JP2012079379A - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録再生ヘッドの浮上性を確保しつつ、ヘッド位置決め制度がよく、ＳＮ比が良好で、高温多湿環境下でも高い信頼性を示す磁気記録媒体を製造できる方法を提供する。
【解決手段】基板上に磁気記録層を製膜し、前記磁気記録層の記録部に対応する領域にマスクを形成し、前記マスクに覆われていない領域の磁気記録層の一部をＣ含有ガスを含むイオンビーム照射で失活して非記録部を形成し、全面に保護膜を形成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４

Description

本発明の実施形態は、磁気記録媒体の製造方法に関するものである。

近年、ハードディスクドライブ（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による書きにじみの低減は重要な技術課題である。

このような問題に対して、記録トラック間を物理的に分離したディスクリートトラック型パターンド媒体（ＤＴＲ媒体）や、記録ビット間を物理的に分離したビットパターンド媒体（ＢＰＭ）が提案されている。ＤＴＲ媒体やＢＰＭは、記録時におけるサイドイレース、再生時におけるサイドリードを低減できるため、トラック密度を高めることが可能となり、高密度磁気記録媒体として有望である。

ＤＴＲ媒体のように、表面に凹凸が形成された媒体を浮上ヘッドで記録再生する際には、ヘッドの浮上性が問題になる。たとえば、ＤＴＲ媒体で隣接トラック間を完全に分離しようとすると、厚さ約１５ｎｍの強磁性体からなる磁気記録層および厚さ約５ｎｍの保護層の計２０ｎｍを除去して溝を形成する。一方、浮上ヘッドの浮上設計量は１０ｎｍ程度であるため、溝を非磁性体で充填し、ＤＴＲ媒体の表面を平滑にすることによってヘッドの浮上性を確保することが考えられていた。しかし、この平滑化工程は困難である。

そこで、平滑な磁気記録層を局所的に変質させてパターン化する方法が提案されている（特許文献１〜２）。

特開２００９−０８７４５４号公報 特開２００８−０７７７５６号公報

しかし、特許文献１、特許文献２においては、パターンド媒体の記録部を分断する非記録部は、磁性体が全くないか、あるいは非記録部をフッ化、あるいはＣｏ濃度を下げることで磁性を消失させることで、磁気的に記録部を分断していた。このようなフッ化の類の失活では、記録層にフッ素をはじめとする揮発しやすい元素が含まれる場合、完全に結合しきらないフリーな原子が揮発し、失活効果を弱める現象が発生する。あるいは記録層へ移動し、コロージョンの問題を引き起こし、出来上がった媒体の耐環境性は十分に満たされているとは言い難い。

本発明は、上述の問題点に鑑みなされたものであり、非記録部を確実に失活させながらも非記録部の環境耐性を増加させ、記録再生ヘッドの浮上性を確保しつつ、ヘッドの位置決め精度がよく、ＳＮ比が良好で、高温多湿環境下でも高い信頼性を示す磁気記録媒体を製造できる方法を提供することにある。

実施形態によれば、基板上に磁気記録層を製膜し、前記磁気記録層の記録部に対応する領域にマスクを形成し、前記マスクに覆われていない領域の磁気記録層の一部に、Ｃ含有ガスを含むイオンビーム照射で失活して非記録部を形成し、全面に保護膜を形成することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法である。

実施形態における磁気記録媒体の断面図。 実施形態におけるディスクリートトラック媒体の平面図。 実施形態におけるパターンド媒体平面図。 実施形態に係るパターンド媒体の製造方法を示す断面図。 他の実施形態に係るパターンド媒体の製造方法を示す断面図。 更なる他の実施形態に係るパターンド媒体の製造方法を示す断面図。

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、本発明の実施形態における磁気記録媒体のパターンド媒体の断面図を示す。
図２に、本発明の実施形態における方法を用いて製造されるパターンド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２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３に、本発明の実施形態における方法を用いて製造されるパターンド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。このパターンド媒体では、データ領域３に磁性ドット３２が形成されている。

