JP2014186776A - 磁気記録媒体、及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ノイズの少ない磁気記録媒体を提供する。
【解決手段】 実施形態によれば、基板と、基板上に設けられ、複数の凸状体からなる磁気記録層とを含む磁気記録媒体が得られる。複数の凸状体の配列は、凸状体が規則正しく配列された複数のドメインと、凸状体が不規則に配列された、ドメイン間の境界領域とを有する。境界領域は隣接する凸状体の重心同士を結ぶ線の垂直二等分線に沿っている。
【選択図】図1
Description
基板上に磁気記録層を形成する工程、
磁気記録層上にマスク層を形成する工程、
マスク層に凸状のパターンを形成する工程、
凸状のパターンを前記マスク層へ転写する工程、
凸状のパターンの前記マスク層を介して磁気記録層をエッチングする工程、及び
マスク層を除去する工程を具備し、
磁気記録層加工前のマスク層の凸状のパターンの直径をX(nm)、前記磁気記録層のエッチング深さをY(nm)、前記マスク層の凸状のパターンのドットピッチをZ(nm)、凸状体の底面に対する側面のテーパーをθとするとき下記式(1)を満足する。
第2の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法によれば、磁気記録層をパターン加工して、複数の凸状体を、凸状体が規則正しく配列された複数のドメインと、凸状体が不規則に配列された、ドメイン間の境界領域とを有する配列にすることができ、かつ互いに隣接する凸状体の境界は、互いに隣接する凸状体の中心間を結ぶ線の垂直二等分線に沿って設けることができるため、磁気記録媒体の磁気的な信号強度が高くなる。また、磁気体積の減少を緩和し、ノイズの少ない磁気記録媒体を提供することが可能となる。さらに、式(1)を満足することにより、自己修復的にドメイン境界を埋めるような構造の凸状体が作製できる。
実施例1
実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を、図4ならびに図5に従って説明する。
X>Z−2Y/tanθ…(1)
を満たすような構成とする。
実施例1と同等の方法でパターンド媒体を作製した。ただし、以下の部分のみ条件を変更し、媒体を作製した。
図4(e)のイオンミリングの部分をCl2ガスを用いたRIEへと変更した。
実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の他の一例を、図13に従って説明する。
実施例1と同様の方法により、パターンド媒体を作製した。
得られた磁気記録媒体について、保磁力Hc及びSFD(Switching Field Distribution)を測定した。
実施形態に用いられるマスク層の凸状パターンは、以下のような特徴を持つ。
その理由は、マスク層の凸状パターン6’の直径Xが十分に大きくない場合、加工時のドメイン境界における自己修復機能を十分に活かせないためである。
図10(a)、図10(b)、及び図10(c)に、凸状体の加工形状を説明するための模式図を示す。
実施形態に使用される凸状のパターンは、自己組織化的な手法や電子線(EB)等の描画によるもの、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。
インプリントには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てもよい。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。
リフトオフ層は、Mg、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Ge、As、Mo、Sb、W、Re、Tl、Pb、それらの群からなる合金、及びその成分を50原子%以上含む化合物であることが好ましい。
磁気記録層の上に、必要に応じてハードマスク層を設けることができる。ハードマスク層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。ハードマスクは続く記録層加工の際のマスクとなるため、記録層加工時のプロセスに応じて材料を変更する。例えばAr等のイオンミリングを用いる場合、硬度の高いCやTaを用いるのが好ましい。Ta、Ti、Al、Cr、Mo、Wの酸化物、窒化物等も好適である。反応性ガスを用いる場合、例えばCl2やメタノールのRIE等を用いる場合には、RuやTa等が好ましい。
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(CF4、CF4/O2、CHF3、SF6、Cl2)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O2、O3等の酸素系ガス、あるいはH2、N2等のガスでドライエッチングするのが好ましい。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ことが好ましい。
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ことを言う。場合によっては凹部に記録層の材料を一部残す、あるいは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。
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。
実施形態に係る磁気記録媒体は、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。
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、sp3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。
基板の形状には何ら限定は無いが、通常は円形で、硬質のものが用いられる。例えば、ガラス基板、金属含有基板、カーボン基板、セラミックス基板などが用いられる。パターンの面内均一性を良好にするため、基板表面の凸パターンは小さくすることが望ましい。また、必要に応じて基板表面には酸化膜をはじめとした保護膜を形成しておくことも可能である。
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を含むことが好ましい。磁気記録層は、必要に応じて、Crや酸化物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。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。
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、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(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。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。
Claims (9)
- 基板と、
該基板上に設けられ複数の凸状体からなる磁気記録層とを含み、
前記複数の凸状体の配列は、該凸状体が規則正しく配列された複数のドメインと、該凸状体が不規則に配列された、該ドメイン間の境界領域とを有し、該境界領域は隣接する凸状体の重心同士を結ぶ線の垂直二等分線に沿っていることを特徴とする磁気記録媒体。 - 前記凸状体は、前記磁気記録層上にマスク層を形成する工程、
該マスク層に凸状のパターンを形成する工程、
前記凸状のパターンを前記マスク層へ転写する工程、及び
前記凸状のパターンを介して前記磁気記録層をエッチングする工程より形成され、
前記マスク層の凸状のパターンの直径をX(nm)、前記磁気記録層のエッチング深さをY(nm)、前記マスク層の凸状のパターンのドットピッチをZ(nm)、凸状体の底面に対する側面のテーパーをθとするとき下記式(1)を満足する請求項1に記載の磁気記録媒体。
X>Z−2Y/tanθ…(1) - 前記マスク層に凸状のパターンを形成する工程は、前記マスク層上に自己組織化膜を形成し、自己組織化膜をミクロ相分離せしめ、ドット形状の相を残し、もう一方の相を除去することにより行なうことができる請求項2に記載の磁気記録媒体。
- 前記凸状体は、頭頂領域の円錐台形状と、底領域の切頭多角錐形状とが複合した形状を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 前記ドメイン内の凸状体は、前記底領域の切頭多角錘形状が、切頭四角錐形状または切頭六角錘形状である請求項4に記載の磁気記録媒体。
- 複数の前記凸状体と前記基板との間、または複数の前記凸状体上に、該凸状体の磁気異方性よりも低い磁気異方性を有する個別の磁性層を、各々さらに積層する請求項1ないし5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 複数の前記凸状体と前記基板との間、または複数の前記凸状体上に1層の連続する磁性層をさらに含む請求項1ないし5のいずれか1項に記載の磁気記録媒体。
- 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マスク層を形成する工程、
該マスク層に凸状のパターンを形成する工程、
前記凸状のパターンを前記マスク層へ転写する工程、
凸状のパターンの前記マスク層を介して前記磁気記録層をエッチングする工程、及び
前記マスク層を除去する工程を具備し、
前記マスク層の凸状のパターンの直径をX(nm)、前記磁気記録層のエッチング深さをY(nm)、前記マスク層の凸状のパターンのドットピッチをZ(nm)、凸状体の底面に対する側面のテーパーをθとするとき下記式(1)を満足することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
X>Z−2Y/tanθ…(1) - 前記マスク層に凸状のパターンを形成する工程は、前記マスク層上に自己組織化膜を形成し、自己組織化膜をミクロ相分離せしめ、ドット形状の相を残し、もう一方の相を除去することにより行なうことができる請求項8に記載の方法。
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