JP4686623B2

JP4686623B2 - 磁気記録媒体の製造方法

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Publication number: JP4686623B2
Application number: JP2009169252A
Authority: JP
Inventors: 香里木村; 洋介礒脇; 芳幸鎌田; 正敏櫻井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: US8206602B2; JP2011023083A; US20110014496A1

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。

近年の情報化社会において、我々が記録媒体へ記録する情報の量は増加の一途をたどっている。このため、飛躍的に高い記録容量を有する記録再生装置および記録媒体の出現が望まれている。現在、大容量かつ安価な記録媒体として需要が増加し続けているハードディスクに関しても、数年後には現行のおよそ１０倍である１平方インチあたり１テラビット以上の記録密度が必要と言われている。

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。即ち、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。

パターンド媒体（ＤＴＲ媒体、ＢＰＭ）の製造にあたって、媒体表面の凹凸を少なくすることは、ヘッド浮上性の点からも非常に重要な問題である。通常のパターンド媒体では、磁性を分断するにはエッチング等の方法で磁気記録層を物理的に分断する方法が用いられる。しかし、数十ｎｍの厚さを持つ磁気記録層を完全に分断した場合、ヘッド浮上性の悪化を招き、ＨＤＤとして機能しない。この問題を解消するには凹部の埋め込み法がよく知られている。また、我々が提案するような、凹部の磁性を失活させる手法も有効である。パターンド媒体の非記録部に該当する部分の磁気記録層に対し磁性失活を行うことで磁性を消失させ、磁気記録層を物理的に分断せずともその効果を得ることができる。

特許文献１には、酸化性ガスによるエッチングに起因する磁気記録層の劣化または腐食を防止するために、マスク除去後、水素を含む非酸化物ガスによって磁気記録層を洗浄することを含む磁気記録媒体の製造方法が記載されている。この方法では、磁気記録層とエッチングガスとの反応によって生じる影響にのみ着目して洗浄工程を導入しており、マスク層同士で生じる影響またはマスク層とエッチングガスとの間で生じる影響については想定していない。

特許文献２には、２つのマスク層を使用した磁気記録媒体の製造方法が記載されている。この２つのマスク層として、Ｓｉを含むマスク層とＣを含むマスク層の組み合わせを選択できることが記載されている。しかし、このような組合せとする場合に生じる問題や、その対応策については何ら開示されていない。特に、特許文献２には、特許文献１に記載されるような不要な成分等の洗浄や除去といった工程について何ら開示していない。

特許第４１９１０９６号特許第４１２８５０９号

磁性層のパターン形成には、積層した複数のマスク層を利用する場合がある。本発明者らは、このような方法を行う場合に、異なるマスク層の界面において、それぞれのマスク層の成分が混合することでミキシング層が形成されること、および、このミキシング層の存在が、最終的に得られる磁気記録媒体の表面荒れの原因の１つであることを発見した。これらの知見に基づき、発明者らは、このようなミキシング層を除去することで、媒体表面荒れを抑制できると考え、本発明に至った。

本発明の目的は、媒体表面荒れが抑制され、良好なヘッドの浮上性を確保することができるパターンド磁気記録媒体（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、カーボンを主成分とする第１のハードマスク、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰｔもしくはＲｕ、またはこれらの合金、あるいはＳｉ、ＳｉＯ _２、ＳｉｘＮｙ（ここで、ｘ：ｙ＝１：１〜３：４である）、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ａｌ、ＴａまたはＴｉを主成分とする第２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、パターン化されたレジストをマスクとして、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、前記磁気記録層をパターニングし、前記第１のハードマスクを除去することを含む磁気記録媒体の製造方法において、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する工程と、前記第１のハードマスクを除去する工程との間に、前記第１のハードマスクの凸部に残存している前記第２のハードマスクを除去し、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによってマスク表面のミキシング層をエッチングにより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、２層のハードマスクを形成する工程を含むパターンド磁気記録媒体の製造方法において、２層のハードマスク間に形成される汚染層の除去工程を行うことで、媒体の表面荒れが抑制されるため、良好なヘッドの浮上性を確保することができる。

