnetic recording media. 前記イオンが照射される前記基板ホルダの面積が、前記被処理基板の面積の1〜6倍であることを特徴とする請求項13に記載の磁気記録媒体の製造装置。   14. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 13, wherein an area of the substrate holder irradiated with the ions is 1 to 6 times an area of the substrate to be processed. 前記グリッドが、複数枚から構成されていることを特徴とする請求項12に記載の磁気記録媒体の製造装置。   13. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 12, wherein the grid is composed of a plurality of sheets. 真空槽と、該真空槽内にガスを導入するガス導入部と、前記真空槽内でグロー放電によりプラズマを発生させ、前記真空槽内に配置された基板の両面に少なくとも磁性膜と、該磁性膜の上に凹凸パターンを有するレジスト膜が形成された被処理基板の両面に前記プラズマ中のイオンを照射して処理を施す磁気記録媒体の製造装置であって、前記真空槽内には前記プラズマに対向する位置に前記被処理基板を保持するための基板ホルダが配置され、前記プラズマと前記基板ホルダとの間に該基板ホルダと同電位を有するグリッドが配置され、前記基板ホルダと前記グリッドにパルス電圧を印加するためのパルス電圧発生器が接続されていることを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。   A vacuum chamber; a gas introduction portion for introducing gas into the vacuum chamber; plasma is generated by glow discharge in the vacuum chamber; and at least a magnetic film on both surfaces of the substrate disposed in the vacuum chamber; An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium for performing treatment by irradiating ions in the plasma on both surfaces of a substrate to be processed on which a resist film having a concavo-convex pattern is formed on the film, wherein the plasma is contained in the plasma chamber A substrate holder for holding the substrate to be processed is disposed at a position facing the substrate, and a grid having the same potential as the substrate holder is disposed between the plasma and the substrate holder, and the substrate holder and the grid An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium, wherein a pulse voltage generator for applying a pulse voltage is connected. 前記グロー放電が、前記被処理基板と前記グリッドに印加された高周波電力によりパルス的に生成されたのち、前記グロー放電中のイオンが消滅する前に前記被処理基板と前記グリッドにパルス電圧を印加する手段を有することを特徴とする請求項16記載の磁気記録媒体の製造装置。   After the glow discharge is generated in pulses by the high frequency power applied to the substrate to be processed and the grid, a pulse voltage is applied to the substrate to be processed and the grid before the ions in the glow discharge disappear. 17. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 16, further comprising: 前記グリッドを通過して前記イオンが照射される前記基板ホルダの面積が、同じく前記イオンが照射される前記被処理基板の面積に対して等倍以上であることを特徴とする請求項16に記載の磁気記録媒体の製造装置。   The area of the substrate holder that is irradiated with the ions through the grid is equal to or larger than the area of the substrate to be processed that is also irradiated with the ions. Manufacturing apparatus for magnetic recording media. 前記イオンが照射される前記基板ホルダの面積が、前記被処理基板の面積の1〜6倍であることを特徴とする請求項18に記載の磁気記録媒体の製造装置。   19. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 18, wherein an area of the substrate holder irradiated with the ions is 1 to 6 times an area of the substrate to be processed. 前記グリッドが、複数枚から構成されていることを特徴とする請求項16に記載の磁気記録媒体の製造装置。   17. The apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to claim 16, wherein the grid is composed of a plurality of sheets.
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