JP2011210308A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れたパターン形状を有した磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体およびＢＰＭ）の製造方法を提供する。
【解決手段】磁気記録層上に、金属材料を主成分とする第１のハードマスク、酸素ガスに耐性のある材料を主成分とする第２のハードマスク、カーボンを主成分とする第３のハードマスクおよびレジストを形成し、前記レジストに対してスタンパをインプリントして凹凸パターンを転写し、その下の層に順次パターンを転写した後、前記磁気記録層を構成する元素よりも、前記第１のハードマスクの金属材料に対して高い反応性を有する剥離液を用いて前記第１のハードマスクを剥離することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、パターンド媒体などの磁気記録媒体の製造方法に関する。

近年、ハードディスクといった記録媒体における記憶容量の飛躍的な増大が望まれている。その要望にこたえるべく、高い記憶容量を有する磁気記録媒体の開発が進められている。

現行のハードディスクに用いられている磁気記録媒体では、磁性体微粒子の多結晶体を含む薄膜の一定の領域を１ビットとして記録している。記録媒体の記録容量を上げるためには記録密度を増加させなければならない。すなわち、１ビットあたりの記録に使用できる記録マークサイズを小さくしなければならない。しかし、単純に記録マークサイズを小さくすると、磁性体微粒子の形状に依存するノイズの影響が無視できなくなる。ノイズを低減するために磁性体微粒子の粒子サイズを小さくすると、熱揺らぎのために常温で記録を保持することができなくなる。

これらの問題を回避するため、予め記録材料を非記録材料によって分断し、単一の磁性ドットを単一の記録セルとして記録再生を行うビットパターンド媒体（ＢＰＭ）が提案されている。

また、ＨＤＤに組み込まれる磁気記録媒体において、隣接トラック間の干渉によりトラック密度の向上が妨げられるという問題が顕在化している。特に記録ヘッド磁界のフリンジ効果の低減は重要な技術課題である。この問題に対して、磁気記録層を加工して記録トラック間を物理的に分離するディスクリートトラック型パターンド媒体（ＤＴＲ媒体）が提案されている。ＤＴＲ媒体では、記録時に隣接トラックの情報を消去するサイドイレース現象、再生時に隣接トラックの情報を読み出すサイドリード現象などを低減できる。そのため、ＤＴＲ媒体は高記録密度を提供しうる磁気記録媒体として期待されている。なお、パターンド媒体を広い意味で用いる場合、ビットパターンド媒体やＤＴＲ媒体を含むものとする。

このようなパターンド媒体を製造する上で、トラックまたはドットの形状の良好な形成が重要となる。特に、トラックまたはドットの輪郭に凹凸が生じると（エッジラフネス）、記録情報の読み書きにおいてエラーの発生率が高まる。したがって、そのようなエッジラフネスは出来る限り抑制する必要がある。

特許文献１に記載される製造方法では、磁気記録層のパターン形成のために使用したマスクの除去を、ドライエッチングにより行っている。この方法によれば、フリンジ特性を向上させることができるものの、マスクの除去のために行うドライエッチングによって磁気記録層のパターンにダメージが生じる可能性がある。

一方、特許文献２では、マスクとしてアモルファスＭｇＯまたはアモルファスＭｏを使用し、溶液によるウェットプロセスによってマスクを剥離している。このような方法では、マスクの除去の際に生じる磁気記録層へのダメージを低減することができるものの、パターン形成された磁気記録層にはエッジラフネスが生じる可能性がある。

特開２００９−３０１６５５号公報 特開２００８−５３４７３号公報

本発明の目的は、優れたパターン形状を有した磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体およびＢＰＭ）の製造方法を提供することにある。

本発明の実施形態によれば、磁気記録層上に、金属材料を主成分とする第１のハードマスク、酸素ガスに耐性のある材料を主成分とする第２のハードマスク、カーボンを主成分とする第３のハードマスクおよびレジストを形成し、前記レジストに対してスタンパをインプリントして凹凸パターンを転写し、パターン化された前記レジストの凹部に残存している残渣を除去し、パターン化された前記レジストをマスクとして前記第３のハードマスクをエッチングして凹凸パターンを転写し、前記第３のハードマスクをマスクとして前記第２のハードマスクをエッチングして凹凸パターンを転写し、前記第２のハードマスクをマスクとして前記第１のハードマスクをエッチングして凹凸パターンを転写し、イオンビーム照射により前記磁気記録層にパターンを形成し、前記磁気記録層を構成する元素よりも、前記第１のハードマスクの金属材料に対して高い反応性を有する剥離液を用いて前記第１のハードマスクを除去することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法が提供される。

本発明の実施形態によれば、ウェットプロセスで剥離可能なマスクを使用することで剥離による磁気記録層のダメージを低減し、且つ磁気記録層のパターンにおけるエッジラフネスを低減することができる。

本発明の方法を用いて製造されるディスクリートトラック媒体（ＤＴＲ媒体）の周方向に沿う平面図。 本発明の方法を用いて製造されるビットパターンド媒体（ＢＰＭ）の周方向に沿う平面図。 本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を示す断面図。 本発明に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図および平面図。 従来技術に係る磁気記録媒体の製造方法を示す断面図および平面図。 本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を示す断面図。 本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を示す断面図。 本発明によって製造された磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置を示す分解斜視図。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
図１に、本発明の方法を用いて製造される磁気記録媒体の一例であるディスクリートトラック媒体（ＤＴＲ媒体）の周方向に沿う平面図を示す。図１に示すように、パターンド媒体１の周方向に沿って、サーボ領域２と、データ領域３が交互に形成されている。サーボ領域２には、プリアンブル部２１、アドレス部２２、バースト部２３が含まれる。データ領域３には隣接するトラック同士が互いに分離されたディスクリートトラック３１が含まれる。

図２に、本発明の方法を用いて製造される磁気記録媒体の他の例であるビットパターンド媒体の周方向に沿う平面図を示す。この磁気記録媒体では、データ領域３に磁性ドット３２が形成されている。

図３（ａ）〜（ｉ）を参照して、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を説明する。

図３（ａ）に示すように、ガラス基板５０上に、磁気記録層５１、第１のハードマスク５２、第２のハードマスク５３、第３のハードマスク５４およびレジスト５５を積層させる。たとえば、ガラス基板５０上に、厚さ４０ｎｍの軟磁性層（ＣｏＺｒＮｂ）（図示せず）、厚さ２０ｎｍの配向制御用下地層（Ｒｕ）（図示せず）、厚さ２０ｎｍの磁気記録層５１（ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２）、厚さ５ｎｍのＭｇからなる第１のハードマスク５２、厚さ５ｎｍのＣｕからなる第２のハードマスク５３および厚さ２５ｎｍのカーボンからなる第３のハードマスク５４を順に成膜した後に、厚さ５０ｎｍになるようにレジスト５５をスピンコートする。一方、たとえば図１または２に示すパターンに対応する所定の凹凸パターンが形成されたスタンパを用意する。スタンパは、ＥＢ描画、Ｎｉ電鋳、射出成形を経て製造される。スタンパを、その凹凸面がレジスト５５に対向するように配置する。

図３（ｂ）に示すように、レジスト５５に対してスタンパをインプリントして、スタンパの凹凸パターンをレジスト５５に転写する。図３（ｂ）には、インプリントの後にスタンパを取り外した状態が示される。レジスト５５に形成された凹凸パターンの凹部には、レジストの残渣が残っている。

図３（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、第３のハードマスク５４の表面を露出させる。この工程は、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を６０秒として行われる。

図３（ｄ）に示すように、パターン化されたレジスト５５をマスクとし、イオンビームエッチングを用いて第３のハードマスク５４にパターンを転写し、凹部で第２のハードマスク５３を露出させる。この工程は、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を１０秒として行われる。