（実施例１）
図４（ａ）〜（ｊ）を参照して、本発明の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を説明する。
図４（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）、厚さ５ｎｍのＤＬＣ保護膜５２を成膜する。厚さ５ｎｍのＭｏからなる第１のハードマスク５３と、厚さ２５ｎｍのカーボンからなる第２のハードマスク５４、厚さ３ｎｍのＳｉからなる第３のハードマスク５５を成膜する。第３のハードマスク５５上に、厚さ５０ｎｍになるようにレジスト５６をスピンコートする。

一方、たとえば図２または３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６０を用意する。スタンパ６０は、ＥＢ描画、Ｎｉ電鋳、射出成形を経て製造される。スタンパ６０を、その凹凸面がレジスト５６に対向するように配置する。

図４（ｂ）に示すように、レジスト５６に対してスタンパ６０をインプリントして、スタンパ６０の凹凸パターンをレジスト５６に転写する。その後、スタンパ６０を取り外す。レジスト５６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ている。

図４（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５５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４（ｄ）に示すように、パターン化されたレジスト５６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５５にパターンを転写し、凹部で第２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２０秒として行われる。

図４（ｅ）に示すように、パターン化された第３のハードマスク５５をマスクとして、Ｃから成る第２のハードマスク５４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。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２０秒として行われる。

図４（ｆ）に示すように、パターン化された第２のハードマスク５４をマスクとして、Ｍｏから成る第１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ＤＬＣ５１の表面を露出させる。この工程は、例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４（ｇ）に示すように、パターン化された第１のハードマスク５３をマスクとして、ＤＬＣ５２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、例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５秒として行われる。

図４（ｈ）に示すように、磁気記録層５１へのＣ元素打ち込みを行う。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、ＣＨ_４ガスを使用し、ガス圧０．０４Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧５０００Ｖ、処理時間６０秒にて行われる。

図４（ｉ）に示すように、残存している第１のハードマスク（Ｍｏ）５３を、その上の層ごと除去する。この工程は、たとえば過酸化水素水へ媒体を浸漬し、１分間保持することで、残存している第２のハードマスク５３およびその上に体積された膜を全て除去する。

図４（ｊ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜５７を形成し、潤滑剤を塗布することで実施形態によるパターンド媒体が得られる。
次に、本実施形態における特徴をより詳細に説明する。
＜Ｃ元素打ち込み媒体＞
本実施形態における磁気記録層は、磁性元素を主成分とする記録部、および記録部へＣ元素が添加された非記録部、から構成される。非記録部にＣを添加することで、磁性を失活させ、媒体のフリンジ性能を向上させることができる。さらに、Ｃの添加された媒体は熱や湿度に対する耐性があり、耐環境性が良い。非記録部を構成する元素は、少なくとも記録部と同一の元素を含むことを特徴とする。同一の元素からなることで、組成の偏りを減らし、コロージョンに対する耐性を良くすることができる。

Ｃの濃度は、原子数比で磁性元素の１％以上が好ましい。１％以上含まれれば、記録層の格子を歪め、磁性を失活させることができる。１％以上含まれることは、ＥＤＸやＥＥＬＳなどの分析法で容易に測定できる。また、２０％以上含まれれば、Ｍｓを２０％以下にすることができるため、媒体のフリンジ特性上さらに好ましい。

Ｃの添加は、磁気記録層にＣＶＤやスパッタ等の方法で成膜するだけでは発生しない。たとえば、磁気記録層上に保護膜としてＤＬＣが成膜されても、Ｃは１％以上の濃度で記録層中へ拡散しない。非記録部にあたる個所を半分の厚さだけエッチングし、Ｃで凹凸埋め込みを行っても本特許の特性は得られない。
以下に記すような方法で積極的にＣを添加することが好ましい。
＜磁気記録層のパターニング＞
本実施形態における製造方法に含まれる磁気記録層のパターニングの工程は、イオンビーム照射による磁気記録層の失活によって行うことができる。磁性失活によって、磁気記録媒体のフリンジ特性が向上する。磁気記録層の非記録部にＣ元素を打ち込むことにより、特に、記録層の機械強度を増加させることが可能である。

本実施形態における磁性失活工程とは、磁気記録層のマスクから露出した領域の磁性を、マスクで覆われた領域の磁性と比較して弱める工程を指す。磁性を弱めるとは、軟磁性化させたり、非磁性化または反磁性化させたりすることを意味する。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。

