JP2014086114A - 磁気記録媒体の製造方法及び微細パターンの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン形成層に形成されたパターンを反転させて、良好な反転パターンを得る。
【解決手段】反転パターンを形成する層の上に反転用リフトオフ層、パターン形成層を形成し、パターン形成層をパターニングして凹パターンを設け、凹パターンを反転用リフトオフ層に転写し、凹部の反転用リフトオフ層を除去して反転パターンを形成する層の表面を露出させ、反転用リフトオフ層及び露出した層の上に反転層を形成した後、反転用リフトオフ層を除去することにより、露出した層の上に凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する。
【選択図】図８

Description

本発明の実施形態は、磁気記録媒体の製造方法及び微細パターンの製造方法に関する。

例えばハードディスク媒体、反射防止膜、触媒、マイクロチップ、光学デバイス等の技術分野で表面の微細なパターンの凹凸加工が行われている。

磁気記録装置の記録密度増加に伴い、高記録密度を達成するための磁気記録媒体として、パターンド媒体（パターンドメディア、ＢＰＭ（Ｂｉｔ Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｍｅｄｉａ））が提案されている。ハードディスク媒体の記録層表面を微細な凹凸状に加工することにより、パターンド媒体を得ることができる。パターンド媒体において、凹凸パターンをいかにして作製するかは重要な問題である。周期的な凹凸を作製するために自己組織化的なプロセスを使用する場合、記録部分にはドット状の凸パターンが必要となる。しかしながら、自己組織化によって作られるマスターパターンは、必ずしもドット状の凸パターンになるわけでなく、ドット状の凹パターンになる場合もある。例えば、メソポーラスシリカをマスターパターンとして用いた場合、1層配列させたメソポーラスシリカのミセルの中心部分は当初有機化合物によって占められているが、シリカを焼成している間に有機化合物は燃えてなくなってしまう。そのような場合、必要なドット部分が失われてしまいマスクとして機能しないため、その後の加工プロセスで凹凸を反転させる必要が生じる。凹凸を反転させる際には、ドット状の凹パターンの周囲の凸部分を選択的に除去されなければならない。しかしながら、凸部分がメタル等の材料であると溶媒等によって容易に除去できないという問題がある。

このような凹凸反転のむずかしさは、マイクロチップや光学デバイス等に関しても同様である。

特開２０１０−２１９４０７号公報 特開２０１２−９９２０９号公報

本発明の実施形態は、パターン形成層に形成されたパターンを反転させて、良好な反転パターンを得ることを目的とする。

実施形態によれば、基板上に磁気記録層を形成する工程、
前記磁気記録層上に反転用リフトオフ層を形成する工程、
該反転用リフトオフ層上にパターン形成層を形成する工程、
該パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程、
該凹パターンを該反転用リフトオフ層に転写して凹部の該反転用リフトオフ層を除去する工程、
該反転用リフトオフ層及び該磁気記録層上に反転層を形成した後、該反転用リフトオフ層を除去することにより、該磁気記録層上に該凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、及び
該凸パターンを、前記磁気記録層に転写する工程を具備する磁気記録媒体の製造方法が提供される。

自己組織化材料により形成される凹パターンの一例を表す図である。 ＥＢ描画によるビットパターンド媒体用凹凸パターンの一例を表す正面図である。 実施形態に係る磁気記録媒体を適用可能な磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図である。 第４の実施形態に係る媒体の製造工程の一例を表す図である。 第４の実施形態に係る媒体の製造工程の他の一例を表す図である。 第３の実施形態に係る媒体の製造工程の一例を表す図である。 第４の実施形態に係る媒体の製造工程のさらに他の一例を表す図である。 第１の実施形態に係る媒体の製造工程の一例を表す図である。 第２の実施形態に係る媒体の製造工程の一例を表す図である。 第３の実施形態に係る媒体の製造工程の他の一例を表す図である。

第１の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、
（１）基板上に磁気記録層を形成する工程、
（２）磁気記録層の上に反転用リフトオフ層を形成する工程、
（３）反転用リフトオフ層上にパターン形成層を形成する工程、
（４）パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程、
（５）凹パターンを反転用リフトオフ層に転写し、凹部の反転用リフトオフ層を除去して反転用リフトオフ層の下に形成された層の表面を露出させる工程、
（６）反転用リフトオフ層及び露出した層の上に反転層を形成した後、反転用リフトオフ層を除去することにより、露出した層の上に凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、及び
（７）凸パターンを磁気記録層に転写する工程を有する。

例えば反転用リフトオフ層の下に直接形成された層及び露出した層として、例えば磁気記録層、あるいは磁気記録層と反転用リフトオフ層の間に設けられた保護層などが挙げられる。

第２の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、
（１）基板上に磁気記録層を形成する工程、
（２−１Ａ）磁気記録層上にマスク層を形成する工程、
（２−２Ａ）マスク層上に反転用リフトオフ層を形成する工程
（３）反転用リフトオフ層上にパターン形成層を形成する工程、
（４）パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程、
（５−１Ａ）凹パターンを反転用リフトオフ層に転写し、凹部のマスク層表面を露出させる工程、
（６−１Ａ）反転用リフトオフ層及び露出したマスク層表面上に反転層を形成した後、反転用リフトオフ層を除去することにより、マスク層表面上に、凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、及び
（７−１Ａ）凸パターンをマスク層に転写する工程
（７−２Ａ）凸パターンを磁気記録層に転写する工程、及び
第２の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法の一例であって、磁気記録層と反転用リフトオフ層の間にさらにマスク層を形成する工程を有する。

反転用リフトオフ層の下に直接形成された層及び露出した層はマスク層である。

凸パターンを磁気記録層に転写する前にマスク層に転写することができる。

第３の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、
（１）基板上に磁気記録層を形成する工程 （２−１Ｂ）磁気記録層上にリフトオフ層を形成する工程、
（２−２Ｂ）リフトオフ層上にマスク層を形成する工程、
（２−３Ｂ）マスク層上に反転用リフトオフ層を形成する工程を含み、
（３−１Ｂ）反転用リフトオフ層上にパターン形成層を形成する工程、
（４）パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程
（５−１Ｂ）凹パターンを反転用リフトオフ層に転写し、凹部のマスク層表面を露出させる工程、
（６−１Ｂ）反転用リフトオフ層及び露出したマスク層表面上に反転層を形成した後、反転用リフトオフ層を除去することにより、マスク層表面上に、凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、
（７−１Ｂ）凸パターンをマスク層に転写する工程、
（７−２Ｂ）凸パターンをリフトオフ層及び磁気記録層に転写する工程、及び
（７−３Ｂ）リフトオフ層を除去する工程
を含む。

第３の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法の一例であって、磁気記録層上に、リフトオフ層、マスク層、反転用リフトオフ層を順に形成する工程を有する。

反転用リフトオフ層の下に直接形成された層及び露出した層はマスク層である。

凸パターンを磁気記録層に転写する前にマスク層に転写することができる。

凸パターンをリフトオフ層に転写すると共に磁気記録層に転写することができる。

リフトオフ層を除去することにより、マスク層を除去することができる。

第４の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、
（１）基板上に磁気記録層形成する工程 （２−１Ｃ）磁気記録層上にリフトオフ層を形成する工程、
（２−２Ｃ）リフトオフ層上にマスク層を形成する工程、
（２−３Ｃ）マスク層上に反転用リフトオフ層を形成する工程、
（２−４Ｃ）反転用リフトオフ層上に副マスク層を形成する工程、
（３−１Ｃ）反転用リフトオフ層上にパターン形成層を形成する工程、
（４）パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程、
（５−１Ｃ）凹パターンを副マスク層及び反転用リフトオフ層に転写し、凹部のマスク層表面を露出させる工程、
（６−１Ｃ）反転用リフトオフ層及び露出したマスク層表面上に反転層を形成した後、反転用リフトオフ層を除去することにより、マスク層表面上に、凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、
（７−１Ｃ）凸パターンをマスク層に転写する工程、
（７−２Ｃ）凸パターンをリフトオフ層及び磁気記録層に転写する工程、及び
（７−３Ｃ）リフトオフ層を除去する工程を含む。