図３（ｅ）に示すように、パターン化されたレジスト５５および第３のハードマスク５４をマスクとして、第２のハードマスク５３をエッチングしてパターンを転写し、凹部で第１のハードマスク５２の表面を露出させる。この工程は、たとえばイオンミリング装置により、Ａｒガスを使用し、ガス圧を０．０６Ｐａとし、加速電圧４００Ｖ、エッチング時間を１０秒間として行われる。

図３（ｆ）に示すように、パターン化されたレジスト５５、第３のハードマスク５４および第２のハードマスク５３をマスクとして、第１のハードマスク５２をエッチングしてパターンを転写し、凹部で磁気記録層５１の表面を露出させる。この工程は、たとえばイオンミリング装置により、Ａｒガスを使用し、ガス圧を０．０６Ｐａとし、加速電圧４００Ｖ、エッチング時間を１０秒間として行われる。

図３（ｇ）に示すように、パターン化されたレジスト５５、第３のハードマスク５４、第２のハードマスク５３および第１のハードマスク５２をマスクとして、磁気記録層５１のパターニングを行う。図３（ｇ）によると、磁気記録層５１は、パターン凹部において、底面から一部を残した状態でエッチングされ、その残った一部に対して磁性の失活が行われている。この場合、失活ガスによって、磁気記録層５１の結晶をアモルファス化することで、磁性を失活させることができる。この工程は、たとえば、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオンガンによって、流量比１：１のＨｅ−Ｎ_２混合ガスを使用し、ガス圧０．０２Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧１０００Ｖ、処理時間５０秒にて行われる。これに対し、パターン凹部において、磁気記録層５１の全膜厚にわたるエッチングを行うこともできる。この場合、下地層が露出する程度までエッチングすることで、パターン凹部における全ての磁気記録層５１が除去される。いずれの場合にも、磁気記録層５１において、磁性を有した凸部と磁性を有さない凹部とから成るパターンが形成される。

図３（ｈ）に示すように、残存している第１のハードマスク５２を、その上の層ごと除去する。これは、剥離液を用いた剥離によって行われる。なお、第１のハードマスク５２の材料は、磁気記録層５１を構成する元素と比較して、剥離液との反応性が高い。第１のハードマスク５２がＭｇである場合、この工程は、たとえば８０℃の熱湯に媒体を浸漬し、１分間保持することで行われる。この処理によって、残存している第１のハードマスク５２およびその上に積層した膜の全てが除去される。

図３（ｉ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜５６を形成し、潤滑剤を塗布することで本発明による磁気記録媒体が得られる。

次に、従来の方法と本発明に係る方法との比較を説明する。

従来の方法では、第１のハードマスクとしてＣおよび第２のハードマスクとしてＳｉをそれぞれ使用し、その上にレジスト層を形成する。スタンパによって形成したレジストの凹凸パターンを、Ｓｉ、Ｃおよび磁気記録層へと順に転写し、その後ハードマスクを順次剥離するにあたり、第２のハードマスク（Ｓｉ）がプロセス中に拡散し、それが磁気記録層の側壁や第１のハードマスクを汚染し、表面性を悪化させてしまう。

また、特許文献２に記載されるように、マスクをウェットプロセスによって剥離することもできるが、Ｍｏのような材料を用いた場合、マスク材の酸化還元電位は磁気記録層に含まれる材料のそれよりも高いため、マスク材よりも先に磁気記録層に含まれる元素が反応してしまい、記録層の性能を劣化させる問題がある。

さらに、特許文献２のような方法では、第１のハードマスク（Ｍｏ）の直上にカーボンのハードマスクを設け、酸素ガスによるカーボンのハードマスクのパターニングを行う。そのため、図４（ａ）に示されるように、カーボンからなるハードマスク５４のパターニングに使用する酸素ガスによって、第１のハードマスク５２の一部が酸化し、酸化領域７０が形成される。この酸化領域７０は、第１のハードマスク５２中の酸化されていない領域との間でエッチングレートが異なる。その結果、図４（ｂ）に示されるように、第１のハードマスク５２のエッチングを行ったときに酸化領域７０のエッチングが不十分となる。この結果、磁気記録媒体の平面図である図４（ｃ）に示されるように、トラックにエッジラフネスが生じる。このエッジラフネスを反映したまま、磁気記録層５１のパターンが形成される。なお、図４（ｃ）では、レジスト５５およびカーボンからなるハードマスク５４を省略している。

一方、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法では、第１のハードマスクとして特定の金属またはその合金を使用し、ウェットプロセスによって第１のハードマスクを剥離する。マスクの剥離をウェットプロセスによって行うことで、パターン形成時の異常突起やダストを容易に剥離することができる。また、金属またはその合金から成る第１のハードマスク５２が磁気記録層５１よりも剥離液に対する反応性が高い。これにより、剥離液による磁気記録層５１に対するダメージの発生を防止できる。さらに、本発明に係る磁気記録媒体の製造方法では、第１のハードマスク５２の上に、酸化しにくい金属から成る第２のハードマスク５３を積層させる。この構成とすることにより、酸素を使用するエッチング等に起因した、第１のハードマスク５２の酸化、体積膨張および結晶化等を防ぐことができ（図５（ａ））、エッジラフネスを悪化させることなくパターニングすることが可能となる（図５（ｂ））。この結果、磁気記録媒体の平面図である図５（ｃ）に示されるように、トラックにエッジラフネスが生じるのを抑制できる。第２のハードマスク５３は、この利点から、「ラフネス悪化防止層」と呼ぶこともできる。

次に、本発明の磁気記録媒体の製造方法の別の例について説明する。

図６には、磁気記録層５１と第１のハードマスク５２との間にカーボンを主成分とするカーボン保護層６０を設ける製造方法の一例が記載される。カーボン保護層６０は、厚さ１〜２０ｎｍで設けられる。

図６（ａ）の工程は、上述の図３（ａ）の工程と同様に行うことができる。但し、磁気記録層５１と第１のハードマスク５２との間に磁気記録層５１をエッチングから保護するためにカーボン保護層６０が設けられる。

図６（ｂ）〜（ｆ）の工程は、上述の図３（ｂ）〜（ｆ）の工程と同様に行うことができる。

図６（ｇ）の工程では、カーボン保護層６０のパターニングを行う。この工程は、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を１０〜３０秒として行われる。

図６（ｈ）に示すように、磁気記録層５１のパターニングを行う。たとえば、パターン凹部で磁気記録層５１の磁性を失活させて非磁性層を形成する。この場合、失活ガスによって磁気記録層５２の結晶をアモルファス化することで磁性を失活させる。この工程は、たとえば、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオンガンによって、流量比１：１のＨｅ−Ｎ_２混合ガスを使用し、ガス圧０．０２Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧１０００Ｖ、処理時間５０秒にて行われる。これに対し、パターン凹部において、磁気記録層５１の全膜厚にわたるエッチングを行うこともできる。

図６（ｉ）に示すように、残存している第１のハードマスク５２を、その上の層ごと除去する。これは、剥離液を用いた剥離によって行われる。なお、第１のハードマスク５２の材料は、磁気記録層５１を構成する元素と比較して、剥離液との反応性が高い。第１のハードマスク５２がＭｇである場合、この工程は、たとえば８０℃の熱湯に媒体を浸漬し、１分間保持することで行われる。この処理によって、残存している第１のハードマスク５２およびその上に積層した膜の全てが除去される。なお、第１のハードマスク５２の除去の後に、磁気スペーシング低減の観点のもと、任意にカーボン保護層６０の剥離を行うことができる。剥離は、たとえばＯ_２プラズマによって行うことができる。カーボン保護層６０が完全に消失するまで剥離してもよいが、一定の厚さのカーボン保護層６０が残存するように剥離することもできる。このときの残存させるカーボン保護層６０の厚さは、たとえば４ｎｍ未満である。