本実施形態の方法において、磁性失活工程は、イオンビームの照射によって行うことができる。イオンビーム照射により、Ｃ元素が磁気記録層を構成する元素の格子間に配置、あるいは記録層元素を置換し、磁性を弱めることが可能である。イオンビームはＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）方式やＲＦ電源でプラズマ化し、５００ｅＶ〜２０ｋｅＶ程度の加速エネルギーで照射する。これによって、磁気記録層にＣ元素を打ち込み、磁性を失わせることができる。

磁気記録層に対しイオンビームを直接照射して失活を行う場合、イオンビームのソースとしては、ＣＯ、ＣＯ_２、ＣＨ_４、Ｃ_２Ｈ_２、Ｃ_２Ｈ_４、Ｃ_２Ｈ_６、Ｃ_３Ｈ_６、Ｃ_３Ｈ_８、Ｃ_４Ｈ_６、Ｃ_４Ｈ_８、Ｃ_４Ｈ_１０、ＨＣＮ、ＣＨ_３Ｆを用いることが好ましい。

これらのガスを用いることで、露出した磁気記録層へ効率的にＣ元素を打ち込むことができる。分子量の大きなガス種を用いることは、磁気記録層のエッチングを引き起こすため、好ましくない。ガス中にフッ素あるいは塩素などの腐食性元素が多く含まれる場合にも、記録層を構成する元素と反応しコロージョンの問題を引き起こすため、好ましくない。

また、Ｃ元素を打ち込む際、ＨｅやＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈ_２、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｏ_３等のガスをアシストとして混合させることも有効である。これらのガスが混合される場合、磁気記録層をアモルファス化し、失活の効果をより高めることができる。ただし、Ｃ打ち込みの効果を得るため、アシストは分圧比で７５％以下であることが好ましい。

磁気記録層に対しＣを含む層を堆積し、イオンビームを照射して失活を行っても良い。その場合、Ｃ打ち込みの効果を十分に得るために、堆積する層の組成はＣの濃度が原子数比で５０％以上であることが好ましい。堆積する層については、Ｃが５０％含まれていれば効果が出るが、Ｃ、ＣＮ、ＡｌＣ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、ＣｒＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＭｏＣ、ＴａＣ、ＷＣのいずれか、あるいはそれらの混合物であると効果が高く、特にＣ、ＣＮ、ＣｒＣ、ＶＣであればさらに好ましい。

堆積層の膜厚は、３０ｎｍ以下であることが好ましく、３ｎｍ以上であることが好ましい。厚すぎる場合にはＣ打ち込みが過剰になり、記録領域にまでＣ元素が拡散する。薄すぎる場合、打ち込むＣの総量が不足する。

Ｃ層を堆積させた後、イオンビームを照射して非記録部の磁性層を失活させる。照射するイオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅおよびそれらの混合物からなるガスをプラズマ化したものであることが好ましい。

Ｎ_２やＯ_２などのガスはＣと反応しガス化するため、好ましくない。イオンビーム照射はＣを含む層がおよそ５ｎｍ以下、場合によっては磁気記録層に凹凸がつくまで続けられる。

イオンビーム照射によって磁気記録層にエッチングが起きる場合、ヘッド浮上の観点から、磁気記録層の凹凸は１５ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。

＜ハードマスク（図４でいう第２のハードマスク）＞
本実施形態の方法におけるハードマスクは、カーボンを主成分とするのが好適である。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。

ハードマスクは、スパッタまたはＣＶＤで堆積することができる。また、カーボンの他にも、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉをハードマスクとして使用することも可能である。ハードマスクの膜厚は４〜５０ｎｍ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。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。

ハードマスクはプロセス前の原料媒体の保護膜としての機能を果たすため、磁気記録層とハードマスクの間の酸化保護膜を省いてもよい。また、必要に応じて、ハードマスクと磁気記録層との間にウェット剥離層を成膜することができる。

＜ハードマスクとレジスト層の間の副マスク（図４でいう第３のハードマスク）＞
本実施形態の方法における副ハードマスクは、ハードマスクに対してエッチング選択比がとれるものを用いる。Ｏ_２またはＯ_３ガスに耐性を有する、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯＮ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、もしくは、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕを主成分とするものが望ましい。また、これらの単体、窒化物、酸化物、合金、混合物が使用できる。