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の別の例を示す断面図。本発明に係る磁気記録媒体の製造方法の別の例を示す断面図。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。

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５１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５２（ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２）を成膜する。磁気記録層５２上に厚さ２５ｎｍのカーボンからなる第１のハードマスク５３と、厚さ３ｎｍのＳｉからなる第２のハードマスク５４を成膜する。第２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５５に転写する。その後、スタンパ６０を取り外す。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２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２のハードマスク５４にパターンを転写し、凹部で第１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。なお、図３（ｃ）および図３（ｄ）の工程は、一括して行うことができる。

図３（ｅ）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、カーボンから成る第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、凹部で磁気記録層５２の表面を露出させる。この工程は、例えばＲＩＥ装置により、Ｏ_２ガスを使用し、ガス圧を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秒間として行われる。このとき、残存しているレジスト５５も剥離される。

図３（ｆ）に示すように、残存している第２のハードマスク（Ｓｉ）５４を除去する。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を使用し、チャンバー圧を１．５Ｐａ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２００Ｗおよび０Ｗとし、エッチング時間を６０秒として行い、残存している第２のハードマスク５４を全て除去する。

図３（ｇ）に示すように、第１のハードマスク５３の表面に生じた汚染層５９を剥離する。この工程は、たとえば、ＲＩＥ装置により、ガス流量比１：１５のＣＦ_４とＯ_２の混合ガスを用い、ガス圧を１．５Ｐａ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４００Ｗおよび０Ｗとし、エッチング時間を１５秒間として行われる。

図３（ｈ）に示すように、磁気記録層のパターニングを行う。図３の例では、パターン凹部で磁気記録層５２の磁性を失活させて非磁性層５６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２００秒にて行われる。

図３（ｉ）に示すように、残存している第１のハードマスク（カーボン）５３を除去する。この工程は、たとえば、ＲＩＥ装置により、Ｏ_２ガスを使用し、ガス圧を１．５Ｐａ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４００Ｗおよび０Ｗとし、エッチング時間を３０秒間として行われる。

図３（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本発明によるパターンド媒体が得られる。

なお、本発明による製造方法は、図３に示される方法に限らず、図３（ｆ）から（ｈ）に示される工程の順番を変更した方法とすることもできる。例えば、以下に詳述するような図４または図５の方法とすることができる。図３から図５に示される方法を含むいずれの製造方法においても、表面荒れが抑制された磁気記録媒体を製造することができる。

具体的には、図３に示される方法では、第１のハードマスク５３の凸部に残存している第２のハードマスク５４を除去し（図３ｆ）、次に、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによってマスク表面の汚染層５９を除去し（図３ｇ）、その後、磁気記録層５２のパターニングを行う（図３ｈ）。一方、図４では、第１のハードマスク５３の凸部に残存している第２のハードマスク５４を除去し（図４ｆ）、次に、磁気記録層５２のパターニングを行い（図４ｇ）、その後、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによってマスク表面の汚染層５９を除去する（図４ｈ）。また、図５では、最初に、磁気記録層５２のパターニングを行い（図５ｆ）、次に、第１のハードマスク５３の凸部に残存している第２のハードマスク５４を除去し（図５ｇ）、その後、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによってマスク表面の汚染層５９を除去する（図５ｈ）。

なお、以上の工程において、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。

以下、本発明の特徴をより詳細に説明する。

＜第１のハードマスク＞
本発明の方法における第１のハードマスクは、カーボンを主成分とする。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。第１のハードマスクは、スパッタまたはＣＶＤで堆積することができる。第１の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。また、必要に応じて、第１のハードマスクと磁気記録層との間に酸化防止層を成膜することができる。