図６（ｊ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜５６を形成する。この上に、さらに潤滑剤を塗布することもできる。

図７には、第３のハードマスク５４とレジスト５５との間に、Ｓｉを主成分とするＳｉ層６１を設ける製造方法の一例が記載される。Ｓｉ層６１は、厚さ１〜１０ｎｍで設けられる。

図７（ａ）の工程は、上述の図３（ａ）の工程と同様に行うことができる。但し、第３のハードマスク５４とレジスト５５との間にＳｉ層６１が設けられる。

図７（ｂ）の工程は、上述の図３（ｂ）の工程と同様に行うことができる。

図７（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、Ｓｉ層６１の表面を露出させる。この工程は、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を６０秒として行われる。

図７（ｄ）に示すように、パターン化されたレジスト５５をマスクとし、イオンビームエッチングを用いてＳｉ層６１にパターンを転写し、凹部で第３のハードマスク５４を露出させる。この工程は、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を１０秒として行われる。

図７（ｅ）から（ｊ）の工程は、それぞれ図３（ｄ）から（ｉ）の工程と同様に行うことができる。

図７に示される磁気記録媒体の製造方法によると、Ｓｉ層６１を使用することでエッチングの選択比が向上するため、インプリントされたパターンの転写性を上げることができる。

なお、製造した磁気記録媒体において、各種の膜の厚さおよび凹凸の深さは、たとえばＡＦＭ（atomic force microscope）、断面ＴＥＭ（transmission electron microscopy）などを用いて容易に測定することができる。また、メタルマスク種およびその組成比については、ＥＤＸ（energy dispersive X-ray spectroscopy）分析を行なうことで容易に測定できる。加工完成後媒体をＸＰＳ（X-ray photoelectron spectroscopy）分析し、媒体内の残留ガスを分析することで、イオンビームエッチングで用いたエッチングガス種とその効果を調査することが可能である。エッジラフネスについては、ＡＦＭまたは平面ＳＥＭ（scanning electron microscopy）を用いて画像解析により測定が可能である。

以下、本発明に使用される材料の詳細について説明する。

＜第１のハードマスク＞
第１のハードマスク５２を構成する材料としては、磁気記録層の主成分よりも剥離液に対する反応性が高いものを使用できる。たとえば、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｆ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎおよびこれらの合金から成る群から選択される材料を使用できる。第１のハードマスク５２の膜厚は１〜１５ｎｍとすることが好ましい。薄すぎると一様な膜を形成できず、厚すぎるとパターニングや剥離の際の所要時間が増えるためである。第１のハードマスク５２は、磁気記録層５１よりも剥離液に対する反応性が高いため、磁気記録層５１における変性を起こすことなく剥離することが可能である。

第１のハードマスク５２を構成する材料として上に具体的に挙げた材料は、３つの群に分類することができる。すなわち、（１）Ｍｇの群、（２）Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、ＧｄおよびＨｆから成る群、並びに（３）Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、ＧａおよびＩｎから成る群に分類できる。第１のハードマスク５２として（１）の群（Ｍｇ）を使用する場合、熱湯による剥離が可能となる。Ｍｇは高温の水に溶解する性質があるためである。第１のハードマスク５２として（２）の群の材料を使用する場合、弱酸性水溶液による剥離が可能となる。（２）の群の材料は、酸化還元電位が低く、酸と反応し易いためである。なお、（２）の群の材料は磁気記録層５１を構成する元素よりも酸化還元電位が低いため、第１のハードマスク５２を溶解し、磁気記録層５１を溶解しない弱酸性水溶液を選択することで、磁気記録層５１のダメージを最小限にすることができる。第１のハードマスク５２として（３）の群の材料を使用する場合、弱アルカリ性水溶液による剥離が可能となる。（３）の群の材料は、アルカリとの反応性が高いためである。なお、磁気記録層５１を構成する主な元素は弱アルカリとほとんど反応せず、（３）の元素からなるマスクのみを選択的に剥離することができる。

＜剥離液＞
剥離液としては、第１のハードマスク５２に作用することで、磁気記録層５１（場合によってはカーボン保護層６０）から第１のハードマスク５２を剥離させることができる液体を使用できる。特に、剥離液は、磁気記録層５１よりも第１のハードマスク５２に対して高い反応性を有する。

第１のハードマスク５２が、上述の（１）の群の材料（Ｍｇ）を主成分とする場合、剥離液として高温の水を使用することができる。ここで、高温の水とは、６０℃以上、７０℃以上または８０℃以上まで加熱された水を意味する。なお、Ｍｇは（２）の群の材料としても分類されているため、下記のように弱酸性水溶液を剥離液として用いることもできる。

第１のハードマスク５２が、上述の（２）の群の材料を主成分とする場合、剥離液として弱酸性水溶液を使用することができる。弱酸性水溶液としては、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３ＮＳＯ_３、Ｈ_３ＰＯ_４、Ｈ_２ＣＯ_３、Ｈ_２ＳＯ_３、ＣＨ_３ＣＯＯＨおよびＨＣＯＯＨから成る群から選択される化合物の水溶液が好適である。

第１のハードマスク５２が、上述の（３）の群の材料を主成分とする場合、剥離液として弱アルカリ性水溶液を使用することができる。弱アルカリ性水溶液としては、ＮＨ_３、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｋ_２ＣＯ_３、ＮａＨＣＯ_３、ＫＨＣＯ_３、ＣＨ_３ＣＯＯＮa、ＣＨ_３ＣＯＯＫ、Ｎａ_２ＳＯ_４、Ｋ_２ＳＯ_４、Ｎａ_３ＰＯ_４およびＫ_３ＰＯ_４から成る群から選択される化合物の水溶液が好適である。

＜第２のハードマスク＞
第２のハードマスク５３を構成する材料としては、酸素ガスによるエッチングの際に表面が酸素にさらされても酸化しにくいものを使用できる。たとえば、Ｃｕ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕまたはＢｉなどの金属、あるいはこれらの合金が望ましい。このような金属は酸化に強いため、プロセス中で酸化物の生成（結晶化）が生じることがなく、結果としてパターンのラフネス増加を防ぐことができる。第２のハードマスク５３の膜厚は２〜１５ｎｍであることが好ましい。薄すぎると酸素ガスを遮蔽せず、厚すぎるとプロセス所要時間が増すためである。

＜第３のハードマスク＞
第３のハードマスク５４はカーボンを主成分とする。特に、原子数比で、カーボンの割合が７５％を超えることが望ましい。カーボンの割合が７５％以下であると、エッチング選択比が低下し、形状よく磁性層を加工できなくなる傾向がある。第３のハードマスク５４は、スパッタあるいはＣＶＤによって堆積することができる。第３のハードマスク５４の膜厚は４〜５０ｎｍであることが好ましい。膜厚が厚すぎると剥離の際にエッチング時間がかかり、パターン化された膜のサイドにおけるダメージの原因となる。また、薄すぎるとエッチングの際のハードマスクとしての機能が果たせない。

＜カーボン保護層＞
カーボン保護層６０はカーボンを主成分とする。カーボン保護層６０は、第１のハードマスク５２と磁気記録層５１との間に任意に設けられる。カーボン保護層６０の厚さは１〜２０ｎｍとすることができる。

磁気記録媒体の製造において、カーボン保護層６０を完全に剥離せず、磁気記録層５１の凸部の上に一部または全てを残すことで、磁気記録媒体の保護層として使用できる。このようにカーボン保護層６０を保護層として使用する場合、たとえば１５ｎｍ未満の厚さでカーボン保護層６０を設けることが好ましい。