副ハードマスクの膜厚は１〜１５ｎｍであることが好ましく、特に２〜５ｎｍであることが好ましい。この膜厚が厚すぎる場合、副ハードマスクの除去の際に磁気記録層に対するダメージの原因となる。逆に、薄すぎる場合、一様な膜として成膜できない。

副ハードマスクのパターニングおよび剥離工程は、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３、ＨＦをはじめとするフッ素系ガスを含有するガスや、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅをはじめとする希ガスを主成分としたガスによるプラズマエッチングによって行われる。

＜ウェット剥離層（図４でいう第１のハードマスク）＞
本実施形態の方法におけるウェット剥離層は、水、あるいは酸、アルカリ、有機溶媒などのウェット剥離プロセスによって除去可能な金属層が用いられる。例えば、剥離液が水であればＭｇ、酸であればＭｏ、Ａｌ、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｍｎ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｈｆ、アルカリであればＡｌ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｇａ、Ｉｎ、有機溶媒であれば光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂類が好ましい。

＜副ハードマスクのパターニング＞
副ハードマスクを用いる場合、インプリント及びレジスト残渣除去の後、インプリントされたレジストのパターンを元に、ハードマスクをパターニングする。副ハードマスクのパターニングにはＲＩＥを用いてもよいし、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等によるイオンビームエッチング法を用いてもよい。例えば、副ハードマスクの主成分がＳｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯＮ、Ａｌ、Ｔａ、Ｔであれば、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３、ＨＦをはじめとするフッ素系ガスを主成分とするガスの使用が好適である。

ハードマスクの主成分がＡｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｒｕであれば、ＣＦ_４などのフッ素系ガスや、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等の希ガスによるイオンビームエッチングが好適である。副ハードマスクのパターニングは、ハードマスクの表面が露出した段階で終了とする。

＜ハードマスクのパターニング＞
副ハードマスクを用いる場合、副ハードマスクのパターンを元に、ハードマスクをパターニングする。副ハードマスクを用いない場合は、インプリント及びレジスト残渣除去の後、インプリントされたレジストのパターンを元に、ハードマスクをパターニングする。ハードマスクのパターニングにはＲＩＥを用いてもよいし、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等によるイオンビームエッチング法を用いてもよい。

例えば、ハードマスクの主成分がＣであれば、Ｏ_２やＯ_３を主成分とするガスの使用が好適である。ハードマスクの主成分がＡｌ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉであれば、ＣＦ_４などのフッ素系ガスや、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等の希ガスによるイオンビームエッチングが好適である。ハードマスクのパターニングは、磁気記録層の表面（もしウェット剥離層を使用する場合には、ウェット剥離層の表面）が露出した段階で終了とする。

＜ウェット剥離層のパターニング＞
ウェット剥離層を用いる場合は、ハードマスクのパターンを元に、ウェット剥離層をパターニングする。ウェット剥離層のパターニングにはＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３、ＨＦをはじめとするフッ素系ガスによるＲＩＥを用いてもよいし、Ｏ_２やＯ_３を主成分とするガスによるＲＩＥでもよい。Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等によるイオンビームエッチング法を用いてもよい。

＜マスク層の除去＞
磁気記録層のパターニング後、マスク層を除去する。
ウェット剥離層を用いる場合、上層のハードマスクごと、ウェットプロセスによってマスクを剥離する。
ウェット剥離層を用いない場合、ハードマスクはＯ_２やＯ_３、Ｈ_２を主成分とするガス、またはフッ素系ガスを主成分とするガスによるプラズマアッシング、ＲＩＥによるアッシングによって剥離することができる。

（実施例２）（Ｃ濃度とエラーレート、耐衝撃性）
実施例１の方法でＤＴＲ媒体を作製した。ただし、Ｃの打ち込み量を変化させるため、ＣＨ_４ガスのイオンビーム照射時間を表１のように１５秒〜１００秒まで変化させた。また、比較例として、ＣＨ_４照射ではなくＣＦ_４照射による磁性失活を行った媒体を用意した。

