JP4475147B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、凹凸パターンの記録層を有する磁気記録媒体の製造方法に関する。

従来、ハードディスク等の磁気記録媒体は、記録層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により著しい面記録密度の向上が図られており、今後も一層の面記録密度の向上が期待されているが、磁気ヘッドの加工限界、磁気ヘッドの記録磁界の広がりに起因する記録対象のトラックに隣り合うトラックへの誤った情報の記録、再生時のクロストークなどの問題が顕在化し、従来の改良手法による面記録密度の向上は限界にきている。

これに対し、一層の面記録密度の向上を実現可能である磁気記録媒体の候補として、記録層が凹凸パターンで形成され、記録要素が凹凸パターンの凸部として形成されたディスクリートトラックメディアや、パターンドメディアが提案されている（例えば、特許文献１参照）。尚、ハードディスク等の磁気記録媒体ではヘッド浮上高さを安定させて良好な記録／再生特性を得るために表面の平坦性が重視される。従って、記録要素の間の凹部を充填材で充填し、記録要素及び充填材の上面を平坦化することが好ましい。

記録層を凹凸パターンに加工する手法としては、ドライエッチング等の加工手法を利用しうる。又、凹部に充填材を充填し、記録要素及び充填材の上面を平坦化する手法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＩＢＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等で凹凸パターンの記録層上に充填材を成膜して記録要素の間の凹部を充填してから、記録要素の上面よりも基板と反対側に成膜された余剰の充填材をＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法やドライエッチングで除去する手法を利用しうる（例えば、特許文献２参照）。

記録層の良好な磁気特性を得るためには、記録要素の上面を加工しないように余剰の充填材を完全に除去することが好ましい。即ち、加工終点が記録要素の上面と一致するように平坦化の加工を制御することが好ましい。

特開平９−９７４１９号公報 特開２０００−１９５０４２号公報

しかしながら、ＣＭＰ法の場合、一定の加工時間で加工を停止するという時間に依存した制御で加工終点が定まるのが一般的であり、加工終点のばらつきを数ｎｍの範囲内に抑制することは困難である。従って、記録要素を過度に除去したり、記録要素の上に過度の充填材が残存し、記録層の磁気特性が劣化することがある。

一方、ドライエッチングの場合は、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ−Ｉｏｎ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ））等で記録要素の成分を検知することにより、加工終点のばらつきを記録要素の上面に対して数ｎｍの範囲内に抑制することが可能であるが、ＳＩＭＳ等で記録要素の成分を検知するためには余剰の充填材だけでなく記録要素もエッチングする必要がある。エッチングが記録要素の上面まで及んでから、記録要素の成分を検知し、ドライエッチングが実際に停止するまでには一定のタイムラグがあるため、記録要素の上部近傍の数ｎｍ程度の部分が確実にエッチングされることとなり、磁気特性の悪化が懸念される。

更に、記録要素と充填材とは材料が異なりエッチングに対する加工速度も一般的に異なるため、記録要素の上面まで充填材を除去し、記録要素及び充填材の上面を平坦化しても、記録要素と共に充填材を更にエッチングすることで記録要素の上面と充填材の上面との間に段差が生じるという問題がある。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、凹凸パターンの記録層を有し、表面が充分に平坦で、記録／再生特性が良好な磁気記録媒体を製造できる磁気記録媒体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、連続記録層をエッチングして所定の凹凸パターンの記録層を形成しつつ、除去された材料で記録層の凸部である記録要素の上部近傍に記録要素の上面よりも基板と反対側に突出する突出部を形成し、記録層の上に充填材を成膜して記録要素の間の凹部を充填し、平坦化のために余剰の充填材及び突出部を除去し、且つ、突出部の成分を検出して加工を停止することにより、上記目的を達成するものである。

このように、記録要素の上面よりも基板と反対側に突出する突出部を除去し、除去された突出部の成分の検出に基いて加工を停止する制御を行うことで、加工が記録要素の上面に及ぶ前に加工を停止することが可能である。