第４の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法は、第１の実施形態にかかる磁気記録媒体の製造方法の一例であって、磁気記録層上に、リフトオフ層、マスク層、反転用リフトオフ層、及び副マスク層を順に形成する工程を有する。

反転用リフトオフ層の下に直接形成された層及び露出した層はマスク層である。

凹パターンを副マスク層に転写すると共に反転用リフトオフ層に転写する。

凸パターンを磁気記録層に転写する前にマスク層に転写することができる。

凸パターンをリフトオフ層に転写すると共に磁気記録層に転写することができる。

リフトオフ層を除去することにより、マスク層を除去することができる。

第１ないし第４の実施形態によれば、パターン形成層に凹状に形成されたパターンを容易に反転させて、良好な凸パターンを持つ磁気記録層が設けられた磁気記録媒体を得ることができる。また、パターン反転の際に不要物を完全に除去できるため、パターンの再現性が良い。

第１ないし第４の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法に使用されるパターン形成層は、例えばメソポーラスシリカ、ポーラスアルミナ、ポーラスチタニア等のポーラス材料、ジブロックコポリマー、及び共晶構造から選択される自己組織化材料、及びレジスト材料を用いて形成することができる。

パターン形成層が自己組織化材料を用いて形成されるとき、パターン形成層をパターニングする工程は、自己組織化現象により相分離された材料の一方の相を除去することを含む。

パターン形成層がレジストを用いて形成されるとき、パターン形成層をパターニングする工程は、パターン形成層に凸パターンを有するスタンパ（モールド）を押圧して凹パターンを形成し、露光した後該スタンパを剥離することを含む。

第５の実施形態に係る微細パターンの製造方法は、
基板上に反転用リフトオフ層を形成する工程、
反転用リフトオフ層上にパターン形成層を形成する工程、
パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程、
凹パターンを該反転用リフトオフ層に転写して凹部の反転用リフトオフ層を除去する工程、
反転用リフトオフ層及び板上に反転層を形成した後、該反転用リフトオフ層を除去することにより、基板上に該凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、及び
該凸パターンを、基板上に転写する工程を具備する。

＜パターン形成層＞
実施形態に用いられる凹パターンは、自己組織化的な手法や電子線（ＥＢ）等の描画、あるいはインプリント等の手法による複製によって形成される。インプリント法を用いる場合、同一のパターンをタクトよく作製することができる
自己組織化的な手法には、パターン形成層として、ブロックコポリマー等の有機物の相分離構造を利用したもの、メソポーラスシリカ、ポーラスアルミナ、及びポーラスチタニア等のナノ構造材料、Ａｌ−Ｓｉをはじめとする共晶構造を利用したもの等のさまざまな手法がある。

図１に、自己組織化材料により形成される凹パターンの一例を表す図を示す。

これらの自己組織化材料を用いれば、大面積一括のパターニングが可能であるため、例えば大面積に一括して数ｎｍ〜数１０ｎｍのピッチで均一な図１のようなパターンを形成することができる。このようなパターンを自己組織化的にサイズ分散よく作製することができれば、ＨＤＤをはじめとして様々な用途に応用可能である。また、ＥＢ描画であれば、電子線レジスト上に所望のパターンを形成できる。

図２に、電子ビーム（ＥＢ）描画によるビットパターンド媒体（ＢＰＭ）用凹凸パターンの一例を表す正面図を示す。

図２に示すように、ＥＢ描画パターンとして、データ領域に設けられたビットパターン２１と、サーボ領域に設けられた例えばプリアンブルアドレスパターン２２、及びバーストパターン２３を含むサーボ領域パターン２４に対応するパターン等が挙げられる。

ＨＤＤ用途としては、図２のようなパターンを描画することができる。ＥＢ描画は一般的に描画速度が遅いため、一旦Ｓｉや石英のマスター原盤とし、インプリント等の方法によって複製するのが一般的である。さらに、サーボパターンのみをＥＢで描画し、インプリントによる凹凸ガイドや化学ガイドを設けた上に自己組織化材料を配列させるといった組み合わせの方法も使うことができる。

＜メソポーラスシリカ＞
メソポーラスシリカは、シロキサンを基としたシリカ化合物である。様々な合成方法があるが、実施形態では簡便な２種類の方法を用いることができる。

１つは、液相法である（Ｃ．Ｔ．Ｋｒｅｓｇｅ ｅｔ ａｌ， Ｎａｔｕｒｅ Ｖｏｌ．３５９，Ｐ．７１０（１９９２））。トリブロックコポリマーを鋳型とし、水とエタノールの溶媒に十分に分散させ球状あるいは柱状のミセルを作った後、ＴＥＯＳやＴＭＯＳ（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）とＣ_１２Ｈ_２５（ＣＨ_３）_３Ｎ^＋等の触媒を混合し、ミセルの周囲でシリカを縮合させる。その後、スピンコートで分散液を塗布、乾燥させ自己組織的に配列させる。シリカのミセルは乾燥時に毛細管現象により徐々に配列するため、乾燥は室温で６〜２０時間行うことが好ましい。

もう１つは、気相法である（Ｎ．Ｎｉｓｈｉｙａｍａ ｅｔ ａｌ， Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．Ｖｏｌ．１５，Ｐ．１００６（２００３））。ブロックコポリマーを鋳型とするのは上記液相法の手法と同じだが、基板上に予めブロックコポリマーを膜状に塗布しておき、気化させたＴＥＯＳをブロックコポリマー中へ侵入させ、膜の状態でミセルにする。

シリカが配列した後、通常の方法であれば４００〜６００℃程度の温度で焼成しブロックコポリマーを分解する。磁気記録層の材料にもよるが、例えば磁気記録層がＬ１_０のＦｅ_５０Ｐｔ_５０のように加熱で規則配列する材料の場合、焼成と磁気記録層の規則化を兼ねることができる。その場合、後のプロセスでブロックコポリマーを除去する箇所は省略することができる。例えばＣｏ_８０Ｐｔ_２０のような材料の場合、高温では磁気記録層の変性が起きる。その場合、焼成は溶媒を完全に飛ばすことを目的とし、３００℃以下の低温で行うことができる。

本特許での実施例はメソポーラスシリカを用いて記載されているが、テンプレートにシリカ（ＳｉＯ_２）以外、例えばＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５等を用いることも可能である。

＜ブロックコポリマー＞
ジブロックコポリマーやトリブロックコポリマーで知られるブロックコポリマーの中には、実施形態で所望するドットパターンを形成するものが多く存在する。通常、ドットを凸として作成したい場合には、ドットになるはずの部分のエッチング選択比を高くするようにブロックコポリマーの材料を決定する。代表的なものは、ＰＳ−ＰＦＤＭＳ（Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ−Ｐｏｌｙｆｅｒｒｏｃｅｎｙｌｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌａｎｅ）やＰＳ−ＰＤＭＳ（Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ−Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ）である。