＜Ｓｉ層＞
Ｓｉ層６１はＳｉを主成分とする。Ｓｉ層６１は、第３のハードマスク５４とレジスト５５との間に任意に設けられる。Ｓｉ層６１の厚さは１〜１０ｎｍとすることができる。Ｓｉ層６１は、第３のハードマスク５４を構成するカーボンよりも酸素ガスに対するエッチング選択比が小さい。そのため、Ｓｉ層６１を使用することで、第３のハードマスク５４との間で、良好な矩形性を与えるＳｉ／Ｃマスクを形成にすることができる。

＜基板＞
基板としては、たとえばガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、酸化表面を有するＳｉ単結晶基板などを用いることができる。ガラス基板としては、アモルファスガラスおよび結晶化ガラスが用いられる。アモルファスガラスとしては、汎用のソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスが挙げられる。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスが挙げられる。セラミック基板としては、汎用の酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの繊維強化物などが挙げられる。基板としては、上述した金属基板や非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてＮｉＰ層が形成されたものを用いることもできる。また、基板上への薄膜の形成方法としては、スパッタリング法だけでなく、真空蒸着法または電解メッキ法などを使用して同様な効果を得ることができる。

＜軟磁性裏打ち層＞
軟磁性裏打ち層（ＳＵＬ）は、垂直磁気記録層を磁化するための単磁極ヘッドからの記録磁界を水平方向に通して、磁気ヘッド側へ還流させるという磁気ヘッドの機能の一部を担っており、記録層に急峻で充分な垂直磁界を印加させ、記録再生効率を向上させる作用を有する。軟磁性裏打ち層には、Ｆｅ、ＮｉまたはＣｏを含む材料を用いることができる。このような材料として、ＦｅＣｏ系合金たとえばＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＶなど、ＦｅＮｉ系合金たとえばＦｅＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＮｉＣｒ、ＦｅＮｉＳｉなど、ＦｅＡｌ系合金、ＦｅＳｉ系合金たとえばＦｅＡｌ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌＳｉＣｒ、ＦｅＡｌＳｉＴｉＲｕ、ＦｅＡｌＯなど、ＦｅＴａ系合金たとえばＦｅＴａ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＴａＮなど、ＦｅＺｒ系合金たとえばＦｅＺｒＮなどを挙げることができる。Ｆｅを６０ａｔ％以上含有するＦｅＡｌＯ、ＦｅＭｇＯ、ＦｅＴａＮ、ＦｅＺｒＮなどの微結晶構造または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。軟磁性裏打ち層の他の材料として、Ｃｏと、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、ＴｉおよびＹのうち少なくとも１種とを含有するＣｏ合金を用いることもできる。Ｃｏ合金には８０ａｔ％以上のＣｏが含まれることが好ましい。このようなＣｏ合金は、スパッタ法により成膜した場合にアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示すとともに、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂおよびＣｏＺｒＴａ系合金などを挙げることができる。

軟磁性裏打ち層の下に、軟磁性裏打ち層の結晶性の向上または基板との密着性の向上のために、さらに下地層を設けてもよい。こうした下地層の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。軟磁性裏打ち層と記録層との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層は、軟磁性裏打ち層と記録層との交換結合相互作用を遮断し、記録層の結晶性を制御する、という２つの作用を有する。中間層の材料としては、Ｒｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｓｉ、これらを含む合金、またはこれらの酸化物もしくは窒化物を用いることができる。

スパイクノイズ防止のために軟磁性裏打ち層を複数の層に分け、０．５〜１．５ｎｍのＲｕを挿入することで反強磁性結合させてもよい。また、ＣｏＣｒＰｔ、ＳｍＣｏ、ＦｅＰｔなどの面内異方性を持つ硬磁性膜またはＩｒＭｎ、ＰｔＭｎなどの反強磁性体からなるピン層と軟磁性層とを交換結合させてもよい。交換結合力を制御するために、Ｒｕ層の上下に磁性膜（たとえばＣｏ）または非磁性膜（たとえばＰｔ）を積層してもよい。

＜磁気記録層＞
垂直磁気記録層としては、Ｃｏを主成分とし、少なくともＰｔを含み、さらに酸化物を含む材料を用いることが好ましい。垂直磁気記録層は、必要に応じて、Ｃｒを含んでいてもよい。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタンが好適である。垂直磁気記録層は、層中に磁性粒子（磁性を有した結晶粒子）が分散していることが好ましい。この磁性粒子は、垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造であることが好ましい。このような構造を形成することにより、垂直磁気記録層の磁性粒子の配向および結晶性を良好なものとし、結果として高密度記録に適した信号ノイズ比（ＳＮ比）を得ることができる。このような構造を得るためには、含有させる酸化物の量が重要となる。

垂直磁気記録層の酸化物含有量は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔの総量に対して、３ｍｏｌ％以上１２ｍｏｌ％以下であることが好ましく、５ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下であることがより好ましい。垂直磁気記録層の酸化物含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁気記録層を形成した際、磁性粒子の周りに酸化物が析出し、磁性粒子を分離させ、微細化させることができるためである。酸化物の含有量が上記範囲を超えた場合、酸化物が磁性粒子中に残留し、磁性粒子の配向性、結晶性を損ね、さらには、磁性粒子の上下に酸化物が析出し、結果として磁性粒子が垂直磁気記録層を上下に貫いた柱状構造が形成されなくなるため好ましくない。酸化物の含有量が上記範囲未満である場合、磁性粒子の分離、微細化が不十分となり、結果として記録再生時におけるノイズが増大し、高密度記録に適した信号ノイズ比（ＳＮ比）が得られなくなるため好ましくない。

垂直磁気記録層のＣｒ含有量は、０ａｔ％以上１６ａｔ％以下であることが好ましく、１０ａｔ％以上１４ａｔ％以下であることがより好ましい。Ｃｒ含有量として上記範囲が好ましいのは、磁性粒子の一軸結晶磁気異方性定数Ｋｕを下げすぎず、また、高い磁化を維持し、結果として高密度記録に適した記録再生特性と十分な熱揺らぎ特性が得られるためである。Ｃｒ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子のＫｕが小さくなるため熱揺らぎ特性が悪化し、また、磁性粒子の結晶性、配向性が悪化することで、結果として記録再生特性が悪くなるため好ましくない。

垂直磁気記録層のＰｔ含有量は、１０ａｔ％以上２５ａｔ％以下であることが好ましい。Ｐｔ含有量として上記範囲が好ましいのは、垂直磁性層に必要なＫｕが得られ、さらに磁性粒子の結晶性、配向性が良好であり、結果として高密度記録に適した熱揺らぎ特性、記録再生特性が得られるためである。Ｐｔ含有量が上記範囲を超えた場合、磁性粒子中にｆｃｃ構造の層が形成され、結晶性、配向性が損なわれるおそれがあるため好ましくない。Ｐｔ含有量が上記範囲未満である場合、高密度記録に適した熱揺らぎ特性に十分なＫｕが得られないため好ましくない。

垂直磁気記録層は、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｐｔ、酸化物のほかに、Ｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｕ、Ｎｄ、Ｗ、Ｎｂ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｒｕ、Ｒｅから選ばれる１種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含むことにより、磁性粒子の微細化を促進し、または結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。上記元素の合計の含有量は、８ａｔ％以下であることが好ましい。８ａｔ％を超えた場合、磁性粒子中にｈｃｐ相以外の相が形成されるため、磁性粒子の結晶性、配向性が乱れ、結果として高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性が得られないため好ましくない。