更に、エッチングで凹凸パターンの記録層を形成しつつ除去された材料で突出部を形成するので、生産効率が良い。

即ち、次のような本発明により、上記目的を達成することができる。

（１）基板の上に連続記録層及び凹凸パターンのマスク層がこの順で形成された被加工体をエッチングし、前記連続記録層における前記凹凸パターンの凹部に相当する部分を除去することにより所定の凹凸パターンの記録層を形成しつつ、除去された材料で前記記録層の凸部である記録要素の上部近傍に該記録要素の上面よりも前記基板と反対側に突出する突出部を形成する記録層加工工程と、前記記録層の上に充填材を成膜して前記記録要素の間の凹部を充填する充填材成膜工程と、平坦化のために前記充填材のうち前記記録要素の上面よりも前記基板と反対側に成膜された余剰の充填材及び前記突出部を除去し、且つ、除去された前記突出部の成分の検出に基いて加工を停止する平坦化工程と、を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（２）基板の上に連続記録層及び凹凸パターンのマスク層がこの順で形成された被加工体をエッチングし、前記連続記録層における前記凹凸パターンの凹部に相当する部分を除去することにより所定の凹凸パターンの記録層を形成しつつ、除去された材料で前記記録層の凸部である記録要素の上部近傍に該記録要素の上面よりも前記基板と反対側に突出する突出部を形成する記録層加工工程と、前記記録層及び前記突出部の上に検出膜を成膜する検出膜成膜工程と、該検出膜の上に充填材を成膜して前記記録要素の間の凹部を充填する充填材成膜工程と、平坦化のために前記充填材のうち前記記録要素の上面よりも前記基板と反対側に成膜された余剰の充填材、前記突出部及び前記検出膜における少なくとも前記突出部を被覆する部分を除去し、且つ、除去された前記検出膜の成分の検出に基いて加工を停止する平坦化工程と、を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（３） （２）において、前記検出膜の材料として前記平坦化工程における加工速度が前記充填材の加工速度よりも低い材料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（４） （１）において、前記平坦化工程において、ドライエッチングにより前記余剰の充填材及び前記突出部を除去し、且つ、二次イオン質量分析法により該突出部の成分を検出することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（５） （２）又は（３）において、前記平坦化工程において、ドライエッチングにより前記余剰の充填材、前記突出部及び前記検出膜の少なくとも一部を除去し、且つ、二次イオン質量分析法により該検出膜の成分を検出することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

尚、本出願において、「所定の凹凸パターンの記録層」とは、連続記録層が所定のパターンで多数の記録要素に分割された記録層の他、連続記録層が所定のパターンで部分的に分割して形成され、一部が連続する記録要素で構成された記録層、又、例えば螺旋状の渦巻き形状の記録層のように、基板上の一部に連続して形成された記録層、凸部及び凹部双方が形成された連続した記録層も含む意義で用いることとする。

又、本出願において「記録要素の上面」という用語は、記録層における基板と反対側の面という意義で用いることとする。「充填材の上面」についても同様である。

又、本出願において「加工速度」という用語は、単位時間当たりの加工量という意義で用いることとする。

又、本出願において「磁気記録媒体」という用語は、情報の記録、読み取りに磁気のみを用いるハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気テープ等に限定されず、磁気と光を併用するＭＯ（Ｍａｇｎｅｔｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）等の光磁気記録媒体、磁気と熱を併用する熱アシスト型の記録媒体も含む意義で用いることとする。

本発明によれば、凹凸パターンの記録層を有し、表面が充分に平坦で、記録／再生特性が良好な磁気記録媒体を製造できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本発明の第１実施形態は、図１に示されるような基板１２上に連続記録層２０等を形成してなる被加工体の出発体に加工を施すことにより、連続記録層２０を図２に示されるように多数の記録要素３２Ａに分割して所定の凹凸パターンの記録層３２を形成し、記録要素３２Ａの間の凹部３４に充填材３６を充填して表面を平坦化し、磁気記録媒体３０を製造する方法に関するものであり、凹凸パターンの記録層３２を形成する工程及び記録要素３２Ａ、充填材２６の上面を平坦化する工程に特徴を有している。他の工程については本実施形態の理解のために特に重要とは思われないため説明を適宜省略する。

被加工体の出発体は、基板１２の上に、下地層１４、反強磁性層１５、軟磁性層１６、配向層１８、連続記録層２０、第１のマスク層２２、第２のマスク層２４、レジスト層２６がこの順で形成された構成である。

基板１２の材料は、ガラス、Ａｌ_２Ｏ_３等である。下地層１４は、厚さが２〜４０ｎｍで、材料はＴａ等である。反強磁性層１５は、厚さが５〜５０ｎｍで、材料はＰｔＭｎ合金、ＲｕＭｎ合金等である。軟磁性層１６は、厚さが５０〜３００ｎｍで、材料はＦｅ合金又はＣｏ合金である。配向層１８は、厚さが２〜４０ｎｍで、材料は非磁性のＣｏＣｒ合金、Ｔｉ、Ｒｕ、ＲｕとＴａの積層体、ＭｇＯ等である。