＜第２のハードマスク＞
本発明の方法における第２のハードマスク５４は、Ｏ_２またはＯ_３ガスに耐性を有する、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰｔもしくはＲｕ、または、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉｘＮｙ（ここで、ｘ：ｙ＝１：１〜３：４である）、ＳｉＯＮ、Ａｌ、ＴａもしくはＴｉ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。第２のハードマスク５４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、第２のハードマスク５４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。

＜汚染層の除去＞
ここで、図３（ｇ）の工程をより詳細に説明する。本発明の方法では、第２のハードマスク５４と第１のハードマスク５３との間に生じる汚染層５９をフッ素系ガスと酸素系ガスとの混合ガスによって除去する。汚染層５９の由来は、スパッタプロセスによるミキシングである。第１のハードマスク５３はＣを主成分としており、その上に直接第２のハードマスク５４を成膜した場合、界面にミキシング層が生じる。

これに対し、従来の方法では、このようなミキシングに起因する汚染層の存在自体が認識されていなかったため、汚染層５９の独立した除去の工程は行われず、第２のハードマスク５４の除去、第１のハードマスク５３の除去または磁性体加工や失活の際に同時に、汚染層５９の一部が除去されていた。このような方法では、ハードマスクの除去後にも汚染層５９のみが除去されず、記録層表面に突起として残る。そのため、得られる磁気記録媒体の表面の平滑性は損なわれ、ヘッドの浮上における安定性が損なわれる。

本発明の方法では、汚染層５９の除去を第２のハードマスク５４の除去とは独立に行うことを特徴とする。さらに、汚染層５９の除去の際に、フッ素系ガスと酸素系ガス（例えば、ＣＦ_４とＯ_２が使用できる）の混合ガスを用いることを特徴とする。汚染層５９は、Ｃを主成分とする第１のハードマスク５３と第２のハードマスク５４とのミキシングによって生じる層であるため、物理的なエッチングに対する耐性が強く、化学的エッチングによって除去することが望ましい。しかし、化学的エッチングのためにＣＦ_４ガスを単独で使用すると、再付着物が生じて除去不可能となる。そのため、Ｏ_２ガスを混合し、再付着物の発生を防ぐ。さらに、汚染層５９を独立に除去する理由は、第２のハードマスク５４を除去する際にＣＦ_４とＯ_２の混合ガスを用いてしまうと、マスク形状の悪化をまねくためである。第２のハードマスク５４はＣＦ_４とＯ_２との混合ガスでも除去可能であるが、混合ガスで除去を行った場合、含まれているＯ_２ガスによって、第１のハードマスク５３も同時にエッチングされてしまう。そのため、マスクの幅が細り、磁気記録媒体として十分なトラック幅を確保できない問題が生じる。本発明の方法によれば、第２のハードマスク５４を、Ｏ_２を含まないガスによって十分に除去した後、独立な工程として汚染層５９を除去するため、汚染層５９の除去に必要なエッチング時間は極めて短く、マスク形状の悪化を最低限に抑えることが可能である。この汚染層５９の除去の工程は、第１のハードマスク５３をエッチングして凹凸パターンを転写した後、且つ、第１のハードマスク５３の除去の前であれば、任意の段階で行うことができる。

汚染層５９の除去では、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３、ＨＦなどのフッ素系ガスと、Ｏ_２、Ｏ_３などの酸素系ガスとを混合したガスが使用される。このとき、たとえば誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）ＲＩＥ装置を用いることができる。フッ素系ガスと酸素系ガスとの混合比は、任意に設定できるものの、好ましくは、フッ素系ガスの分圧で表して、０．５％以上９０％以下と設定される。これは、０．５％以上に設定することで、フッ素系ガスによる効果を十分に得ることができ、また、９０％以下と設定することで、再付着物の発生をより効果的に抑制することができるためである。