垂直磁気記録層としては、ＣｏＰｔ系合金、ＣｏＣｒ系合金、ＣｏＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＣｏＰｔＣｒＳｉ、ならびにＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、およびＲｕからなる群より選択された少なくとも一種を主成分とする合金とＣｏとの多層構造、さらに、これらにＣｒ、ＢおよびＯを添加したＣｏＣｒ／ＰｔＣｒ、ＣｏＢ／ＰｄＢ、ＣｏＯ／ＲｈＯなどを使用することもできる。

垂直磁気記録層の厚さは、好ましくは５ないし６０ｎｍ、より好ましくは１０ないし４０ｎｍである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置を作製することができる。垂直磁気記録層の厚さが５ｎｍ未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向がある。垂直磁気記録層の厚さが４０ｎｍを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。垂直磁気記録層の保磁力は、２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）以上とすることが好ましい。保磁力が２３７０００Ａ／ｍ（３０００Ｏｅ）未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。垂直磁気記録層の垂直角型比は、０．８以上であることが好ましい。垂直角型比が０．８未満であると、熱揺らぎ耐性に劣る傾向がある。

＜保護膜＞
保護膜は、垂直磁気記録層の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ目的で設けられる。保護膜の材料としては、たとえばＣ、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２を含むものが挙げられる。保護膜の厚さは１から１０ｎｍとすることが好ましい。これにより、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。カーボンは、ｓｐ^２結合炭素（グラファイト）とｓｐ^３結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はｓｐ^３結合炭素のほうが優れるが、結晶質であることから表面平滑性はグラファイトに劣る。通常、カーボンの成膜はグラファイトターゲットを用いたスパッタリング法で形成される。この方法では、ｓｐ^２結合炭素とｓｐ^３結合炭素が混在したアモルファスカーボンが形成される。ｓｐ^３結合炭素の割合が大きいものはダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）と呼ばれ、耐久性、耐食性に優れ、アモルファスであることから表面平滑性にも優れるため、磁気記録媒体の表面保護膜として利用されている。ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によるＤＬＣの成膜は、原料ガスをプラズマ中で励起、分解し、化学反応によってＤＬＣを生成させるため、条件を合わせることで、よりｓｐ^３結合炭素に富んだＤＬＣを形成することができる。

以下、本発明における各工程の詳細について説明する。

＜マスク成膜＞
一般的な磁気記録媒体の磁気記録層の表層に、第１のハードマスク、第２のハードマスク、第３のハードマスクの順に成膜する。

第１のハードマスクとして、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｆ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎまたはこれらの合金を、膜厚１〜１５ｎｍで成膜する。第２のハードマスクとして、Ｃｕ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉまたはこれらの合金を、膜厚２〜１５ｎｍで成膜する。第３のハードマスクとして、原子数比で７５％を超えてカーボンを含む材料を、膜厚４〜５０ｎｍで成膜する。

任意に、第１のハードマスクと磁気記録層との間にカーボン保護層を厚さ１〜２０ｎｍで成膜する。任意に、第３のハードマスクとレジストとの間にＳｉ層を厚さ１〜１０ｎｍで成膜する。

＜インプリント＞
媒体の表面に、スピンコート法、ディップ法、インクジェット法等で均一にレジストを塗布する。レジストには一般的な感光性樹脂や熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を用いることが出来る。樹脂は酸素やフッ素を含むガスによるＲＩＥでエッチングされるものが望ましい。

インプリント用スタンパは、石英、樹脂、Ｓｉ、Ｎｉなどの材料で作製されたものを用いる。石英や樹脂でできたスタンパを用いた際には、紫外光で硬化する感光性樹脂（フォトレジスト）が好適である。レジストが熱硬化性または熱可塑性樹脂であれば、インプリント時に熱または圧力を加えるため、スタンパはＳｉ、Ｎｉのものが好適である。

たとえば、記録トラックとサーボ情報のパターンが形成された樹脂スタンパを５ｔで６０秒間プレスし、紫外光を１０秒間照射することによって、レジストにそのパターンを転写する。プレスは、ダイセットの下板に、スタンパ、基板、スタンパを積層し、ダイセットの上板で挟む。基板には予め、両面にレジストが塗付されている。スタンパ及び基板は、スタンパの凹凸面と基板のレジスト膜側を対向させる。インプリントによって作製されたパターンの凹凸高さは３０〜５０ｎｍであるため、その残渣は５〜２０ｎｍ程度となる。スタンパにフッ素系の剥離材を塗布すれば、スタンパとレジストの良好な剥離ができる。

＜残渣除去＞
ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）でインプリント後のレジスト残渣除去を行う。プラズマソースは、低圧で高密度プラズマが生成可能なＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）が好適であるが、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマや、一般的な並行平板型ＲＩＥ装置を用いてもよい。レジストに感光性樹脂を用いた場合には、Ｏ_２ガスまたはＣＦ_４ガス、Ｏ_２とＣＦ_４との混合ガスを用いる。レジストにＳｉ系の材料（たとえば、ＳＯＧ（Spin-On-Glass））を用いた場合には、ＣＦ_４またはＳＦ_６等のフッ素ガスＲＩＥを用いる。残渣除去はレジスト下の第２のハードマスクが露出した段階で終了とする。

＜第３のハードマスクのパターニング＞
インプリントおよびレジスト残渣除去の後、パターンが形成されたレジストをマスクとして、第３のハードマスクをパターニングする。第３のハードマスクのパターニングにはＲＩＥを用いても良いし、その他のイオンビームエッチング装置を用いてもよい。プロセスガスはＯ_２やＯ_３のガスが好適である。第３のハードマスクのパターニングは第２のハードマスクの表面が露出した段階で終了とする。

＜第２のハードマスクのパターニング＞
第３のハードマスクのパターニングの後、第２のハードマスクをパターニングする。第２のハードマスクのパターニングには反応性ガスによるＲＩＥを用いても良いし、希ガスによるイオンビームエッチング法を用いても良い。反応性ガスによるエッチングを行うのであれば、例えば、ＳＦ_６、ＣＦ_４、Ｃｌ_２、ＨＢｒまたはこれらのガスにアシストとしてＡｒ等の希ガスを加えたものが好適である。希ガスによるエッチングの場合はＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｋｒ等のガスが好適である。また、希ガスにＮ_２、Ｏ_２などの反応性ガスを混合させることもできる。第２のハードマスクのパターニングは第１のハードマスクの表面が露出した段階で終了とする。

＜第１のハードマスクのパターニング＞
第２のハードマスクのパターニングの後、第１のハードマスクをパターニングする。第１のハードマスクのパターニングには、第２のハードマスクと同様、反応性ガスによるＲＩＥを用いても良いし、希ガスによるイオンビームエッチング法を用いても良い。第２のハードマスクと同じ方法でエッチングを行う場合、２つの工程を連続して行ってもかまわない。第２のハードマスクのパターニングは磁気記録層の表面が露出した段階で終了とする。

＜磁気記録層のパターニング＞
第１のハードマスクのパターニングの後、磁気記録層をパターニングする。ここで、磁気記録層のパターニングとは、磁性体を磁気的に分離させることを示す。磁気記録層のパターニングには、凹凸をつけて物理的に記録部と非記録部をエッチングにより分断する方法と、イオンビーム照射によって非記録部を失活させて分断する方法、およびその両方を組み合わせた方法がある。失活工程とは、パターン化された磁気記録媒体において、凹部の強磁性記録層の磁性を凸部と比較して弱める工程を指す。磁性を弱めるとは、軟磁性化させることや、非磁性化あるいは反磁性化することを含む。このような磁性の変化は、ＶＳＭ(試料振動型磁力計)やＫｅｒｒ（磁気光学カー効果）測定装置によりＨｎ、Ｈｓ、Ｈｃなどの値を測定することで観測することができる。