表１はＣＨ_４照射時間と媒体特性との関係を示したものである。
非磁性部のＣ含有量（Ｃｏの原子数に対する％）をＸＰＳで測定したところ、表１のようになった。媒体をドライブに搭載し、フリンジ試験を行った。媒体の磁気的なＬａｎｄ幅は５４ｎｍ、Ｇｒｏｏｖｅ幅は１６ｎｍ、実効記録ヘッド幅（ＭＷＷ)は８０ｎｍ、実効再生ヘッド幅（ＭＲＷ）は５０ｎｍとし、１０００回の隣接記録後にエラー率測定を行った。

ＣＨ_４の照射時間が２２．２秒〜１００秒の媒体においては、エラー率が１０の−５乗以下となり、ＤＴＲ媒体として問題なく動作したことを確認した。照射時間１．３秒、Ｃ含有量が０．７％の媒体で、非磁性部に磁化が残留しエラー率が測定できなかった。まったくＣＨ_４を照射しなかった媒体でも、同様にエラー率の測定ができなかった。Ｃ含有量の低い媒体では、磁性失活が不十分だったためにフリンジ試験がＮＧになったと考えられる。

また、各媒体について、環境試験を行った。８０℃、湿度８０％の高温高湿条件に置き、エラー率が測定できなくなるまでの時間を調べたところ、比較例１以外では４００時間以上の耐環境性を確認した。

それに対し、比較例１のドライブでは、２４時間でエラー率が測定不可能となった。非記録部からフッ素が移動し、記録部磁性を劣化させていることが予想される。

以上の結果より、Ｃが非記録部に含まれる媒体においては、フリンジ特性および耐環境性が良好で、ＤＴＲ媒体として十分な性能を持つことが示された。
（実施例３）
図５（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）、厚さ３０ｎｍのカーボンからなるハードマスク５４を成膜する。ハードマスク５４上に、厚さ５０ｎｍになるようにレジスト５６をスピンコートする。

一方、たとえば図２または３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６０を用意する。スタンパ６０は、ＥＢ描画、Ｎｉ電鋳、射出成形を経て製造される。スタンパ６０を、その凹凸面がレジスト５６に対向するように配置する。

図５（ｂ）に示すように、レジスト５６に対してスタンパ６０をインプリントして、スタンパ６０の凹凸パターンをレジスト５６に転写する。その後、スタンパ６０を取り外す。レジスト５６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ている。レジストにはシロキサンを主成分とする、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−ｏｎ-ｇｌａｓｓ）を用いる。

図５（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、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５（ｄ）に示すように、レジスト５６をマスクとして、カーボンからなるハードマスク５４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。

例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３０秒として行われる。

図５（ｅ）に示すように、磁気記録層５１へのＣ元素打ち込みを行う。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、ＣＨ_４ガスを使用し、ガス圧０．０４Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧５０００Ｖ、処理時間６０秒にて行われる。

図５（ｆ）に示すように、残存しているハードマスク５４を除去する。この工程は、酸素アッシング装置により、プロセスガスとしてＯ_２を使用し、チャンバー圧を１Ｐａとし、プラズマパワーを１００Ｗとし、エッチング時間を１０秒として行われる。

図５（ｇ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜５７を形成し、潤滑剤を塗布することで実施形態によるパターンド媒体が得られた。
作製した磁気記録媒体をドライブへ搭載し、エラー率測定を行ったところ、１０の−６．４乗であり、１００時間超の連続駆動を確認した。本実施例によるプロセスによって作製した媒体は、磁気記録媒体として良好な性能を持つことが示された。

（実施例４）
上述の実施例１と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、イオンビームのソースとして、ＣＨ_４の代わりにＣＯ、ＣＯ_２、Ｃ_２Ｈ_２、Ｃ_２Ｈ_４、Ｃ_２Ｈ_６、Ｃ_３Ｈ_６、Ｃ_３Ｈ_８、Ｃ_４Ｈ_６、Ｃ_４Ｈ_８、Ｃ_４Ｈ_１０、ＨＣＮ、ＣＨ_３Ｆを用いた。
また、比較例として、ＣＦ_４照射による磁性失活を行った媒体を用意した。
表２はイオンビーム照射時間と媒体特性との関係を示したものである。