＜磁気記録層のパターニング＞
本方法の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、例えば、反応性ガスによる失活によって行うことができる。磁気記録層５２の凹部の磁性失活によって、磁気記録媒体のフリンジ特性が向上する。本明細書における磁性失活工程とは、磁気記録層５２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。

本発明の方法において、磁性失活工程は、ガスまたは溶液の使用によって行うことができる。ガスとしては、Ｈ_２、Ｏ_２、Ｏ_３、Ｎ_２、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３、ＨＦ、ＣＯ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、ＫｒもしくはＸｅのガス、またはそれらの混合ガスを用いることができる。フッ素系ガスを用いる場合、フッ素と磁気記録層５２に含まれるＣｏの反応物を除去する工程を入れてもよい。この工程は、水洗、または水蒸気プラズマもしくはＨ_２プラズマなどの照射により行うのが好適である。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。これによって、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や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を生成する。また、ＨｅやＡｒ等の希ガスとＮ_２やＯ_２の反応性ガスとを組み合わせても良い。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。特に、ＨｅとＮ_２との混合ガスを使用することが好ましい。使用するガスがＮ_２やＯ_２ガスの場合、第１のハードマスクが同時にエッチングされるので、第１のハードマスクを厚めに成膜することが好ましい。磁性失活工程を溶液の使用により行う場合、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する。

さらに、磁性を失活させる工程の前に、第１のハードマスク５３をマスクとして磁気記録層５２の一部をエッチングする工程を設けることもできる。この工程は、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、ＫｒもしくはＸｅの希ガス、または、Ｏ_２、Ｎ_２、Ｃｌ_２、ＣＦ_４、ＮＨ_３もしくはＣＯを用いたエッチングにより行うことができる。例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等のイオンビームを用いたエッチング（特にＡｒガスを用いることが好適である）、Ａｒガス（またはＯ_２ガスもしくはＮ_２ガス）を用いたＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）によるイオンビーム照射によって行うことが好適である。Ｃｌガス、ＣＯとＮＨ_３との混合ガス、またはメタノールを用いたＲＩＥを使用することもできる。加工の深さは、磁気記録層の厚さに対して浅くして一部の磁気記録層を残す。例えば、１５ｎｍ以下の深さにエッチングし、凸部（記録部）との段差をつけることができる。ここにいう「記録部」とは、磁性失活工程において、第１のハードマスクによって覆われていたため、磁性を失わなかった部分のことである。このような磁気記録層５２のエッチング工程を設けることで、後の磁性失活工程の処理時間を短縮することができる。

また、本方法の製造方法に含まれる磁気記録層のパターニングは、上記のような磁性失活を行わず、磁気記録層の特定領域を完全に除去することのみで行うことができる。例えば、第１のハードマスク５３をマスクとして、そのマスクから露出した磁気記録層５２の領域について、下地層が露出するまでエッチングし、磁気記録層５２を分断させることができる。この工程は、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、ＫｒもしくはＸｅの希ガス、または、Ｏ_２、Ｎ_２、Ｃｌ_２、ＣＦ_４、ＮＨ_３もしくはＣＯを用いたエッチングにより行うことができる。例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等のイオンビームを用いたエッチング（特にＡｒガスを用いることが好適である）、Ａｒガス（またはＯ_２ガスもしくはＮ_２ガス）を用いたＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）によるイオンビーム照射によって行うことが好適である。Ｃｌガス、ＣＯとＮＨ_３との混合ガス、またはメタノールを用いたＲＩＥを使用することもできる。

＜磁気記録層の還元工程＞
本発明の製造方法では、第１のハードマスク５３を除去した後、保護膜５７を形成する前に、任意に還元工程を行うことができる。還元工程を行うことで、第１のハードマスク５３の除去の際に用いる酸素によって生じた、磁気記録層５２の酸化ダメージが解消され、最終的に得られる磁気記録媒体の磁気特性が向上する。還元工程は、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行うことができ、または、ＲＩＥ装置によって行うことができる。還元ガスとしては、Ｈ_２、ＮＨ_３またはＣＯを単独で使用することができ、あるいは、これらのガスに、表面洗浄のための微量なＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｘｅ等の希ガスを混合したものを使用することができる。