ブロックコポリマーを用いて１０ｎｍ前後のピッチで相分離パターンを形成する場合、エッチングレートを確保できるような材料では相分離がうまく起こらない場合がある。例えば、ＰＳ−ＰＥＯ（Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ−Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ）やＰＭＭＡ−ＰＯＳＳ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ−Ｐｏｌｙｈｅｄｒａｌ ｏｌｉｇｏｍｅｒｉｃ ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）といった材料が相当する。これらの材料はドット部分のエッチングレートが早く、ドットを囲む海部分のエッチングレートが遅いけれども、実施形態にかかる方法を用いることで海島構造の反転が可能である。なお、ピッチは数１０〜数１００ｎｍと広いが、ＰＳ−ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ−Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）でも実施形態にかかる方法は適用可能である。

通常、ブロックコポリマーはＰＧＭＥＡ等の溶媒に分散させ、スピンコート法により基板に一様に塗布される。さらに、２００℃以下程度の加熱、あるいは溶媒雰囲気に静置することで、周期的な相分離構造を得る。

＜共晶構造＞
ブロックコポリマーのような有機物と同様に、無機物にも相分離構造は存在する。このような相分離結晶構造は「共晶」と呼ばれる。共晶構造は２種類以上の元素の蒸着やスパッタリングによって作製される。代表的なものは、Ａｌ−ＧｅやＡｌ−Ｓｉの共晶構造である（Ｋ．Ｆｕｋｕｔａｎｉ ｅｔ ａｌ．， Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．Ｖｏｌ．１６，Ｐ．１４５７（２００４））。例えばＡｌがシリンダ状に配置されるＡｌ−Ｓｉを使えば、目的の凹凸構造が得られる。この時、ターゲットの組成比はＡｌ_５０Ｓｉ_５０〜Ａｌ_６０Ｓｉ_４０程度が好ましい。Ａｌ−Ｓｉを５ｗｔ％のリン酸に数時間浸漬することで、Ｓｉを溶かさずにＡｌのみを選択的に除去することができる。

＜インプリント＞
インプリントには凸パターンが形成されたモールドとレジストを用いる。マスク形成された基板上にインプリントレジストを塗布し、モールドを接触させ、レジストを硬化させ、モールドを取り外す。最近ではレジストを光によって硬化させるＵＶインプリントが一般的であるが、熱によってレジストを硬化させる手法、熱でレジストを軟化させてモールドを接触、冷却して硬化させる手法のような熱インプリントを用いることができる。モールドには種々の材料が使われるが、ＵＶインプリントであれば光を透過させる石英や樹脂材料が用いられる。熱インプリントであれば、ＳｉやＮｉ等が主材料として用いられる。

インプリントでは、インプリント後にドットが凸になるよりも、凹になる方が形を作りやすい。特に、微細なパターンではその傾向が顕著である。そのため、実施形態にかかる方法はインプリントパターンの凹凸逆転が必要な場合にも応用できる。

＜反転用リフトオフ層＞
反転用リフトオフ層は、凹凸加工するべき磁気記録層と、マスターとなるパターンの層の間に設けられる。

凹凸加工するべき磁気記録層上に例えば保護層等が設けられている場合には、反転用リフトオフ層をこの保護層等の上に形成することができる。

反転用リフトオフ層は無機化合物で、ウェットプロセスで剥離できることが望まれる。反転層を凹部に埋め込んだ後、露出した側面からウェットエッチングで剥離される。

反転用リフトオフ層の材料は、例えば、ＭｏやＷ、Ｃｒあるいはその化合物など、酸によって剥離可能な材料が好ましい。これらの材料は、過酸化水素や塩酸、硝酸等によって容易にエッチングされ、短時間で綺麗に剥離が可能である。

また、ＡｌやＧｅ、Ｚｎ、Ｓｎあるいはその化合物であれば、アルカリによって剥離可能である。これらの材料は、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液などのアルカリによって容易にエッチングされる。

実施形態によれば、レジスト溶解やＯ_２アッシングで除去不可能な凹凸パターンでも、凹凸の反転が可能となる。

反転用リフトオフ層のパターニングは、ＲＩＥ装置などを用いて行われる。材料がＭｏやＷ、Ｇｅの場合、ＣＦ_４をはじめとする、フッ素系ガスを用いることが好適である。材料がＡｌやＣｒの場合、Ｃｌ_２をはじめとする塩素系ガスを用いることが好適である。また、ＺｎやＳｎなどの材料の場合、Ａｒガスによるイオンミリングを用いても良い。反転用リフトオフの上に第２のハードマスク層を設けてもよい。その場合、反転用リフトオフ層と第２のハードマスク層の組み合わせによっては、一貫プロセスでパターニングすることも可能である。

＜リフトオフ層＞
リフトオフ層は反転用リフトオフ層と同様の材料、構成、加工プロセスを用いることができる。他にも、レジストなどの有機膜を用いることができる。レジストを用いる場合、加工にはＯ_２やＣＦ_４ガスのＲＩＥを使用し、剥離にはアセトンやＰＧＭＥＡ等の有機溶媒を用いることができる。

＜マスク層＞
磁気記録層の上に、必要に応じてマスク層として第１のハードマスクを設けることができる。第１のハードマスクを設けることでマスクの高さを確保し、パターンのテーパーを立てることができる。

第１のハードマスクは、少なくとも１層以上の膜をスパッタ等の方法で記録層の上に着けるものである。第１のハードマスクにある程度の高さが必要な場合、第１のハードマスクを２層以上の構造にすることが好適である。例えば下層をＣ（カーボン）、上層をＳｉとすることで、アスペクトの高いマスクを作製することができる。あるいは、下層をＴａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ等の金属類あるいはそれらの化合物とする場合、上層はＮｉやＣｒ等の材料を用いることができる。金属材料をマスクとして用いる場合、成膜レートが早いのが利点である。

＜副マスク層＞
反転用リフトオフ層の上に、必要に応じて副マスク層として第２のハードマスク層を設けることができる。第２のハードマスクを設けることで、マスターパターンから反転用リフトオフへのパターン転写の際に、形状劣化を防ぐ効果があり、反転層のパターン形状がより綺麗になる。

第２のハードマスクの材料・パターニングプロセスは、第１のハードマスクと同等である。特に、第２のハードマスクは、パターン形成層のマスターパターンから第２のハードマスク、または第２のハードマスクから反転用リフトオフ層 へのパターン転写の際、エッチング選択比を稼げるものが好ましい。例えば、メソポーラスシリカを使う場合、第２のハードマスクにＳｉを用いる。すると、ＣＦ_４ガスを用いた場合のエッチングレートはシリカ＞Ｓｉ（第２のハードマスク）＞Ｍｏ（反転用リフトオフ層）のため、シリカからＭｏの加工が難しい場合においても、間にＳｉを挟むことにより加工形状が改善され得る。また、第２のハードマスクにＣを用いた場合、シリカの凹部をＣＦ_４ガスでパターニングし、Ｃの凹部はＯ_２、Ｍｏは再びＣＦ_４、といった順に加工プロセスを変えることで、十分な選択比をもって反転用リフトオフを加工できる。

＜第１及び第２のハードマスクのパターニング＞
第１及び第２のハードマスクのパターニングは、必要に応じて種々のドライエッチングプロセスを使うことが好ましい。例えば、実施例にあるように、第１のハードマスクをＣ、第２のハードマスクをＳｉとした場合、第２のハードマスクはハロゲンガス（ＣＦ_４、ＣＦ_４／Ｏ_２、ＣＨＦ_３、ＳＦ_６、Ｃｌ_２）を使ったドライエッチングを用いるのが好ましい。その後、第一のハードマスクをＯ_２、Ｏ_３等の酸素系ガス、あるいはＨ_２、Ｎ_２等のガスでドライエッチングするのが好ましい。第１または第２のハードマスクにＣｒやＡｌの化合物を用いる場合、Ｃｌ系ガスを、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗを用いる場合はＳｉと同様のハロゲンガスを用いるのが好適である。