非磁性部のＣ含有量（Ｃｏの原子数に対する％）をＸＰＳで測定したところ、表２のようになった。媒体をドライブに搭載し、実施例２と同様のフリンジ試験を行った。全ての媒体において、エラー率は１０の−５乗以下であることが確認でき、非記録部は問題なく失活できていることがわかった。

また、各媒体について、環境試験を行った。８０℃、湿度８０％の高温高湿条件に置き、エラー率が測定できなくなるまでの時間を調べたところ、比較例１、ＣＨ_３Ｆ以外では４００時間以上の耐環境性を確認した。

それに対し、比較例１のドライブでは、２４時間でエラー率が測定不可能となった。また、ＣＨ_３Ｆでは比較例１ほどではないものの、２００時間でエラー率が測定不可能となった。非記録部からフッ素が移動し、記録部磁性を劣化させていることが予想される。

以上の結果より、上記実施例のガスをソースに用いた場合、フリンジ特性および耐環境性が良好で、ＤＴＲ媒体として十分な性能を持つことが示された。
（実施例５）
実施例１と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、イオンビームのソースとして、ＣＨ_４に対してアシストガスであるＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈ_２、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｏ_３を混合した。混合の割合は分圧比で５０％になるようにした。
また、比較例として、アシストガスなしの媒体と、ＣＦ_４照射による磁性失活を行った媒体を用意した。
表３はアシストガス種と媒体特性との関係を示したものである。
非磁性部のＣ含有量（Ｃｏの原子数に対する％）をＸＰＳで測定したところ、表３のようになった。媒体をドライブに搭載し、実施例２と同様のフリンジ試験を行った。全ての媒体において、エラー率は１０の−５乗以下であることが確認でき、非記録部は問題なく失活できていることがわかった。

また、比較例以外のすべての媒体において、ＣＨ_４単独よりも照射時間が短いにも関わらず、エラー率がＣＨ_４単独と同等あるいはそれよりも小さく、ガスによるアシスト効果が証明された。

また、各媒体について、環境試験を行った。８０℃、湿度８０％の高温高湿条件に置き、エラー率が測定できなくなるまでの時間を調べたところ、比較例１以外では４００時間以上の耐環境性を確認した。それに対し、比較例１のドライブでは、２４時間でエラー率が測定不可能となった。非記録部からフッ素が移動し、記録部磁性を劣化させていることが予想される。

ＣＨ_４だけでなく、他のＣを含んだガスについても試したが、同様の結果となった。以上より、請求項１０に記載のガスをアシストに用いた場合、フリンジ特性および耐環境性が良好で、ＤＴＲ媒体として十分な性能を持つことが示された。

（実施例６）
実施例１と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、イオンビームのソースとして、ＣＨ_４に対してアシストガスであるＨｅを分圧比で２５％、５０％、７５％、８５％の割合で混合した。
また、比較例として、アシストガスなしの媒体と、ＣＦ_４照射による磁性失活を行った媒体を用意した。
表４はアシストガス濃度と媒体特性との関係を示したものである。
非磁性部のＣ含有量（Ｃｏの原子数に対する％）をＸＰＳで測定したところ、表４のようになった。媒体をドライブに搭載し、実施例２と同様のフリンジ試験を行った。Ｈｅ分圧が７５％以下の全ての媒体において、エラー率は１０の−５乗以下であることが確認でき、非記録部は問題なく失活できていることがわかった。

また、ガスによるアシスト効果も確認した。Ｈｅ分圧が８５％の媒体は、他のＨｅ分圧の少ない媒体よりもＣ含有量が少なく非磁性部のＭｓが残留しやすく、ＣＨ_４単独よりもエラー率が少し劣る程度であった。

また、各媒体について、環境試験を行った。８０℃、湿度８０％の高温高湿条件に置き、エラー率が測定できなくなるまでの時間を調べたところ、比較例１以外では４００時間以上の耐環境性を確認した。それに対し、比較例１のドライブでは、２４時間でエラー率が測定不可能となった。非記録部からフッ素が移動し、記録部磁性を劣化させていることが予想される。

以上の結果より、本実施形態のガスをアシストに用いた場合、アシストガス濃度が７５％以下でフリンジ特性および耐環境性が良好で、ＤＴＲ媒体として十分な性能を持つことが示された。