次に、上述した材料以外の、本発明の実施形態において用いられる好適な材料について説明する。

＜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、ＳｉＯ₂、ＺｒＯ₂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、ｓｐ²結合炭素（グラファイト）とｓｐ³結合炭素（ダイヤモンド）に分類できる。耐久性、耐食性はｓｐ³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、ｓｐ²結合炭素とｓｐ³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。ｓｐ³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ｓｐ³結合炭素に富んだＤＬＣを形成することができる。

次に、上述した工程以外の、本発明の実施形態における各工程の好適な製造条件について説明する。

＜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。

インプリントは、例えば、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４０〜５０ｎｍであるため、その残渣は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（例えば、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２のハードマスクのパターニング＞
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、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ＲＩＥを用いてもよいし、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、第２の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の使用が好適である。第２のハードマスクの材料がＡｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔであれば、Ａｒ等の希ガスによるイオンビームエッチングを用いてもかまわない。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１のハードマスクはカーボンを主成分とするため、Ｏ_２やＯ_３ガスに対する耐性が低く、エッチングレートが速い。そのため、第２のハードマスクをＯ_２やＯ_３ガスに耐性のあるものとすることによって、矩形性のよいマスクを形成することができる。第１のハードマスクのパターニングには、Ｏ_２やＯ_３を含むガスを用いたＲＩＥが好適である。レジストが、Ｏ_２ガスまたはＯ_３ガスに対する耐性が弱いものである場合、第１のハードマスクのパターニングと同時に、第２のハードマスクの凸部に残ったレジストを剥離してもよい。第１のハードマスクのパターニングは凹部の磁気記録層の表面が露出するまで行う。

＜第２のハードマスクの除去＞
第１のハードマスク５３のパターニング後（図３ｆまたは図４ｆ）、または、磁気記録層５２のパターニング後（図５ｇ）、第２のハードマスク５４の除去を行う。これは、汚染層５９が露出するまで行われる。第２のハードマスク５４の除去を行わないと、その後に磁性失活工程を行う場合に、第２のハードマスク５４と失活ガスとが反応を起こし、除去困難な再付着物が生じる。加工プロセスの最後（ＤＬＣ成膜直前）に再付着物を剥離することもできるが、剥離に時間がかかるため記録層にダメージが生じ、磁気記録媒体としての使用が困難になる。

本発明の方法における第２のハードマスク５４を除去するには、第２のハードマスク５４のパターニングと同様のＲＩＥ装置を用いてもよく、あるいは、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅ等のイオンビームエッチングを用いてもよい。例えば、第２のハードマスク５４の材料が、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉｘＮｙ（ここで、ｘ：ｙ＝１：１〜３：４である）、ＳｉＯＮ、Ａｌ、ＴａまたはＴｉであれば、フッ素を含むガスが好適であり、特にＣＦ_４を使用することが好ましい。また、第２のハードマスク５４の材料が、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰｔまたはＲｕであれば、Ｎｅ、Ａｒ、ＫｒもしくはＸｅを含むガスまたはＯ_２もしくはＮ_２を含むガスによるイオンビームエッチングを用いてもかまわない。特にＡｒによるイオンビームエッチングが好ましい。

＜第１のハードマスクの除去＞
第１のハードマスクは酸素アッシングやＩＣＰエッチング装置、ＲＩＥ装置等で容易に剥離することができる。マスク厚さに対して剥離時間を長くすることは、磁気記録層に酸化によるダメージをもたらし、Ｓ／Ｎを悪化させるため、好ましくない。これを防止する目的で、第１のハードマスクと磁気記録層との間に酸化防止層を設けても良い。