＜反転層＞
反転層は、マスターパターンの凹凸を反転するために用いられる。材質は反転用リフトオフ層や第１のハードマスクと選択比が取れるものが望ましい。例えば、反転用リフトオフ層がＭｏやＷ等のＣＦ_４ガスで加工しやすい材料の場合、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｒｕあるいはそれらを主成分とする合金、酸化物、窒化物等であることが望ましい。反転用リフトオフ層がＡｌやＣｒ等のＣｌ_２系ガスで加工しやすい材料の場合、耐酸性のあるＴｉやＳｉ、あるいはそれらを主成分とする化合物、酸化物、窒化物等であることが望ましい。

実施形態に使用される反転層は、メタル剥離層と共に使われることが前提であり、凹部には成膜されるが側壁には成膜されないことが望ましい。例えば、スパッタ成膜やＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの成膜方法が用いられる。スパッタの場合、ＡＬＤやＣＶＤと比べて側壁部分には成膜されにくい利点がある。ＡＬＤやＣＶＤの場合、側壁に成膜されるが、狭い凹部の底部分にも成膜しやすい利点がある。側壁部分に成膜されてしまった場合、後の剥離工程に差し支えるようであれば、イオンミリング等の方法で側壁部分の反転層を除去してもよい。反転層の厚みは、剥離液が反転用リフトオフ層へ侵入することが求められるため、反転用リフトオフ層よりも薄いことが好ましい。また、１ｎｍより薄い場合、膜としての強度が保てないため、１ｎｍ以上の膜厚であることが好ましい。

＜磁気記録層のパターニング＞
磁気記録層のパターニングは、イオンミリングあるいはＲＩＥによって、マスクされた部分以外をエッチングし記録層に凹凸によるパターンを作製する。凹凸によるパターン作製とは、通常、記録層の材料を全てエッチングする場合が多い。しかしながら、必要に応じて凹部に記録層の材料を一部残す構造や、Ｃａｐｐｅｄ構造のように１層目は全てエッチングし、２層目以降は残す、等といった構造を作ることもできる。

イオンミリングにはＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅなどの希ガスや、Ｎ_２等の不活性ガスを用いることができる。ＲＩＥを使う場合には、Ｃｌ_２系、ＣＨ_３ＯＨ、ＮＨ_３＋ＣＯなどのガスを用いる。ＲＩＥの場合、エッチング後にＨ_２ガス洗浄やベーク処理、水洗処理を使用することができる。

＜剥離液＞
剥離液は上記リフトオフ層を溶解可能なものが好ましい。例えば、過酸化水素水や蟻酸に代表される、弱酸が好ましい。これに対し、塩酸は表面に細孔を空けるため、好ましくない。また、ｐＨの高い領域で硝酸、硫酸、リン酸なども用いることができる。好ましくはｐＨ３〜６の間である。

磁気記録層のパターニング後、媒体は剥離液に浸漬され、数秒〜数分の間保持される。リフトオフ層やマスクを十分に溶解させた後、媒体表面は純水によって洗浄され、後の工程に回される。

＜埋め込み工程＞
実施形態にかかる方法では、凸パターンが形成された磁気記録層を埋め込みにより平坦化するプロセスを加えることができる。埋め込みには、埋め込み材料をターゲットとしたスパッタリング法が簡便なため使用されるが、他にもめっき、イオンビーム蒸着、ＣＶＤ、ＡＬＤ等の方法によっても良い。ＣＶＤやＡＬＤを用いれば、高テーパーの磁気記録層の側壁に対し、高レートで成膜可能である。また、埋め込み成膜時に基板にバイアスをかけることで、高アスペクトのパターンでも隙間なく埋め込むことができる。ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）やＳＯＣ（Ｓｐｉｎ−Ｏｎ−Ｃａｒｂｏｎ）等の所謂レジストをスピンコートし、熱処理で硬化させる方法を用いても良い。

埋め込み材料にはＳｉＯ_２に限らず、硬度と平坦性の許す限りの材料を使用することができる。例えば、ＮｉＴａやＮｉＮｂＴｉ等のアモルファス金属は平坦化し易く埋め込み材料として使用できる。Ｃを主成分とする材料（ＣＮ_ｘ、ＣＨ_ｘなど）も、硬度が高くＤＬＣとの密着性が良いため使用することができる。ＳｉＯ_２やＳｉＮ_ｘ、ＴｉＯ_ｘ、ＴａＯ_ｘ等の酸化物、窒化物も埋め込み材料として使用することができる。ただし、磁気記録層と接する際に磁気記録層と反応生成物を作る場合、埋め込み層と磁気記録層の間に保護層を１層挟むことができる。

＜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できる。あるいは、スパッタ法または真空蒸着法により成膜することができる。ＣＶＤ法によれば、ｓｐ^３結合炭素を多く含むＤＬＣ膜を形成することができる。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が低下する傾向がある。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。

＜磁気記録層＞
磁気記録層としては、合金系の場合、ＣｏまたはＦｅ、Ｎｉを主成分とし、かつＰｔあるいはＰｄを含むことができる。磁気記録層は、必要に応じて、Ｃｒや酸化物を含むことができる。酸化物としては、特に酸化シリコン、酸化チタンを使用することができる。さらに、酸化物の他に、Ｒｕ、Ｍｎ、Ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｐｄ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、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。

垂直磁気記録層としては、ＣｏＰｔ系合金、ＦｅＰｔ系合金、ＣｏＣｒＰｔ系合金、ＦｅＰｔＣｒ系合金、ＣｏＰｔＯ、ＦｅＰｔＯ、ＣｏＰｔＣｒＯ、ＦｅＰｔＣｒＯ、ＣｏＰｔＳｉ、ＦｅＰｔＳｉ、ならびにＰｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｕ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、Ｆｅ、Ｎｉとの多層構造などを使用することもできる。また、Ｋｕの高いＭｎＡｌ合金、ＳｍＣｏ合金、ＦｅＮｂＢ合金、ＣｒＰｔ合金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３ないし３０ｎｍ、より好ましくは５ないし１５ｎｍ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３ｎｍ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３０ｎｍ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。

＜中間層＞
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ることができる。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、Ｎｉ、Ｍｇ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＞
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。

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。

図３は、実施形態に係る磁気記録媒体を適用可能な磁気記録再生装置の一例を一部分解した斜視図を示す。

図３に示されるように、磁気記録再生装置１３０は、上面の開口した矩形箱状の筐体１３１と、複数のねじにより筐体１３１にねじ止めされる筐体の上端開口を閉塞する図示しないトップカバーを有している。

筐体１３１内には、実施形態に係る磁気記録媒体１３２、この磁気記録媒体１３２を支持及び回転させる駆動手段としてのスピンドルモータ１３３、磁気記録媒体１３２に対して磁気信号の記録及び再生を行う磁気ヘッド１３４、磁気ヘッド１３４を先端に搭載したサスペンションを有し且つ磁気ヘッド１３４を磁気記録媒体１３２に対して移動自在に支持するヘッドアクチュエータ１３５、ヘッドアクチュエータ１３５を回転自在に支持する回転軸１３６、回転軸１３６を介してヘッドアクチュエータ１３５を回転、位置決めするボイスコイルモータ１３７、及びヘッドアンプ回路基板１３８等が収納されている。