連続記録層２０は、厚さが５〜３０ｎｍで、材料はＣｏＣｒ合金である。第１のマスク層２２は、厚さが３〜５０ｎｍで、材料はＣ（炭素）である。第２のマスク層２４は、厚さが１〜３０ｎｍで、材料はＮｉである。レジスト層２６は、厚さが３０〜３００ｎｍで材料は樹脂である。

磁気記録媒体３０は、垂直記録型のディスクリートトラックタイプの磁気ディスクである。

記録層３２は、データ領域において記録要素３２Ａが同心円弧状のトラックの形状で径方向に微細な間隔で多数形成されている。尚、サーボ領域において記録要素３２Ａはコンタクトホールを含む所定のサーボパターンで形成されている。

充填材３６の材料は、非磁性のＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）である。

記録要素３２Ａ及び充填材３６の上には保護層３８、潤滑層４０がこの順で形成されている。保護層３８の材料は、ダイヤモンドライクカーボンと呼称される硬質炭素膜である。潤滑層４０の材料はＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）である。

次に、図３に示すフローチャートに沿って磁気記録媒体３０の製造方法を説明する。

まず、被加工体作製工程を実行する（Ｓ１０２）。具体的には、被加工体の出発体を加工し、図５に示されるような、基板１２の上に連続記録層２０及び凹凸パターンの第１のマスク層２２がこの順で形成された被加工体１０を作製する。尚、図１に示される出発体は基板１２の上に、下地層１４、反強磁性層１５、軟磁性層１６、配向層１８、連続記録層２０、第１のマスク層２２、第２のマスク層２４をこの順でスパッタリング法により形成し、更にレジスト層２６をスピンコート法で塗布することにより得られる。ディッピング法によりレジスト層２６を塗布してもよい。

この出発体のレジスト層２６に転写装置（図示省略）を用いて、図４に示されるように記録層３２の凹凸パターンに相当する凹凸パターンをナノ・インプリント法により転写し、Ｏ_２又はＯ_３ガスを反応ガスとする反応性イオンビームエッチングにより、凹部底部のレジスト層２６を除去する。尚、レジスト層２６を露光・現像して、凹凸パターンを形成してもよい。

次に、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングにより、凹部底部の第２のマスク層２４を除去する。更に、ＳＦ_６ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、凹部底部の第１のマスク層２２を除去する。これにより、図５に示されるように、基板１２の上に連続記録層２２及び凹凸パターンの第１のマスク層２２がこの順で形成された被加工体１０が得られる。

次に、記録層加工工程を実行する（Ｓ１０４）。具体的には、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングにより、凹部底部の連続記録層２０を除去し、連続記録層２０を多数の記録要素３２Ａに分割する。

この際、イオンビームエッチングの条件を適宜調整することで、除去されて飛散する連続記録層２０の粒子の一部が、図６に示されるように、第１のマスク層２２の側面に再付着する。尚、連続記録層２０における再付着物の下の部分はエッチングされない。

イオンビームエッチングが進行すると、図７に示されるように凹部底部の連続記録層２０及び第１のマスク層２２が次第に薄くなる一方、第１のマスク層２２の側面の再付着物は増加し、成長する。尚、第１のマスク層２２の厚さやイオンビームエッチングの設定条件を調節することにより、再付着物の形状を制御することができる。例えば、第１のマスク層２２を厚くすることで、再付着物を大きく成長させることができる。又、ビーム電圧を大きくすれば、それだけ再付着物を大きく成長させることができる。

イオンビームエッチングが更に進行すると、図８に示されるように凹部底部の連続記録層２０は完全に除去されて凹凸パターンの記録層３２が形成される。一方、再付着物は記録要素３２Ａの上部近傍の端部に残存し、記録要素３２Ａの上面よりも基板１２と反対側に突出する突出部４２が形成される。尚、記録要素３２Ａの上面に残存する第１のマスク層２２は、ＳＦ_６ガスを用いた反応性イオンエッチングにより除去する。