エッチングにより記録部と非記録部を分断するには、ＡｒをはじめとするＨｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ等のイオンビームを用いたエッチングが好適である。イオンビーム生成にはＥＣＲ方式を使用することができ、または通常の高周波励起式を使用することができる。また、Ｃｌガス、ＣＯとＮＨ_３の混合ガスまたはメタノールを用いたＲＩＥを使用して行うこともできる。エッチングのみによるパターニングの場合、非記録部に対応する磁性体を全てエッチングする。

磁性失活工程は、ガスを使用して行うことができ、または溶液を使用して行うことができる。ガスの場合、使用できるガスはＣＦ_４、ＳＦ_６、ＣＨＦ_３、Ｏ_２、Ｎ_２、Ｈ_２等の反応性ガスや、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等の希ガスおよびそれらの混合ガスが用いられる。フッ素系ガスを用いる場合、フッ素と強磁性体層に含まれるＣｏの反応物を除去する工程を入れてもよい。その場合、除去は水洗、あるいは水蒸気プラズマ、Ｈ_２プラズマなどの照射が好適である。Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等の希ガスを用いる場合、ＥＣＲ等でイオン化し、高加速エネルギーで照射する。磁気記録層の結晶を破壊し、磁性を失わせることができる。Ｏ_２またはＮ_２の場合は、Ｏ原子やＮ原子が結晶中に入り込み化合物が形成される。また、ＨｅやＡｒ等の希ガスとＯ_２またはＮ_２の反応性ガスとを組み合わせて使用することもできる。その場合、双方のガスの効果が得られるため、磁性を失活させるには非常に好適である。使用するガスがＯ_２またはＮ_２ガスの場合、第３のハードマスクが同時にエッチングされるため、第３のハードマスクを厚めに積層することで、第３のハードマスクの消失を防止することができる。

磁性失活に溶液を使用する場合、すなわちウェットエッチング法を用いる場合、フッ酸、塩酸、硝酸、スルファミン酸等の酸を使用して行われる。

磁性失活行程のプロセス時間短縮のため、エッチングと失活を組み合わせても良い。すなわち、非記録部の膜厚の一部をエッチングした後に失活を行ってもよい。あるいは、エッチングガスと失活ガスを混合させてプラズマ化し、エッチングと同時に失活を行ってもよい。

＜第１のハードマスクの剥離＞
磁気記録層のパターニングの後、第１のハードマスクの剥離を行う。第１のハードマスクの剥離とは、第１のハードマスクの下の磁気記録層（場合によってはカーボン保護層）表面を露出させることを示す。第１のハードマスクの上に残る第２のハードマスク、第３のハードマスク等は、第１のハードマスクと共に剥離される。第１のハードマスクの剥離は、水、弱酸、弱アルカリ等を剥離液として用いたウェットプロセスによって行う。このような剥離方法によれば、磁気記録層へダメージを与えずにマスクの剥離を行うことができる。

第１のハードマスクがＭｇを主成分とする場合、剥離液としては高温の水が適している。ここで、高温の水とは、６０℃以上、７０℃以上または８０℃以上の温度に加熱した水を意味する。なお、第１のハードマスクがＭｇを主成分とする場合、下記のように剥離液として弱酸性水溶液を使用してもよい。

第１のハードマスクが、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、ＧｄまたはＨｆを主成分とする場合、剥離液としては弱酸性水溶液が適している。弱酸性水溶液としては、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３ＮＳＯ_３、Ｈ_３ＰＯ_４、Ｈ_２ＣＯ_３、Ｈ_２ＳＯ_３、ＣＨ_３ＣＯＯＨおよびＨＣＯＯＨのいずれかの水溶液を用いるのが好適である。

第１のハードマスクが、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎを主成分とする場合、剥離液としては弱アルカリ性水溶液が適している。弱アルカリ性水溶液としては、ＮＨ_３、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｋ_２ＣＯ_３、ＮａＨＣＯ_３、ＫＨＣＯ_３、ＣＨ_３ＣＯＯＮa、ＣＨ_３ＣＯＯＫ、Ｎａ_２ＳＯ_４、Ｋ_２ＳＯ_４、Ｎａ_３ＰＯ_４およびＫ_３ＰＯ_４のいずれかの水溶液を用いるのが好適である。

剥離後、剥離液が残らないように、磁気記録媒体を水あるいは溶媒にて洗浄することが好ましい。

＜水素還元工程＞
ハードマスクの剥離の後、水素還元工程を行ってもよい。水素還元は、酸素によって生じる酸化ダメージをキャンセルするために行われる。水素還元プロセスは、ＥＣＲやＲＦ電源などによって発生させたイオンビームを照射する方法でもよいし、ＲＩＥ装置に水素ガスを混入させ、照射させてもよい。水素ガスは必ずしも単独である必要はなく、たとえば、表面洗浄のため、微量のＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスを混入させてもよい。また、「水素還元」と表現しているが、水素の代わりにＮＨ_３やＣＯなどの還元性ガスを用いても良い。

＜凹凸埋め込み工程＞
マスク剥離後、非磁性体で凹凸の埋め込みを行ってもよい。埋め込みには、非磁性材料をバイアススパッタ法、または通常のスパッタ法で成膜する。非磁性材料は、無機物や金属、それらの酸化物や窒化物であるＳｉ、ＳｉＣ、ＳｉＣ−Ｃ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＮ、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ａｌ、ＡｌｘＯｙ、Ｔｉ、ＴｉＯｘ、Ｒｕ、Ｐｄ、ＮｉＮｂ、ＮｉＮｂＴｉ、ＮｉＴａ、ＮｉＳｉ、Ｚｒ、ＺｒＯｘ、Ｗ、Ｔａ、Ｃｒ、ＣｒＮ、ＣＮの単体または混合物から選択できる。バイアススパッタ法は、基板にバイアスをかけながらスパッタ成膜する方法で、容易に凹凸を埋め込みながら成膜できる。

埋め込みを行った場合、磁気記録層上にあるカーボン保護膜または磁気記録層が露出するまでエッチバックを行う。このエッチバックプロセスは、イオンミリングを用いる事が望ましいが、ＳｉＯ_２等のシリコン系埋め込み剤を用いた場合はフッ素系ガスを用いたＲＩＥを用いて行うことも可能である。ＥＣＲイオンガンを用いたエッチングでも良い。エッチバックのガスにＯ_２を混合すると、表面を平滑化しながらエッチバックを行うことができる。

また、凹凸埋め込みは第１のハードマスクの剥離の前に行ってもよい。上記の非磁性材料を凹凸の深さだけ埋め込んだ後、第１のハードマスクの剥離を行えば、エッチバックを行う必要がなくなる。側壁部に付着した非磁性材料によって第１のハードマスクの剥離が困難になる場合、事前にＲＩＥでのエッチングやウェット処理等の方法によって側壁部についた埋め込み材を除去し第１のハードマスクを露出させることが好適である。

＜保護膜形成および後処理＞
カーボン保護膜は、凹凸へのカバレッジをよくするためにＣＶＤ法で成膜することが望ましいが、スパッタ法または真空蒸着法により成膜してもよい。ＣＶＤ法によれば、ｓｐ^３結合炭素を多く含むＤＬＣ膜が形成される。膜厚は２ｎｍ以下だとカバレッジが悪くなり、１０ｎｍ以上だと、記録再生ヘッドと媒体との磁気スペーシングが大きくなってＳＮＲが低下するので好ましくない。保護膜上に潤滑剤を塗布することができる。潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。

次に、上記磁気記録媒体を用いた磁気記録再生装置（ＨＤＤ）について説明する。図８は、本発明によって製造された磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置を示す斜視図である。