（実施例７）
図６（ａ）〜（ｋ）を参照して、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の他の一例を説明する。
図６（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）、厚さ５ｎｍのＤＬＣ保護膜５２を成膜する。厚さ５ｎｍのＭｏからなる第１のハードマスク５３と、厚さ２５ｎｍのカーボンからなる第２のハードマスク５４、厚さ３ｎｍのＳｉからなる第３のハードマスク５５を成膜する。

第３のハードマスク５５上に、厚さ５０ｎｍになるようにレジスト５６をスピンコートする。一方、たとえば図２または３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６０を用意する。スタンパ６０は、ＥＢ描画、Ｎｉ電鋳、射出成形を経て製造される。スタンパ６０を、その凹凸面がレジスト５６に対向するように配置する。

図６（ｂ）に示すように、レジスト５６に対してスタンパ６０をインプリントして、スタンパ６０の凹凸パターンをレジスト５６に転写する。その後、スタンパ６０を取り外す。レジスト５６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ている。

図６（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５５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６（ｄ）に示すように、パターン化されたレジスト５６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５５にパターンを転写し、凹部で第２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２０秒として行われる。

図６（ｅ）に示すように、パターン化された第３のハードマスク５５をマスクとして、Ｃから成る第２のハードマスク５４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。

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２０秒として行われる。

図６（ｆ）に示すように、パターン化された第２のハードマスク５４をマスクとして、Ｍｏから成る第１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ＤＬＣ５１の表面を露出させる。この工程は、例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６（ｇ）に示すように、パターン化された第１のハードマスク５３をマスクとして、ＤＬＣ５２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、例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５秒として行われる。

図６（ｈ）に示すように、磁気記録層５１上に打ち込み層としてのＣを１０ｎｍ成膜する。たとえば、Ａｒガスを用いたＤＣスパッタによって、プラズマパワー５００Ｗとし、成膜時間を３０秒間として行われる。

図６（ｉ）に示すように、磁気記録層５１へのＣ元素打ち込みを行う。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、Ｈｅガスを使用し、ガス圧０．１Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加圧電圧５０００Ｖ、処理時間１００秒にて行われる。

図６（ｊ）に示すように、残存している第１のハードマスク（Ｍｏ）５３を、その上の層ごと除去する。この工程は、たとえば過酸化水素水へ媒体を浸漬し、１分間保持することで、残存している第２のハードマスク５３およびその上に体積された膜を全て除去する。

図６（ｋ）に示すように、ＣＶＤ（化学気相堆積）により保護膜５７を形成し、潤滑剤を塗布することで本実施形態によるパターンド媒体が得られる。
以上の方法でＤＴＲ媒体を作製した。得られた媒体の非磁性部のＣ含有量（Ｃｏの原子数に対する％）をＸＰＳで測定したところ、５２％だった。媒体をドライブに搭載し、実施例２と同様のフリンジ試験を行った。

エラー率は１０の−６．０乗であった。また、実施例２と同様の環境試験を行ったところ、４００時間以上の耐環境性を確認した。
以上の結果より、この方法よって作製されたＤＴＲ媒体が十分な性能を持つことが示された。
（実施例８）
上述の実施例７と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、打ち込み層として、Ｃの代わりにＣＮ、ＡｌＣ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、ＣｒＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＭｏＣ、ＴａＣ、ＷＣを用いた。

表５は打ち込み層と媒体特性との関係を示したものである。
非磁性部のＣ含有量（Ｃｏの原子数に対する％）をＸＰＳで測定したところ、表５のようになった。媒体をドライブに搭載し、実施例２と同様のフリンジ試験を行った。比較例１を除く全ての媒体において、エラー率は１０の−５乗以下であることが確認でき、非記録部は問題なく失活できていることがわかった。

また、各媒体について、環境試験を行った。８０℃、湿度８０％の高温高湿条件に置き、エラー率が測定できなくなるまでの時間を調べたところ、比較例１以外では４００時間以上の耐環境性を確認した。それに対し、比較例１のドライブでは、２４時間でエラー率が測定不可能となった。非記録部からフッ素が移動し、記録部磁性を劣化させていることが予想される。