次に、充填材成膜工程を実行する（Ｓ１０６）。具体的には、バイアススパッタリング法により図９に示されるように、記録層３２及び突出部４２の上に充填材３６を成膜する。ＳｉＯ_２の粒子は被加工体１０の表面に一様に堆積しようとするので、表面が凹凸形状となるが、被加工体１０にバイアス電圧を印加することにより、スパッタリングガスは被加工体１０の方向に付勢されて堆積済みのＳｉＯ_２に衝突し、堆積済みのＳｉＯ_２の一部をエッチングする。このエッチング作用は、堆積済みのＳｉＯ_２のうち、突出した部分を他部よりも早く選択的に除去する傾向があるので、表面の凹凸がある程度均される。成膜作用がエッチング作用を上回ることで表面の凹凸が抑制されつつ成膜が進行する。

これにより、表面の凹凸がある程度抑制された形状で充填材３６が記録層３２及び突出部４２を覆うように成膜され、凹部３４に充填材３６が充填される。

次に、平坦化工程を実行する（Ｓ１０８）。具体的には、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチング（ドライエッチング）により、図１０中に矢印で示されるように、被加工体１０の表面の法線に対して傾斜した方向からＡｒガスを照射し、充填材３６のうち記録要素３２Ａの上面よりも基板１２と反対側に成膜された余剰部分及び突出部４２を除去する。このように被加工体１０の表面の法線に対して傾斜した方向からＡｒガスを照射することで、凸部を凹部よりも速く除去する傾向を強め、平坦化効果を高めることができる。被加工体１０の表面に対するＡｒガスの入射角が小さい程、突出部４２の側面に対するＡｒガスの入射角が大きくなり、突出部４２の加工速度が高くなるので、突出部４２を確実に除去することができる。この際、ＳＩＭＳにより真空チャンバ（図示省略）内の成分を検出しつつイオンビームエッチングを行う。

図１０に示されるように、イオンビームエッチングが突出部４２まで及ぶと、除去された突出部４２の成分が真空チャンバ内に飛散する。ＳＩＭＳによる飛散した突出部４２の成分の検出に基いてイオンビームエッチングを停止する制御を行う。突出部４２の成分は、記録要素３２Ａの成分とほぼ等しいので、例えば、Ｃｏ原子の検出に基いてイオンビームエッチングを停止する制御を行う。

エッチングが突出部４２まで及んでから、突出部４２の成分を検出し、エッチングが実際に停止するまでには一定のタイムラグがあり、この間にエッチングが更に進行することで、図１１に示されるように、余剰の充填材３６及び突出部４２が除去される。

このように記録要素３２Ａの上面よりも基板１２と反対側に突出する突出部４２を除去し、除去された突出部４２の成分の検出に基いて加工を停止する制御を行うことで、エッチングが記録要素３２Ａの上面に及ぶ前に加工を停止することができる。

尚、万が一、エッチングが記録要素３２Ａの上面まで及んだとしても、記録要素３２Ａの加工量は磁気特性に対する影響を無視しうる程度の微小量に抑制される。

次に、ＣＶＤ法により記録要素３２Ａ及び充填材３６の上面に１〜５ｎｍの厚さで保護層３８を成膜し（Ｓ１１０）、更に、ディッピング法により保護層３８の上に１〜２ｎｍの厚さで潤滑層４０を成膜する（Ｓ１１２）。これにより、前記図２に示される磁気記録媒体３０が完成する。

以上説明したように、平坦化工程（Ｓ１０８）において、記録要素３２Ａの上面よりも基板１２と反対側に突出する突出部４２を除去し、除去された突出部４２の成分の検出に基いて加工を停止する制御を行うことで、加工終点を記録要素３２Ａの上面に高精度で一致させることができる。これにより、記録要素３２Ａの上面の加工が抑制され、記録層３２の良好な磁気特性が得られる。又、加工終点を記録要素３２Ａの上面に高精度で一致させることができるので、記録要素３２Ａ及び充填材３６を過度に加工し、両者の加工速度の差により両者の上面に段差が生じることを抑制できる。即ち、記録要素３２Ａ及び充填材３６の上面を充分に平坦化できる。

更に、記録層加工工程（Ｓ１０４）において、エッチングで凹凸パターンの記録層３２を形成しつつ除去された材料で突出部４２を形成しているので、生産効率が良い。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本第２実施形態は、図１２のフローチャートに示されるように、前記第１実施形態に対し、記録層加工工程（Ｓ１０４）と充填材成膜工程（Ｓ１０６）との間に検出膜成膜工程（Ｓ２０２）が設けられたことを特徴としている。他の工程については前記第１実施形態と同様であるので第１実施形態と同一符号を用いることとして説明を適宜省略する。