図８に示すように、本発明の実施形態に係る磁気記録装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。パターンド媒体１は、スピンドルモータ１４０に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。磁気記録装置１５０は、複数のパターンド媒体１を備えたものでもよい。

パターンド媒体１に対して情報の記録再生を行うヘッドスライダー１３０は、薄膜状のサスペンション１５４の先端に取り付けられている。ヘッドスライダー１３０の先端付近には磁気ヘッドが設けられている。パターンド媒体１が回転すると、サスペンション１５４による押付け圧力とヘッドスライダー１３０の媒体対向面（ＡＢＳ）で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダー１３０の媒体対向面は、パターンド媒体１の表面から所定の浮上量をもって保持される。

サスペンション１５４は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから構成することができる。アクチュエータアーム１５５は、ピボット１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気ヘッドをパターンド媒体１の任意の位置にアクセスできる。

［実施例１］
図３に示す方法によって磁気記録媒体（ＤＴＲ媒体）を製造した。さらに、その性能を評価した。

図３（ａ）に示すように、ガラス基板５０上に、厚さ４０ｎｍの軟磁性層（ＣｏＺｒＮｂ）（図示せず）、厚さ２０ｎｍの配向制御用下地層（Ｒｕ）（図示せず）および厚さ２０ｎｍの磁気記録層５１（ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２）を成膜した。磁気記録層５１上に厚さ５ｎｍのＭｇからなる第１のハードマスク５２と、厚さ５ｎｍのＣｕからなる第２のハードマスク５３と、厚さ２５ｎｍのカーボンからなる第３のハードマスク５４を成膜した。第３のハードマスク５４上に、厚さ５０ｎｍになるようにレジスト５５をスピンコートした。一方、所定の凹凸パターンが形成されたスタンパを用意し、その凹凸面がレジスト５５に対向するように配置した。

図３（ｂ）に示すように、レジスト５５に対してスタンパをインプリントして、スタンパの凹凸パターンをレジスト５５に転写した。その後、スタンパを取り外した。レジスト５５に転写された凹凸パターンの凹部の底にはレジスト残渣が残った。

図３（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、第３のハードマスク５４の表面を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を６０秒として行った。

図３（ｄ）に示すように、パターン化されたレジスト５５をマスクとし、イオンビームエッチングを用いて第３のハードマスク５４にパターンを転写し、凹部で第２のハードマスク５３を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を１０秒として行った。

図３（ｅ）に示すように、パターン化された第３のハードマスク５４をマスクとして、Ｃｕから成る第２のハードマスク５３をエッチングしてパターンを転写し、凹部で第１のハードマスク５２の表面を露出させた。この工程は、イオンミリング装置により、Ａｒガスを使用し、ガス圧を０．０６Ｐａとし、加速電圧４００Ｖ、エッチング時間を１０秒間として行った。

図３（ｆ）に示すように、パターン化された第３のハードマスク５４をマスクとして、Ｍｇから成る第１のハードマスク５２をエッチングしてパターンを転写し、凹部で磁気記録層５１の表面を露出させた。この工程は、イオンミリング装置により、Ａｒガスを使用し、ガス圧を０．０６Ｐａとし、加速電圧４００Ｖ、エッチング時間を１０秒間として行った。

図３（ｇ）に示すように、磁気記録層５２のパターニングを行った。パターン凹部で磁気記録層５２の磁性を失活させた。これは、失活ガスによって、磁気記録層５２の結晶をアモルファス化することで行った。具体的には、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオンガンによって、流量比１：１のＨｅ−Ｎ_２混合ガスを使用し、ガス圧０．０２Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧１０００Ｖ、処理時間５０秒にて行った。

図３（ｈ）に示すように、残存している第１のハードマスク５２を、その上の層ごと除去した。この工程は、８０℃の熱湯に媒体を浸漬し、１分間保持することで残存している第１のハードマスク５２およびその上に積層された膜を全て除去した。

図３（ｉ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜５６を形成し、潤滑剤を塗布した。これによって、本発明に係る磁気記録媒体が得られた。

この媒体についてドライブ動作を行ったところ、エラー率が１０^−６以下であることが確認された。実施例１による方法によってエッジラフネスが低減し、その結果エラー率が減少したことが示された。

［実施例２］
図６に示す方法によって磁気記録媒体を作製した。実施例１とほぼ同様の方法でＤＴＲ媒体を作製したが、第１のハードマスクと磁気記録層との間にカーボン保護層６０を設けた。カーボン保護層６０の厚さを、（１）１ｎｍ、（２）４ｎｍ、（３）１０ｎｍまたは（４）２０ｎｍとした４種類の媒体を作製した。

図６（ａ）〜（ｆ）の工程は、実施例１における図３（ａ）〜（ｆ）の工程と同様に行った。

図６（ｇ）に示すように、カーボン保護層６０のパターニングを行った。この工程は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を１０〜３０秒として行った。

図６（ｈ）に示すように、磁気記録層５２のパターニングを行った。パターン凹部で磁気記録層５１の磁性を失活させた。特に、失活ガスによって磁気記録層５１の結晶をアモルファス化することで磁性を失活させた。具体的には、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）イオンガンによって、流量比１：１のＨｅ−Ｎ_２混合ガスを使用し、ガス圧０．０２Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧１０００Ｖ、処理時間５０秒にて行った。

図６（ｉ）に示すように、残存している第１のハードマスク５２を、その上の層ごと除去した。この工程は、８０℃の熱湯に媒体を浸漬して１分間保持することで、残存している第１のハードマスク５２およびその上の膜を全て除去した。また、この後、（３）および（４）の媒体においては、磁気スペーシング低減の観点から、カーボン保護層６０を残り４ｎｍ未満の厚さになるまでＯ_２プラズマによって剥離した。

図６（ｊ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜５６を形成し、潤滑剤を塗布することでパターンド媒体を得た。

（１）〜（４）全ての媒体についてドライブ動作を行ったところ、全ての媒体でエラー率が１０^−６以下であることが確認された。実施例２の方法によってエッジラフネスが低減し、その結果エラー率が減少したことが示された。

［実施例３］
図７に示す方法によって磁気記録媒体を作製した。実施例１とほぼ同様の方法でＤＴＲ媒体を作製したが、レジスト５５と第３のハードマスク５４との間にＳｉ層６１を設けた。Ｓｉ層６１の厚さを、（１）１ｎｍ、（２）５ｎｍまたは（３）１０ｎｍとした３種類の媒体を作製した。

図７（ａ）および（ｂ）の工程は、実施例１における図３（ａ）および（ｂ）の工程と同様に行った。

図７（ｃ）に示すように、ドライエッチングにより、凹部のレジスト残渣を除去し、Ｓｉ層６１の表面を露出させた。この工程は、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を６０秒として行った。

図７（ｄ）に示すように、パターン化されたレジスト５５をマスクとし、イオンビームエッチングを用いてＳｉ層６１にパターンを転写し、凹部で第３のハードマスク５４を露出させた。この工程は、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４を使用し、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーおよびプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗおよび５０Ｗとし、エッチング時間を１０秒として行った。

図７（ｅ）〜（ｊ）の工程は、それぞれ実施例１の図３（ｄ）〜（ｉ）の工程と同様に行った。これによって、本発明に係る磁気記録媒体が得られた。

（１）〜（３）の全ての媒体についてドライブ動作を行ったところ、全ての媒体でエラー率が１０^−６以下であることが確認された。実施例３の方法によってエッジラフネスが低減し、その結果エラー率が減少したことが示された。また、Ｓｉ層６１をレジスト５５と第３のハードマスク５４との間に挟むことでエッチングの選択比が向上し、インプリントされたパターンの転写性を上げることができた。