以上の結果より、請求項１２に記載の材料を打ち込み層に用いた場合、フリンジ特性および耐環境性が良好で、ＤＴＲ媒体として十分な性能を持つことが示された。
（実施例９）
実施例６と同様の方法で磁気記録媒体を作製した。ただし、打ち込みのためのイオンビームソースとして、Ｈｅの代わりにＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅを用いた。
表６はビームソースと媒体特性との関係を示したものである。
非磁性部のＣ含有量（Ｃｏの原子数に対する％）をＸＰＳで測定したところ、表６のようになった。媒体をドライブに搭載し、実施例２と同様のフリンジ試験を行った。比較例１を除く全ての媒体において、エラー率は１０の−５乗以下であることが確認でき、非記録部は問題なく失活できていることがわかった。

また、各媒体について、環境試験を行った。８０℃、湿度８０％の高温高湿条件に置き、エラー率が測定できなくなるまでの時間を調べたところ、比較例１以外では４００時間以上の耐環境性を確認した。それに対し、比較例１のドライブでは、２４時間でエラー率が測定不可能となった。非記録部からフッ素が移動し、記録部磁性を劣化させていることが予想される。

他の打ち込み層についても試したが、同様の結果となった。以上の結果より、上述の材料を打ち込み層に用いた場合、フリンジ特性および耐環境性が良好で、ＤＴＲ媒体として十分な性能を持つことが示された。

以上のように本発明の実施形態によれば、非記録部を確実に失活させながらも非記録部の環境耐性を増加させ、記録再生ヘッドの浮上性を確保しつつ、ヘッドの位置決め精度がよく、ＳＮ比が良好で、高温多湿環境下でも高い信頼性を示す磁気記録媒体を製造できる方法を提供することが可能となる。

１…磁気記録媒体
２…サーボ領域
２１…プリアンブル部
２２…アドレス部
２３…バースト部
３…データ領域
３１…ディスクリートトラック
３２…記録ビット
５０…ガラス基板
５１…磁気記録層
５１ａ…Ｃ元素打ち込み
５２…ＤＬＣ保護膜
５３…第１のハードマスク
５４…第２のハードマスク
５５…第３のハードマスク
５６…レジスト

Claims (10)

1. 基板上に磁気記録層を製膜し、
   前記磁気記録層の記録部に対応する領域にマスクを形成し、
   前記マスクに覆われていない領域の磁気記録層の一部に、Ｃ含有ガスを含むイオンビーム照射で失活して非記録部を形成し、
   全面に保護膜を形成する
   ことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記非記録部の形成は、前記マスクに覆われた記録部よりもＣ濃度の高い非記録部を形成するようイオンビーム照射する
   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. 前記非記録部の形成は、前記マスクに覆われた記録部よりもＣ原子数が１％以上非記録部を形成するようにイオンビーム照射する
   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. 前記マスクはカーボンを主成分とする
   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. 前記イオンビームのソースが、ＣＯ、ＣＯ_２、ＣＨ_４、Ｃ_２Ｈ_２、Ｃ_２Ｈ_４、Ｃ_２Ｈ_６、Ｃ_３Ｈ_６、Ｃ_３Ｈ_８、Ｃ_４Ｈ_６、Ｃ_４Ｈ_８、Ｃ_４Ｈ_１０、ＨＣＮ、ＣＨ_３Ｆおよびそれらの混合物からなる
   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. 前記イオンビームのソースは、更に、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｈ_２、Ｎ_２、Ｏ_２、Ｏ_３およびそれらの混合物からなる群の混合ガスである
   ことを特徴とする請求項５に記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 前記マスクの形成後にＣを主成分とする層を成膜し、イオンビーム照射によりＣ元素を記録層中に拡散させる
   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。
8. 前記Ｃを主成分とする層は、Ｃの濃度が５０％以上である
   ことを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。
9. 前記Ｃを主成分とする層は、Ｃ、ＣＮ、ＡｌＣ、ＳｉＣ、ＴｉＣ、ＶＣ、ＣｒＣ、ＺｒＣ、ＮｂＣ、ＭｏＣ、ＴａＣ、ＷＣのいずれか、あるいはそれらの混合物からなる
   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. 前記Ｃ元素を記録層へ拡散させるイオンビームは、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅおよびそれらの混合物からなる群の混合ガスからなる
    ことを特徴とする請求項７に記載の磁気記録媒体の製造方法。

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