まず、前記第１実施形態と同様の要領で被加工体作製工程（Ｓ１０２）、記録層加工工程（Ｓ１０４）を実行し、凹凸パターンの記録層３２を形成すると共に記録要素３２Ａの上面の端部に突出部４２を形成する。

次に、検出膜成膜工程（Ｓ２０２）を実行する。具体的には、スパッタリング法等により図１３に示されるように、記録層３２の凹凸パターン及び突出部４２の形状に倣ってこれら記録層３２及び突出部４２の上に検出膜４４を１〜５ｎｍの厚さで成膜する。検出膜４４の材料は、記録要素３２Ａ及び充填材３６と異なる材料であればよいが、平坦化工程（Ｓ１０８）における加工速度が充填材３６の加工速度よりも低い材料であることが好ましい。具体的な検出膜４４の材料としてはＭｏ、Ｗ、Ｔａ、ＴａＳｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉ等を挙げることができる。

次に、充填材成膜工程（Ｓ１０６）を実行し、充填材３６を検出膜４４の上に成膜して記録要素３２Ａの間の凹部３４を充填する。

次に、平坦化工程（Ｓ１０８）を実行し、ＳＩＭＳにより真空チャンバ（図示省略）内の成分を検出しつつイオンビームエッチングにより余剰の充填材３６及び突出部４２を除去する。

図１４に示されるように、イオンビームエッチングが突出部４２まで及ぶと、突出部４２を被覆する検出膜４４の成分が真空チャンバ内に飛散する。ＳＩＭＳによる飛散した検出膜４４の成分の検出に基いてイオンビームエッチングを停止する制御を行う。

突出部４２を被覆する検出膜４４までエッチングが及んでから、検出膜４４の成分を検知し、エッチングが実際に停止するまでには一定のタイムラグがあり、この間にエッチングが更に進行することで、図１５に示されるように、突出部４２は除去される。

尚、記録要素３２Ａの上の検出膜４４が完全に除去される前にエッチングが停止するようにすれば、記録要素３２Ａをエッチングから確実に保護することができる。一方、記録要素３２Ａの上の検出膜４４を完全に除去すれば、記録要素３２Ａと磁気ヘッドとの磁気的スペースを小さくすることができる。

このように突出部４２を被覆する検出膜４４の成分の検出に基いて加工を停止する制御を行うことで、エッチングが記録要素３２Ａの上面に及ぶ前に加工を停止できる。

更に、突出部４２は主として記録要素３２Ａの材料で構成されるのに対し、検出膜４４の材料は選択の自由度が大きく、検出膜４４の材料としてＳＩＭＳで検出しやすい材料を選択することで検出精度を高めることができる。

又、検出膜４４の材料として、平坦化工程（Ｓ１０８）における加工速度が充填材３６の加工速度よりも低い材料を選択すれば、検出膜４４がエッチングに対するストップ膜の役割を果たし、記録要素３２Ａの加工を防止できる。このように記録要素３２Ａをエッチングから保護するための専用のストップ膜を設けるのではなく、検出膜４４がストップ膜を兼ねることで生産効率を高める効果が得られる。

尚、前記第１実施形態及び第２実施形態において、平坦化工程（Ｓ１０８）において、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングを採用しているが、Ｋｒ、Ｘｅ等の他の希ガスを用いたイオンビームエッチングを採用してもよく、更に、例えばＳＦ_６、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６等のハロゲン系の反応ガスを用いた反応性イオンエッチング、反応ガスと希ガスとの混合ガスを用いた反応性イオンビームエッチング等の他のドライエッチングを採用してもよい。更に、突出部４２、検出膜４４の成分を高精度で検出できれば、ウェットプロセスで記録要素３２Ａ及び充填材３６の上面を平坦化してもよい。

又、前記第１実施形態及び第２実施形態において、平坦化工程（Ｓ１０８）において、突出部４２、検出膜４４の成分を検出するためにＳＩＭＳを採用しているが、これらの成分を高精度で検出できれば他の成分検出法を採用してもよい。

又、前記第１実施形態及び第２実施形態において、第１のマスク層２２、第２のマスク層２４、レジスト層２６を連続記録層２０の上に形成し、４段階のドライエッチングで連続記録層２０を分割しているが、突出部４２を所望の形状で形成できれば、レジスト層、マスク層の材料、積層数、厚さ等は特に限定されない。例えば、レジスト層を連続記録層上に直接形成し、レジスト層をマスク層として連続記録層を分割してもよい。