以下、実施例を示し、実施形態を具体的に説明する。

実施例
実施例１
第４の実施形態に係る媒体の製造方法の一例を、図４（ａ）ないし図４（ｉ）を用いて説明する。

ここでは、パターン形成層を形成するために、自己組織化材料としてメソポーラスシリカを用いた例を示す。

図４（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ軟磁性層（図示せず）、厚さ２０ｎｍの配向制御用Ｒｕ中間層２および厚さ１０ｎｍのＣｏ_８０Ｐｔ_２０磁気記録層３、厚さ２ｎｍのＰｄ保護膜４、厚さ５ｎｍのＭｏからなるリフトオフ層５、厚さ２０ｎｍのＣからなる第１のハードマスク層６、厚さ３ｎｍのＭｏからなる反転用リフトオフ層７、厚さ３ｎｍのＳｉからなる第２のハードマスク層８を成膜する。

基板上にメソポーラスシリカ溶液を塗布し、室温で１２時間静置しシリカ球を配列させる。メソポーラスシリカは、たとえば、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ）、トリブロックコポリマー ＰＥＯ_８０−ＰＰＯ_３０−ＰＥＯ_８０、ＨＣｌ、エタノール、水をモル比率で１．０：０．１５：０．０１５：３．５：８．２となるよう混合し、３時間室温で撹拌したものをスピンコートにより塗布し、メソポーラスシリカ塗布層１１を形成した。溶液はシリカが１層配列するよう、ＰＧＭＥＡ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ Ｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｅｒ Ａｃｅｔａｔｅ）にて６倍に希釈している。塗布後にメソポーラスシリカ塗布層１１を平面ＳＥＭで観察したところ、図１のようなドットの配列が見られた。球９の内部にはトリブロックコポリマーが存在し、球９の周囲をシリカの相１０が覆っている状態である。

なお、トリブロックコポリマー ＰＥＯ_８０−ＰＰＯ_３０−ＰＥＯ_８０とは、（ＰＥＯ：ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｏｘｉｄｅ）とＰＰＯ（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｏｘｉｄｅ）の共重合体である。

次に、図４（ｂ）に示すように、メソポーラスシリカの鋳型となっていた球９の内部のトリブロックコポリマーを除去し、シリカ相１０の凹パターン１３を形成する。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ＣＦ_４、Ｏ_２ガスを順次使用し、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５０Ｗおよび１０Ｗとし、エッチング時間をそれぞれ１０秒、１０秒として行われる。

図４（ｃ）に示すように、シリカ相１０の凹パターンを第２のハードマスク層８および反転用リフトオフ層７へと転写する。同様にＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４ガスを使用し、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１０Ｗとし、エッチング時間を５０秒として行われる。この工程により、凹部のＳｉ副マスク層８および反転用リフトオフ層７は除去され、反転用リフトオフ層直下のマスク層６が露出する。

図４（ｄ）に示すように、Ｎｉからなる反転層１２を形成する。この工程は、例えば、ＮｉターゲットをＡｒガスでスパッタし、対向した基板へＮｉを２ｎｍ成膜する。プロセスガス圧は０．３Ｐａとし、成膜パワー５００Ｗ、成膜時間２秒として行われる。

図４（ｅ）に示すように、反転用リフトオフ層７ごと凸部を剥離除去する。この工程は、例えばｐＨ５の過酸化水素水を用い、溶液中に基板を浸漬、１分間保持することによって行われる。浸漬後、基板を純水洗浄する。この工程により、凸部は除去され第１のハードマスク層６が露出する。凹パターン１３があった領域には図４（ｄ）で成膜した凸パターンのＮｉ反転層１２が残存し、凹凸が反転する。

図４（ｆ）に示すように、Ｎｉ反転層１２をマスクとして、第１のハードマスク６へ反転層１２の形状を転写する。ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２ガスを使用し、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５０Ｗおよび５Ｗとし、エッチング時間を６０秒として行われる。

図４（ｇ）に示すように、イオンミリングにより、第１のハードマスク６の形状を、リフトオフ層５、保護層４，及び磁気記録層３へと転写する。たとえばＡｒイオンミリング装置により、プロセスガスとしてＡｒを使用し、チャンバー圧を０．０４Ｐａとし、プラズマパワー４００Ｗ、加速電圧４００Ｖとし、エッチング時間を１０秒として行われる。

図４（ｈ）に示すように、Ｍｏからなるリフトオフ層５ごと第１のハードマスク６を剥離する。この工程は、たとえば濃度０．１％の過酸化水素水へ媒体を浸漬し、５分間保持することで行われる。これにより、ガラス基板１上に、Ｒｕ中間層２と、磁気記録層３及び保護層４による凸パターンとが形成された構成が得られる。

最後に、図４（ｉ）に示すように、磁気記録層３及び保護層４の積層による凸パターンが形成されたＲｕ中間層２上に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により第２の保護膜１４を形成し、図示しない潤滑剤を塗布することで実施形態にかかるパターンド媒体１００が得られる。

上記のような方法によって作製したパターンド媒体の平面構造・断面構造をＳＥＭによって観察したところ、図１のようなメソポーラスシリカのドット構造を忠実にトレースし、凹凸の反転されたドットが周期的に配列していることが確かめられた。また、このパターンド媒体をＨＤＤ装置に組み込み、エラーレートを測定したところ、１０^−６以下だった。この結果により、本特許の構成により製造された媒体は、パターンド媒体として十分な性能を持つことが明らかになった。

比較例１
反転用リフトオフ層７を設けず、第１のハードマスク６の直上に第２のハードマスク８を成膜したこと、及び図４（ｅ）のような反転用リフトオフ層７の除去は行わず、メソポーラスシリカおよびＳｉをＣＦ_４ガスのＲＩＥ処理にて除去したこと以外は実施例１と同様の方法で、磁気記録媒体を作製した。なお、ＣＦ_４ガスのＲＩＥ処理工程は、たとえばチャンバー圧を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５０Ｗおよび１０Ｗとし、エッチング時間を３０秒として行なった。

上記のような方法によって作製したパターンド媒体の平面構造・断面構造をＳＥＭによって観察したところ、凹凸の反転されたドットが周期的に並んではいるが、ドット同士が接続され、分断しているとは言えない状態であった。プロセスの途中で抜き出し検査を行ったところ、反転層を成膜後にメソポーラスシリカおよびＳｉの除去が十分に行われていないことが明らかになった。以上の結果より、反転用リフトオフ層を設けることで、ドットの分断が十分に行われることが示された。

実施例２
第４の実施形態にかかる媒体の製造方法の他の一例を、図５に従って説明する。

ここでは、パターン形成層を形成するために、自己組織化材料としてジブロックコポリマーを用いた例を示す。

ただし、図５（ｅ）〜図５（ｈ）は図４（ｅ）〜図４（ｈ）と同様の工程のため、説明を省略する。

図５（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ軟磁性層（図示せず）、厚さ２０ｎｍのＲｕ配向制御用中間層２および厚さ１０ｎｍのＣｏ_７５Ｐｔ_２５磁気記録層３、厚さ２ｎｍのＣｏＣｒＰｔ保護膜４、厚さ５ｎｍのＭｏからなるリフトオフ層５、厚さ２０ｎｍのＣからなる第１のハードマスク層６、厚さ３ｎｍのＷからなる反転用リフトオフ層７、厚さ３ｎｍのＣからなる第２のハードマスク層８を成膜する。第２のハードマスク層８上にＰＳ−ＰＥＯ（Ｐｏｌｙｓｔｙｌｅｎｅ−Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｏｘｉｄｅ）を溶媒に溶解した塗布液をスピンコートにより塗布して塗膜１７を形成し、１層配列させる。ＰＳとＰＥＯの分子量はそれぞれ９５００、１８０００である。この組成からは、スフィア状に相分離する３０ｎｍピッチ相当のミクロ相分離構造が得られる。このミクロ相分離構造ではＰＥＯ相１５がスフィア状に相分離し、ＰＳ相１６がその周囲を覆っている状態である、溶媒には１，２−ジエトキシエタン（Ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ
Ｇｌｙｃｏｌ Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｅｒ）を用い、重量パーセント濃度１．０％となるよう塗布液の調製を行った。