［実施例４］
実施例１と同様の方法でＤＴＲ媒体を作製した。ただし、第２のハードマスクの材料として、Ｃｕ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、ＡｕまたはＢｉを使用して、７種の媒体を作製した。

作製されたＤＴＲ媒体をドライブへ組み込み、エラー率を測定したところ、全ての媒体でエラー率が１０^−６以下であることが確認された。実施例４の方法によってエッジラフネスが低減し、その結果エラー率が減少したことが示された。

［実施例５］
実施例１と同様の方法でＤＴＲ媒体を作製した。ただし、第１のハードマスとして、Ｍｇの他に、厚さ５ｎｍのＡｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、ＧｄまたはＨｆを使用した。さらに、剥離液としてＨ_２Ｏ_２水溶液を使用した。溶液濃度はｐＨ＝３〜６の間になるように調整した。

以上の方法で作製されたＤＴＲ媒体をドライブへ組み込み、エラー率を測定したところ、全ての媒体でエラー率が１０^−６以下であることが確認された。実施例５の方法によってエッジラフネスが低減し、その結果エラー率が減少したことが示された。

［実施例６］
実施例５と同様の方法でＤＴＲ媒体を作製した。ただし、マスクの剥離液にＨ_２Ｏ_２水溶液の他に、Ｈ_３ＮＳＯ_３、Ｈ_３ＰＯ_４、Ｈ_２ＣＯ_３、Ｈ_２ＳＯ_３、ＣＨ_３ＣＯＯＨまたはＨＣＯＯＨの水溶液を使用した。溶液濃度はｐＨ＝３〜６の間になるように調整した。

以上の方法で作製したＤＴＲ媒体をドライブへ組み込み、エラー率を測定したところ、全ての媒体でエラー率が１０^−６以下であることが確認された。実施例６の方法によってエッジラフネスが低減し、その結果エラー率が減少したことが示された。

［実施例７］
実施例１と同様の方法でＤＴＲ媒体を作製した。ただし、第１のハードマスク材料をＭｇではなく、厚さ５ｎｍのＡｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、ＧａまたはＩｎで作製した。また、剥離液としてＮＨ_３水溶液を使用した。溶液濃度はｐＨ＝８〜１１の間になるように調整した。

以上の方法で作製したＤＴＲ媒体をドライブへ組み込み、エラー率を測定したところ、全ての媒体でエラー率が１０^−６以下であることが確認された。実施例７の方法によってエッジラフネスが低減し、その結果エラー率が減少したことが示された。

［実施例８］
実施例７と同様の方法でＤＴＲ媒体を作製した。ただし、マスクの剥離液としてＮＨ_３水溶液の他に、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｋ_２ＣＯ_３、ＮａＨＣＯ_３、ＫＨＣＯ_３、ＣＨ_３ＣＯＯＮa、ＣＨ_３ＣＯＯＫ、Ｎａ_２ＳＯ_４、Ｋ_２ＳＯ_４、Ｎａ_３ＰＯ_４またはＫ_３ＰＯ_４の水溶液を使用した。溶液濃度はｐＨ＝８〜１１の間になるように調整した。

以上の方法で作製したＤＴＲ媒体をドライブへ組み込み、エラー率を測定したところ、全ての媒体でエラー率が１０^−６以下であることが確認された。実施例８の方法によってエッジラフネスが低減し、その結果エラー率が減少したことが示された。

［比較例１］
実施例１と同様の方法でＤＴＲ媒体を作製した。ただし、第２のハードマスクを設けず、第１のハードマスクＭｇの上に第３のハードマスクＣを積層した。他のプロセスは実施例１と同様に行った。

ＤＴＲ媒体をドライブへ組み込み、エラー率を測定したところ、エラー率が１０^−３以上であり、ＤＴＲ媒体としての効果が得られないことが判明した。その原因を調べるため、平面ＳＥＭ像を測定し比較すると、実施例１のラインエッジラフネス（ＬＥＲ）が３．５ｎｍであったのに対し、比較例１では８ｎｍ以上あることが判明した。Ｍｇが酸素プロセス中に結晶化したためエッチングレートが変化し、ラフネス悪化、すなわちエラー率悪化につながったものと思われる。

１…パターンド媒体、２…サーボ領域、３…データ領域、２１…プリアンブル部、２２…アドレス部、２３…バースト部、３１…ディスクリートトラック、
３２…磁性ドット、５０…ガラス基板、５１…磁気記録層、５２…第１のハードマスク、５３…第２のハードマスク、５４…第３のハードマスク、５５…レジスト、５６…保護膜、６０…カーボン保護層、６１…Ｓｉ層、７０…酸化領域、１３０…ヘッドスライダー、１４０…スピンドルモータ、１５０…磁気記録装置、１５４…サスペンション、１５５…アクチュエータアーム、１５６…ボイスコイルモータ、１５７…ピボット。

Claims (10)

1. 磁気記録層上に、金属材料を主成分とする第１のハードマスク、酸素ガスに耐性のある材料を主成分とする第２のハードマスク、カーボンを主成分とする第３のハードマスクおよびレジストを形成し、
   前記レジストに対してスタンパをインプリントして凹凸パターンを転写し、
   パターン化された前記レジストの凹部に残存している残渣を除去し、
   パターン化された前記レジストをマスクとして前記第３のハードマスクをエッチングして凹凸パターンを転写し、
   前記第３のハードマスクをマスクとして前記第２のハードマスクをエッチングして凹凸パターンを転写し、
   前記第２のハードマスクをマスクとして前記第１のハードマスクをエッチングして凹凸パターンを転写し、
   イオンビーム照射により前記磁気記録層にパターンを形成し、
   前記磁気記録層を構成する元素よりも、前記第１のハードマスクの金属材料に対して高い反応性を有する剥離液を用いて前記第１のハードマスクを除去する
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記磁気記録層と前記第１のハードマスクとの間に、厚さ１〜２０ｎｍのカーボンを主成分とするカーボン保護層を設け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。
3. 前記第３のハードマスクと前記レジストとの間に、厚さ１〜１０ｎｍのＳｉを主成分とするＳｉ層を設け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。
4. 前記第２のハードマスクの材料は、Ｃｕ、Ｇｅ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｂｉおよびこれらの合金から成る群から選択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。
5. 前記第１のハードマスクの材料はＭｇであり、前記剥離液は６０℃以上の水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。
6. 前記第１のハードマスクの材料は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｆおよびこれらの合金から成る群から選択され、前記剥離液は弱酸性水溶液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。
7. 前記弱酸性水溶液は、Ｈ_２Ｏ_２、Ｈ_３ＮＳＯ_３、Ｈ_３ＰＯ_４、Ｈ_２ＣＯ_３、Ｈ_２ＳＯ_３、ＣＨ_３ＣＯＯＨおよびＨＣＯＯＨから成る群から選択される化合物の水溶液であることを特徴とする請求項６に記載の磁気記録媒体の製造方法。
8. 前記第１のハードマスクの材料は、Ａｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎおよびこれらの合金から成る群から選択され、前記剥離液は弱アルカリ性水溶液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。
9. 前記弱アルカリ水溶液は、ＮＨ_３、Ｎａ_２ＣＯ_３、Ｋ_２ＣＯ_３、ＮａＨＣＯ_３、ＫＨＣＯ_３、ＣＨ_３ＣＯＯＮa、ＣＨ_３ＣＯＯＫ、Ｎａ_２ＳＯ_４、Ｋ_２ＳＯ_４、Ｎａ_３ＰＯ_４およびＫ_３ＰＯ_４から成る群から選択される化合物の水溶液であることを特徴とする請求項８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
10. 請求項１に記載の製造方法によって製造された磁気記録媒体を搭載した磁気記録装置。

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