又、前記第１実施形態及び第２実施形態において、連続記録層２０の加工にイオンビームエッチングを用いているが、例えばＣＯ（一酸化炭素）ガス及びＮＨ_３（アンモニア）ガスの混合ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングのような他のドライエッチングにより、連続記録層２０を加工してもよい。この場合も、エッチング条件やレジスト層、マスク層の材料、積層数、厚さ等を適宜設定することで、記録要素３２Ａの上部近傍に突出部を形成することが可能である。

又、前記第１及び第２実施形態において、バイアススパッタリング法により充填材３６を成膜しているが、例えば、バイアスパワーを印加しないスパッタリング法や、ＣＶＤ法、ＩＢＤ法等の他の成膜手法を用いて、充填材３６を成膜してもよい。

又、前記第１及び第２実施形態において、連続記録層２０（記録要素３２Ａ）の材料はＣｏＣｒ合金であるが、例えば、鉄族元素（Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ）を含む他の合金、これらの積層体等の他の材料を用いてもよい。

又、前記第１及び第２実施形態において、連続記録層２０の下に下地層１４、反強磁性層１５、軟磁性層１６、配向層１８が形成されているが、連続記録層２０の下の層の構成は、磁気記録媒体の種類に応じて適宜変更すればよい。例えば、下地層１４、反強磁性層１５、軟磁性層１６、配向層１８のうち一又は二以上の層を省略してもよい。又、基板上に連続記録層を直接形成してもよい。

又、前記第１及び第２実施形態において、磁気記録媒体３０は記録層３２等が基板１２の片面だけに形成されているが、基板の両面に記録層を備える両面記録式の磁気記録媒体の製造にも本発明は適用可能である。

又、前記第１及び第２実施形態において、磁気記録媒体３０は記録層３２がトラックの径方向に微細な間隔で分割された垂直記録型のディスクリートトラックメディアタイプの磁気ディスクであるが、記録層がトラックの周方向（セクタの方向）に微細な間隔で分割された磁気ディスク、トラックの径方向及び周方向の両方向に微細な間隔で分割されたパターンドメディア、凹凸パターンの連続した記録層を有するＰＥＲＭ（Ｐｒｅ−Ｅｍｂｏｓｓｅｄ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍ）タイプの磁気ディスク、記録層が螺旋形状をなす磁気ディスクの製造についても本発明は当然適用可能である。又、面内記録型の記録層を有する磁気記録媒体の製造に対しても本発明を適用可能である。又、ＭＯ等の光磁気ディスク、磁気と熱を併用する熱アシスト型の磁気ディスク、更に、磁気テープ等のディスク形状以外の凹凸パターンの記録層を有する磁気記録媒体の製造に対しても本発明は適用可能である。

上記第１実施形態のとおり１０枚の磁気記録媒体３０を作製した。具体的には、連続記録層２０の厚さが約２０ｎｍ、第１のマスク層２２の厚さが約１４ｎｍ、第２のマスク層２４の厚さが約２ｎｍ、レジスト層２６の厚さが約１００ｎｍの被加工体１０の出発体を作製した。尚、レジスト層２６の材料はＮＥＢ２２Ａ（住友化学工業株式会社製）を用いた。このレジスト層２６にナノ・インプリント法により凹凸パターンを転写し、Ｏ_２ガスを反応ガスとする反応性イオンビームエッチングにより、凹部底部のレジスト層２６を除去した。次に、Ａｒガスを用いたイオンビームエッチングにより第２のマスク層２４を凹凸パターンに加工した。更に、ＳＦ_６ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより、第１のマスク層２２を凹凸パターンに加工した。

次に、Ａｒガスを加工用ガスとするイオンビームエッチングにより、連続記録層２０を多数の記録要素３２Ａに分割し、記録要素３２Ａの上面の端部に突出部４２を形成した。尚、記録要素３２Ａの上面に残存する第１のマスク層２２は、ＳＦ_６ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより除去した。記録要素３２Ａの凹凸パターンの具体的な形状は以下のとおりである。尚、凸部の幅、凹部の幅はいずれも、記録層３２の上面における径方向の幅を示す。

トラックピッチ：１２０ｎｍ
凸部の幅 ： ６０ｎｍ
凹部の幅 ： ６０ｎｍ
凹凸の段差 ： ２０ｎｍ

又、イオンビームエッチングの条件は以下のとおりである。

イオンビームの入射角：約９０°
ビーム電圧 ：５００Ｖ
ビーム電流 ：５００ｍＡ
サプレッサー電圧 ：４００Ｖ
Ａｒガス流量 ：１１ｓｃｃｍ
真空チャンバ内圧力 ：０．０４Ｐａ