図５（ｂ）に示すように、ドット部分に存在するＰＥＯ相１５を除去し、ＰＳ相１６の凹パターン１３を形成する。この工程は、例えば、ＩＣＰ―ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２ガスを使用し、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５０Ｗおよび１０Ｗとし、エッチング時間を１０秒として行われる。

図５（ｃ）に示すように、残ったＰＳ相１６の凹パターン１３を第２のハードマスク層８および反転用リフトオフ層７へと転写する。同様にＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＯ_２ガス、ＣＦ_４ガスを順次使用し、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５０Ｗおよび１０Ｗとし、エッチング時間をそれぞれ１０秒、３０秒として行われる。この工程により、凹部のＣ層８およびＭｏ層７は除去され、下層のＣマスク層６が露出する。

その後、図５（ｄ）に示すように、Ｎｉからなる反転層１２を形成する。この工程は、例えば、ＮｉターゲットをＡｒガスでスパッタし、対向した基板へＮｉを２ｎｍ成膜する。プロセスガス圧は０．３Ｐａとし、成膜パワー５００Ｗ、成膜時間２秒として行われる。

図５（ｅ）〜（ｈ）は、図４（ｅ）〜（ｈ）と同様のプロセスのため、説明を省略した。

最後に、図４（ｉ）に示すように、磁気記録層３及び保護層４の積層による凸パターンが形成されたＲｕ中間層２上に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により第２の保護膜１４を形成し、図示しない潤滑剤を塗布することで実施形態にかかるパターンド媒体が得られる。

上記のような方法によって作製したパターンド媒体の平面構造・断面構造をＳＥＭによって観察したところ、図１のようなドット構造を忠実にトレースし、凹凸の反転されたドットが周期的に配列していることが確かめられた。また、このパターンド媒体をＨＤＤ装置に組み込み、エラーレートを測定したところ、１０^−６以下だった。この結果により、本特許の構成により製造された媒体は、パターンド媒体として十分な性能を持つことが明らかになった。

実施例３
第３の実施形態の媒体の製造方法の一例を、図６に従って説明する。

ここでは、パターン形成層を形成するために、自己組織化材料として共晶構造を用いた例を示す。

ただし、図６（ｅ）〜（ｈ）は、図４（ｅ）〜（ｈ）と同様の工程のため、省略する。

図６（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ軟磁性層（図示せず）、厚さ２０ｎｍのＲｕからなる配向制御用中間層２および厚さ５ｎｍのＦｅ_５０Ｐｔ_５０磁気記録層３、厚さ２ｎｍのＰｔ保護膜４、厚さ５ｎｍのＷからなるリフトオフ層５、厚さ２０ｎｍのＣからなる第１のハードマスク層６、厚さ３ｎｍのＭｏからなる反転用リフトオフ層７を順次成膜する。続いて、Ａｌ−Ｓｉの共晶膜２５を１０ｎｍの厚さで成膜する。（特開２００５−６０７７１、Ｃａｎｏｎ 参照）スパッタにおけるＡｌとＳｉのターゲット中組成比をうまく調整することで、図２及び図６のように、Ｓｉ相１９がドット状のＡｌ相１８の周囲を埋めるような構造を得ることができる。今回は、ＡｌとＳｉのターゲット中の原子比がＡｌ：Ｓｉ＝５５：４５のものを用いた。ドットピッチは１５ｎｍであった。尚、基板上部からＳＥＭで観察した場合にドットに見えてはいるが、断面構造を観察すれば、ＡｌはＳｉ中にシリンダ状に存在していることがわかる。

図６（ｂ）に示すように、ドット状のＡｌ相１８を除去し、Ｓｉ相１９からなる凹パターンを形成する。この工程は、例えば、５ｗｔ％のリン酸に１時間浸漬することで、ドット部分のＡｌを除去し、厚さ１０ｎｍのＳｉ相１９の多孔構造からなる凹パターンを得た。

図６（ｃ）に示すように、Ｓｉ相１９の凹パターンを反転用リフトオフ層７へと転写する。ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４ガスを使用し、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５０Ｗおよび１０Ｗとし、エッチング時間を３０秒として行われる。この工程により、凹部のＭｏは除去され、下層のハードマスク層６が露出する。

図６（ｄ）に示すように、Ｎｉからなる反転層１２を形成する。この工程は、例えば、ＮｉターゲットをＡｒガスでスパッタし、対向した基板へＮｉを２ｎｍ成膜する。プロセスガス圧は０．３Ｐａとし、成膜パワー５００Ｗ、成膜時間２秒として行われる。

図６（ｅ）〜（ｈ）は図４（ｅ）〜（ｈ）と同様のプロセスのため、説明を省略した。

最後に、図４（ｉ）に示すように、磁気記録層３及び保護層４の積層による凸パターンが形成されたＲｕ中間層２上に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により第２の保護膜１４を形成し、図示しない潤滑剤を塗布することで実施形態にかかるパターンド媒体が得られる。

上記のような方法によって作製したパターンド媒体の平面構造・断面構造をＳＥＭによって観察したところ、図１のようなドット構造を忠実にトレースし、凹凸の反転されたドットが周期的に配列していることが確かめられた。また、このパターンド媒体をＨＤＤ装置に組み込み、エラーレートを測定したところ、１０^−６以下だった。この結果により、本特許の構成により製造された媒体は、パターンド媒体として十分な性能を持つことが明らかになった。

実施例４
第４の実施形態にかかる媒体の製造方法のさらに他の一例を、図７（ａ）ないし（ｈ）に従って説明する。

ここでは、パターン形成層を形成するためにレジストを用い、ナノインプリント法により凹パターンを形成した例を示す。

ただし、図７（ｅ）〜（ｈ）は図４（ｅ）〜（ｈ）と同様の工程のため、省略する。

図７（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ軟磁性層（図示せず）、厚さ２０ｎｍのＲｕ配向制御用中間層２および厚さ５ｎｍのＣｏ_７５Ｐｔ_２５磁気記録層３、厚さ２ｎｍのＰｄ保護膜４、厚さ５ｎｍのＭｏからなるリフトオフ層５、厚さ２０ｎｍのＣからなるハードマスク層６、厚さ３ｎｍのＭｏからなる反転用リフトオフ層７、厚さ３ｎｍのＳｉからなる第２のハードマスク８を順次成膜する。続いて、インプリント工程に使われる光硬化性レジスト２６を第２のハードマスク８上に３０ｎｍの厚さでスピンコートにより塗布する。

図７（ｂ）に示すように、ナノインプリントを行い、レジスト２６に図２のような凹パターンを転写する。この工程は例えば、所望のパターンとは凹凸が逆である石英製のスタンパ２７をレジスト２６と対向させて、密着させたところでＵＶを照射し硬化させ、その後スタンパ２７を剥離する。

図７（ｃ）に示すように、レジスト２６の凹パターンを第２のハードマスク８及び反転用リフトオフ層７へと転写する。ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４ガスを使用し、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５０Ｗおよび１０Ｗとし、エッチング時間を５０秒として行われる。この工程により、凹部のレジスト２６、第２のハードマスク８、反転用リフトオフ層７は一貫して除去され、下層のハードマスク層６が露出する。