ここで、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）により、記録要素３２Ａの上面から突出部４２の先端までの突出部４２の突出量を測定した。測定結果を表１に示す。

次に、バイアススパッタリングにより、被加工体１０の上に充填材３６を成膜して凹部３４を充填した。尚、バイアススパッタリングの条件は以下のように設定した。

成膜パワー（ＳｉＯ_２のターゲットに印加するパワー）：ＲＦ５００Ｗ
被加工体１０に印加するバイアスパワー ：ＲＦ２００Ｗ
チャンバ内圧力 ：０．３Ｐａ
成膜厚さ（記録要素３２Ａ上の充填材３６の厚さ） ：８０ｎｍ

次に、ＳＩＭＳにより真空チャンバ内のＣｏ原子を検出しつつ、Ａｒガスを加工用ガスとするイオンビームエッチングにより、記録要素３２Ａの上の余剰の充填材３６及び突出部４２を除去し、記録要素３２Ａ及び充填材３６の上面を平坦化した。尚、イオンビームエッチングの条件は以下のように設定した。イオンビームの入射角は被加工体の表面に対する角度である。

イオンビームの入射角：約２°
ビーム電圧 ：７００Ｖ
ビーム電流 ：１１００ｍＡ
サプレッサー電圧 ：４００Ｖ
Ａｒガス流量 ：１１ｓｃｃｍ
チャンバ内圧力 ：０．０４Ｐａ

ＳＩＭＳにより、Ｃｏ原子のカウント数が所定のバックグラウンド値の２倍となったところでＣｏ原子を検出したものと判定し、加工を停止する制御を行った。具体的には、Ｃｏ原子のカウント数のバックグラウンド値は、最表面の充填材３６だけをエッチングしている間でもノイズにより１５０±５０（ｃｏｕｎｔ／ｓｅｃ）程度の値を示すため、その２倍である３００（ｃｏｕｎｔ／ｓｅｃ）を判定基準値とした。

記録要素３２Ａ及び充填材３６の上面を平坦化した後、ＡＦＭにより記録要素３２Ａの上面と充填材３６の上面との厚さ方向の段差を測定した。測定結果を表１に示す。尚、表１に示される段差は、各サンプルの表面の複数の部位における凹凸の最大段差の相加平均値であり、記録要素の上面が充填材３６の上面よりも高い場合をプラス、低い場合をマイナスで示す。

[比較例]
上記実施例に対し、第１のマスク層２２の厚さを約８ｎｍとした。他の条件は上記実施例と同様として１０枚の磁気記録媒体３０を作製した。

連続記録層２２を凹凸パターンの記録層３２に加工した後、ＡＦＭにより、記録要素３２Ａの上面からの突出部４２の突出量を測定したが、表１に示されるようにいずれのサンプルにも突出部４２は全く形成されていなかった。

充填材３６を成膜して凹部３４を充填した後、ＳＩＭＳにより真空チャンバ内のＣｏ原子を検出しつつ、記録要素３２Ａ及び充填材３６の上面を平坦化した。平坦化後、ＡＦＭにより記録要素３２Ａの上面と充填材３６の上面との厚さ方向の段差を測定した。測定結果を表１に示す。

表１に示されるように、比較例のサンプルはいずれも充填材３６の上面が記録要素３２Ａの上面よりも低く、両者に３ｎｍ程度の段差が生じていた。本比較例の加工条件では記録要素３２Ａの加工速度と充填材３６の加工速度との差は、１：４程度であるので、エッチングが記録要素３２Ａの上面まで及び記録要素３２Ａの上面の高さと充填材３６の上面の高さとが一致した後、更に記録要素３２Ａが約１ｎｍエッチングされ、充填材３６が約４ｎｍエッチングされたと推定される。これは、記録要素３２Ａの上に突出部が形成されなかったため、記録要素３２Ａの上面までエッチングが及んでから加工を停止する制御が行われたためと考えられる。

これに対し、実施例のサンプルはいずれも記録要素３２Ａの上面と充填材３６の上面との段差が±０．３ｎｍ内に抑制されていた。即ち、実施例によれば記録要素の上面の加工を無視しうる程度に抑制しつつ記録要素及び充填材の上面を充分に平坦化できることが確認された。