図７（ｄ）に示すように、Ｎｉからなる反転層１２を形成する。この工程は、例えば、ＮｉターゲットをＡｒガスでスパッタし、対向した基板へＮｉを２ｎｍ成膜する。プロセスガス圧は０．３Ｐａとし、成膜パワー５００Ｗ、成膜時間２秒として行われる。

図７（ｅ）〜（ｈ）は図４（ｅ）〜（ｈ）と同様のプロセスのため、説明を省略した。

最後に、図４（ｉ）に示すように、磁気記録層３及び保護層４の積層による凸パターンが形成されたＲｕ中間層２上に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により第２の保護膜１４を形成し、図示しない潤滑剤を塗布することで実施形態にかかるパターンド媒体が得られる。

上記のような方法によって作製したパターンド媒体の平面構造・断面構造をＳＥＭによって観察したところ、図２のようなパターン形状の石英スタンパ２６を忠実にトレースし、凹凸の反転されたドットが周期的に配列していることが確かめられた。また、このパターンド媒体をＨＤＤ装置に組み込み、エラーレートを測定したところ、１０^−６以下だった。この結果により、実施形態により製造された媒体は、パターンド媒体として十分な性能を持つことが明らかになった。

実施例５
第１の実施形態にかかる媒体の製造方法を、図８（ａ）ないし（ｆ）に従って説明する。

図８（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍの軟磁性層ＣｏＺｒＮｂ層（図示せず）、厚さ２０ｎｍのＲｕ配向制御用中間層２および厚さ１０ｎｍのＣｏ_８０Ｐｔ_２０磁気記録層３、厚さ２ｎｍのＰｄ保護膜４、厚さ３ｎｍのＭｏからなる反転用リフトオフ層７を成膜する。

反転用リフトオフ層７上に実施例１と同様のメソポーラスシリカ溶液を塗布し、室温で１２時間静置しシリカ球を配列させる。

塗布後にメソポーラスシリカ塗布層１１を平面ＳＥＭで観察したところ、図１のようなドットの配列が見られた。

球９の内部にはトリブロックコポリマーが存在し、球９の周囲をシリカの相１０が覆っている状態である。

図８（ｂ）に示すように、実施例１と同様の方法でメソポーラスシリカの鋳型となっていたトリブロックコポリマーを除去し、シリカ相１０の凹パターン１３を形成する。

図８（ｃ）に示すように、シリカ相１０の凹パターン１３をＭｏ反転用リフトオフ層７へと転写する。ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４ガスを使用し、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１０Ｗとし、エッチング時間を３０秒として行われる。この工程により、凹部の反転用リフトオフ層７は除去され、反転用リフトオフ層７直下のＰｄ保護層４が露出する。

図８（ｄ）に示すように、実施例１と同様の方法で、ＮｉではなくＡｌ_２Ｏ_３の反転層１２を成膜し、図８（ｅ）に示すように、反転用リフトオフ層７ごと凹パターン１３の周囲の凸部を除去する。この工程により、Ｐｄ保護層４が露出する。凹パターン１３があった領域には図８（ｄ）で成膜した凸パターンのＡｌ_２Ｏ_３反転層１２が残存し、凹凸が反転する。

図８（ｆ）に示すように、反転層１２のＡｌ_２Ｏ_３をマスクとして、イオンミリングにより、反転層１２の形状を磁気記録層３へと転写する。たとえばＡｒイオンミリング装置により、プロセスガスとしてＡｒを使用し、チャンバー圧を０．０４Ｐａとし、プラズマパワー４００Ｗ、加速電圧４００Ｖとし、エッチング時間を１０秒として行われる。このとき、ミリングが終了した段階でＡｌ_２Ｏ_３反転層１２も丁度エッチングされ消失した。

最後に、図４（ｉ）に示すように、磁気記録層３及び保護層４の積層による凸パターンが形成されたＲｕ中間層２上に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により第２の保護膜１４を形成し、図示しない潤滑剤を塗布することで実施形態にかかるパターンド媒体が得られる。

実施例６
第２の実施形態にかかる媒体の製造方法を、図９（ａ）ないし図９（ｈ）に従って説明する。

図９（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍのＣｏＺｒＮｂ軟磁性層（図示せず）、厚さ２０ｎｍのＲｕ配向制御用中間層２および厚さ１０ｎｍのＣｏ_８０Ｐｔ_２０磁気記録層３、厚さ２ｎｍのＰｄ保護膜４、厚さ２０ｎｍのＣからなる第１のハードマスク層６、厚さ３ｎｍのＭｏからなる反転用リフトオフ層７を成膜する。実施例１と同様に、反転用リフトオフ層７上にメソポーラスシリカ溶液を塗布し、室温で１２時間静置しシリカ球を配列させる。

塗布後にメソポーラスシリカ塗布層１１を平面ＳＥＭで観察したところ、図１のようなドットの配列が見られた。

球９の内部にはトリブロックコポリマーが存在し、球９の周囲をシリカの相１０が覆っている状態である。

図９（ｂ）に示すように、実施例１と同様の方法でメソポーラスシリカの鋳型となっていたトリブロックコポリマーを除去し、シリカ相１０の凹パターン１３を形成する。

図９（ｃ）に示すように、シリカ相１０の凹パターン１３を反転用リフトオフ層７へと転写する。ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４ガスを使用し、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１０Ｗとし、エッチング時間を３０秒として行われる。この工程により、凹部の反転用リフトオフ層７は除去され、下層の第１のハードマスク層６が露出する。

図９（ｄ）、（ｅ）に示すように、実施例１と同様の方法でＮｉの反転層１２を成膜し、反転用リフトオフ層７ごと凸部を除去する。この工程により、Ｐｄ保護層４が露出する。凹パターン１３があった領域には図９（ｄ）で成膜した凸パターンのＮｉ反転層１２が残存し、凹凸が反転する。

図９（ｆ）に示すように、実施例１と同様の方法で反転層のＮｉをマスクとして、第１のハードマスク層６へ反転層１２の凸パターンを転写する。

図９（ｇ）に示すように、実施例１と同様の方法でイオンミリングにより、第１のハードマスク層６の凸パターンをＰｄ保護層４及び磁気記録層３へと転写する。

図９（ｈ）に示すように、第１のハードマスク層６を剥離する。この工程は、たとえばＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４ガスを使用し、チャンバー圧を５．０Ｐａ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０Ｗおよび１００Ｗとし、エッチング時間を６０秒として行われる。

最後に、図４（ｉ）に示すように、磁気記録層３及び保護層４の積層による凸パターンが形成されたＲｕ中間層２上に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により第２の保護膜１４を形成し、図示しない潤滑剤を塗布することで実施形態にかかるパターンド媒体が得られる。

実施例７
第３の実施形態にかかる媒体の製造方法を、図１０（ａ）ないし（ｈ）に従って説明する。

図１０（ａ）に示すように、ガラス基板１上に、厚さ４０ｎｍの軟磁性層ＣｏＺｒＮｂ（図示せず）、厚さ２０ｎｍのＲｕ配向制御用中間層２および厚さ１０ｎｍのＣｏ_８０Ｐｔ_２０磁気記録層３、厚さ２ｎｍのＰｄ保護膜４、厚さ５ｎｍのＭｏからなるリフトオフ層５、厚さ２０ｎｍのＣからなる第１のハードマスク層６、厚さ３ｎｍのＭｏからなる反転用リフトオフ層７を成膜する。実施例１と同様に、基板上にメソポーラスシリカ溶液を塗布し、室温で１２時間静置しシリカ球を配列させる。