本発明は、例えば、ディスクリートトラックメディア、パターンドメディア等の凹凸パターンの記録層を有する磁気記録媒体を製造するために利用することができる。

本発明の第１実施形態に係る被加工体の出発体の構造を模式的に示す側断面図 同被加工体を加工して得られる磁気記録媒体の構造を模式的に示す側断面図 同磁気記録媒体の製造工程の概要を示すフローチャート 前記被加工体の出発体のレジスト層に転写された凹凸パターンを模式的に示す側断面図 連続記録層の上に凹凸パターンの第１のマスク層が形成された前記被加工体を模式的に示す側断面図 凹部底部の連続記録層がエッチングされ、除去された粒子が第１のマスク層の側面に付着し始めた前記被加工体を模式的に示す側断面図 連続記録層のエッチングが更に進行した前記被加工体を模式的に示す側断面図 連続記録層が分割され、記録要素の上部近傍に突出部が形成された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 充填材が成膜された前記被加工体を模式的に示す側断面図 平坦化工程においてエッチングが突出部に及んだ前記被加工体を模式的に示す側断面図 同突出部が除去されて記録要素及び充填材の上面が平坦化された前記被加工体を模式的に示す側断面図 本発明の第２実施形態に係る磁気記録媒体の製造工程の概要を示すフローチャート 同第２実施形態において、凹凸パターンの記録層及び突出部の上に検出膜が形成された被加工体を模式的に示す側断面図 平坦化工程においてエッチングが突出部に及んだ同被加工体の形状を模式的に示す側断面図 同突出部が除去されて記録要素及び充填材の上面が平坦化された前記被加工体を模式的に示す側断面図

符号の説明

１０…被加工体
１２…基板
１４…下地層
１５…反強磁性層
１６…軟磁性層
１８…配向層
２０…連続記録層
２２…第１のマスク層
２４…第２のマスク層
２６…レジスト層
３０…磁気記録媒体
３２…記録層
３２Ａ…記録要素
３４…凹部
３６…充填材
３８…保護層
４０…潤滑層
４２…突出部
４４…検出膜
Ｓ１０２…被加工体作製工程
Ｓ１０４…記録層加工工程
Ｓ１０６…充填材成膜工程
Ｓ１０８…平坦化工程
Ｓ１１０…保護層成膜工程
Ｓ１１２…潤滑層成膜工程
Ｓ２０２…検出膜成膜工程

Claims (5)

1. 基板の上に連続記録層及び凹凸パターンのマスク層がこの順で形成された被加工体をエッチングし、前記連続記録層における前記凹凸パターンの凹部に相当する部分を除去することにより所定の凹凸パターンの記録層を形成しつつ、除去された材料で前記記録層の凸部である記録要素の上部近傍に該記録要素の上面よりも前記基板と反対側に突出する突出部を形成する記録層加工工程と、前記記録層の上に充填材を成膜して前記記録要素の間の凹部を充填する充填材成膜工程と、平坦化のために前記充填材のうち前記記録要素の上面よりも前記基板と反対側に成膜された余剰の充填材及び前記突出部を除去し、且つ、除去された前記突出部の成分の検出に基いて加工を停止する平坦化工程と、を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
2. 基板の上に連続記録層及び凹凸パターンのマスク層がこの順で形成された被加工体をエッチングし、前記連続記録層における前記凹凸パターンの凹部に相当する部分を除去することにより所定の凹凸パターンの記録層を形成しつつ、除去された材料で前記記録層の凸部である記録要素の上部近傍に該記録要素の上面よりも前記基板と反対側に突出する突出部を形成する記録層加工工程と、前記記録層及び前記突出部の上に検出膜を成膜する検出膜成膜工程と、該検出膜の上に充填材を成膜して前記記録要素の間の凹部を充填する充填材成膜工程と、平坦化のために前記充填材のうち前記記録要素の上面よりも前記基板と反対側に成膜された余剰の充填材、前記突出部及び前記検出膜における少なくとも前記突出部を被覆する部分を除去し、且つ、除去された前記検出膜の成分の検出に基いて加工を停止する平坦化工程と、を含むことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
3. 請求項２において、
   前記検出膜の材料として前記平坦化工程における加工速度が前記充填材の加工速度よりも低い材料を用いることを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
4. 請求項１において、
   前記平坦化工程において、ドライエッチングにより前記余剰の充填材及び前記突出部を除去し、且つ、二次イオン質量分析法により該突出部の成分を検出することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
5. 請求項２又は３において、
   前記平坦化工程において、ドライエッチングにより前記余剰の充填材、前記突出部及び前記検出膜の少なくとも一部を除去し、且つ、二次イオン質量分析法により該検出膜の成分を検出することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

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