塗布後にメソポーラスシリカ塗布層１１を平面ＳＥＭで観察したところ、図１のようなドットの配列が見られた。

球９の内部にはトリブロックコポリマーが存在し、球９の周囲をシリカの相１０が覆っている状態である。

図１０（ｂ）に示すように、実施例１と同様の方法でメソポーラスシリカの鋳型となっていたトリブロックコポリマーを除去し、シリカ相１０の凹パターン１３を形成する。

図１０（ｃ）に示すように、シリカ相１０の凹パターン１３をＭｏ反転用リフトオフ層７へと転写する。ＩＣＰ−ＲＩＥ装置により、プロセスガスとしてＣＦ_４ガスを使用し、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１０Ｗとし、エッチング時間を３０秒として行われる。この工程により、凹部のＭｏは除去され、下層の第１のハードマスク層６が露出する。

図１０（ｄ）に示すように、実施例１と同様の方法でＮｉの反転層１２を成膜し、図１０（ｅ）に示すように、反転用リフトオフ層７ごと凹パターン１３周囲の凸部を除去する。この工程により、Ｐｄ保護層４が露出する。凹パターン１３があった領域には図１０（ｄ）で成膜した凸パターンのＮｉ反転層１２が残存し、凹凸が反転する。

図１０（ｅ）〜（ｈ）は図４（ｅ）〜（ｈ）と同様のプロセスのため、説明を省略した。

最後に、図４（ｉ）に示すように、磁気記録層３及び保護層４の積層による凸パターンが形成されたＲｕ中間層２上に、ＣＶＤ（化学気相堆積）により第２の保護膜１４を形成し、図示しない潤滑剤を塗布することで実施形態にかかるパターンド媒体が得られる。

上記のような方法によって作製したパターンド媒体の平面構造・断面構造をＳＥＭによって観察したところ、図１のようなメソポーラスシリカのドット構造を忠実にトレースし、凹凸の反転されたドットが周期的に配列していることが確かめられた。実施例１および比較例１、実施例５〜７のドットの分離してないもの個数の割合を下記表１に示す。

この割合は、ＳＥＭ観察により、ドット１０００個を調べた結果である。また、マスクのリフトオフ層がある媒体では、浮上ヘッド高さ１０ｎｍで測定したグライド特性評価におけるヒット数すなわちヘッドと媒体の衝突の回数の減少が見られた。この結果により、実施形態に係る方法により製造された媒体は、ドットの分離性が向上していることが示された。

表中、ヒット数５個以下の場合を◎、１０個以下の場合を○、２０個以下の場合を△、２０個より多い場合×と、各々評価した。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…基板、２…中間層、３…磁気記録層、４…保護層、５…リフトオフ層、６…第１のハードマスク層、７…反転用リフトオフ層、８…第２のハードマスク層、９…トリブロックコポリマー相、１０…シリカ相、１１…メソポーラスシリカ塗布層、１２…反転層、１３…凹パターン、１００…磁気記録媒体

Claims (11)

1. 基板上に磁気記録層を形成する工程、
   前記磁気記録層上に反転用リフトオフ層を形成する工程、
   該反転用リフトオフ層上にパターン形成層を形成する工程、
   該パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程、
   該凹パターンを該反転用リフトオフ層に転写して凹部の該反転用リフトオフ層を除去する工程、
   該反転用リフトオフ層及び該磁気記録層上に反転層を形成した後、該反転用リフトオフ層を除去することにより、該磁気記録層上に該凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、及び
   該凸パターンを、前記磁気記録層に転写する工程を具備する磁気記録媒体の製造方法。
2. 前記磁気記録層上に反転用リフトオフ層を形成する工程は、前記磁気記録層上にマスク層を形成する工程、及び該マスク層上に前記反転用リフトオフ層を形成する工程を含み、
   前記パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程の後、前記凸パターンを前記磁気記録層に転写する工程の前に、
   前記凹パターンを該反転用リフトオフ層に転写し、凹部の該マスク層表面を露出させる工程、及び
   該反転用リフトオフ層及び露出したマスク層表面上に反転層を形成した後、該反転用リフトオフ層を除去することにより、該マスク層表面上に、該凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、及び該凸パターンを該マスク層に転写する工程を含む請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
3. 前記磁気記録層上に反転用リフトオフ層を形成する工程は、前記磁気記録層上にリフトオフ層を形成する工程、該リフトオフ層上にマスク層を形成する工程、及び該マスク層上に反転用リフトオフ層を形成する工程を含み、
   前記パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程の後、
   前記凹パターンを該反転用リフトオフ層に転写し、凹部の該マスク層表面を露出させる工程、
   該反転用リフトオフ層及び露出したマスク層表面上に反転層を形成した後、該反転用リフトオフ層を除去することにより、該マスク層表面上に、該凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、
   該凸パターンを該マスク層に転写する工程
   該凸パターンを該リフトオフ層及び前記磁気記録層に転写する工程、及び
   該リフトオフ層を除去する工程を含む請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
4. 前記磁気記録層上に反転用リフトオフ層を形成する工程は、前記磁気記録層上にリフトオフ層を形成する工程、該リフトオフ層上にマスク層を形成する工程、該マスク層上に反転用リフトオフ層を形成する工程、及び該反転用リフトオフ層上に副マスク層を形成する工程を含み、
   前記パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程の後、
   前記凹パターンを該副マスク層及び該反転用リフトオフ層に転写し、凹部の該マスク層表面を露出させる工程、
   該反転用リフトオフ層及び露出したマスク層表面上に反転層を形成した後、該反転用リフトオフ層を除去することにより、該マスク層表面上に、該凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、
   該凸パターンを該マスク層に転写する工程
   該凸パターンを該リフトオフ層及び前記磁気記録層に転写する工程、及び
   該リフトオフ層を除去する工程を含む請求項１に記載の磁気記録媒体の製造方法。
5. 前記副マスク層は、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉＣ等Ｓｉ系化合物、Ｇｅ系化合物、及びＣ系化合物からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項４に記載の磁気記録媒体の製造方法。
6. 前記反転用リフトオフ層は、モリブデン、タングステン、及びそれらの合金から選択される請求項１ないし５のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
7. 反転層は、ニッケル、チタン、クロム、鉄、及び銅からなる群から選択される金属薄膜である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
8. 前記パターン形成層は、自己組織化材料を用いて形成され、該パターン形成層をパターニングする工程は、自己組織化現象により相分離された材料の一方の相を除去することを含む請求項１にないし７のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
9. 自己組織化材料は、メソポーラスシリカ、ポーラスアルミナ、ポーラスチタニア、ジブロックコポリマー、及び共晶構造から選択される請求項８に記載の磁気記録媒体の製造方法。
10. 前記パターン形成層はレジストを用いて形成され、前記パターン形成層をパターニングする工程は、パターン形成層に凸パターンを有するスタンパを押圧して凹パターンを形成し、露光した後該スタンパを剥離することを含む請求項１ないし９のいずれか１項に記載の磁気記録媒体の製造方法。
11. 基板上に反転用リフトオフ層を形成する工程、
    該反転用リフトオフ層上にパターン形成層を形成する工程、
    該パターン形成層をパターニングして凹パターンを設ける工程、
    該凹パターンを該反転用リフトオフ層に転写して凹部の該反転用リフトオフ層を除去する工程、
    該反転用リフトオフ層及び該基板上に反転層を形成した後、該反転用リフトオフ層を除去することにより、該基板上に該凹パターンを反転させた凸パターンを有する反転層を形成する工程、及び
    該凸パターンを、前記基板上に転写する工程を具備する微細パターンの製造方法。

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