＜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。

＜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、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。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６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６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に示される方法に従って、ＤＴＲ媒体を作製した。

図３（ａ）に示されるように、ガラス基板５１上に、磁気記録層として、軟磁性層（ＣｏＺｒＮｂ）４０ｎｍ、配向制御用下地層（Ｒｕ）２０ｎｍ、強磁性記録層（ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ２）２０ｎｍ、第１のハードマスク５３としてカーボンハードマスク（Ｃ）２５ｎｍ、第２のハードマスク５４としてＳｉを３ｎｍ、順次成膜し、その上にスピンコート法によってレジスト５５として感光性樹脂を厚さ５０ｎｍになるように塗布した。

次に、図３（ｂ）に示されるように、図１に示すサーボパターンおよび記録トラックパターンが形成されたインプリント用スタンパ６０を用いてインプリントした。

次に、図３（ｃ）に示されるように、ＣＦ_４ガスを用いたＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置によって、凹部に残ったレジスト５５の残渣を除去した。チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーとプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗ、５０Ｗとし、エッチング時間６０秒にて、レジスト５５の残渣を除去し、凹部において第２のハードマスク５４の表面を露出させた。

次に、図３（ｄ）に示されるように、第２のハードマスク５４をエッチングして第１のハードマスク５３を露出させた。ＣＦ_４ガスを用いたＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を用い、チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーとプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗ、５０Ｗとし、エッチング時間１０秒で行った。

次に、図３（ｅ）に示されるように、第１のハードマスク５３をエッチングしてパターン形成した。Ｏ_２ガスを用いたＲＩＥ装置により、ガス圧０．１Ｐａ、コイルＲＦパワー１００Ｗ、プラテンＲＦパワー５０Ｗ、処理時間３０秒という条件で、カーボンからなる第１のハードマスク５３をエッチングした。この時、同時に、第２のハードマスク５４の凸部に残るレジスト５５も除去された。

次に、図３（ｆ）に示されるように、第２のハードマスク（Ｓｉ）５４を除去した。ＣＦ_４ガスを用いたＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を用い、チャンバー圧を１．５Ｐａとし、コイルＲＦパワーとプラテンＲＦパワーをそれぞれ２００Ｗ、０Ｗとし、エッチング時間６０秒で行った。これによって、残存していた第２のハードマスク５４は全て除去された。

次に、図３（ｇ）に示すように、第１のハードマスク５３の表面に残った汚染層５９を除去した。ＣＦ_４とＯ_２との混合ガス（流量比１：１５）を用いたＲＩＥ装置により、チャンバー圧を１．５Ｐａ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４００Ｗおよび０Ｗとし、エッチング時間１５秒で行った。

次に、図３（ｈ）に示されるように、磁性失活を行った。凹部における磁気記録層５２の磁性を消失させるため、失活ガスで結晶をアモルファス化した。この工程は、ＥＣＲイオンガンにて、ガス圧０．０２Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加速電圧１０００Ｖの条件で、２００秒間ガスを暴露した。用いたガスはＨｅとＮ_２の混合ガスで、流量比は１：１とした。

次に、図３（ｉ）に示されるように、第１のハードマスク５３を除去した。この工程は、Ｏ_２ガスを用いたＩＣＰエッチング装置にて、チャンバー圧１．５Ｐａ、コイルＲＦパワー４００Ｗ、プラテンＲＦパワー０Ｗ、処理時間３０秒間の条件で行った。

最後の工程として、図３（ｊ）に示されるように、保護膜５７を形成した。ＣＶＤ（化学気相堆積法）によって表面にカーボン保護膜を形成し、さらに潤滑剤を塗布して、本発明のＤＴＲ媒体を得た。

以上の工程によって得られたＤＴＲ媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ１０ｎｍをパスし、ＤＴＲ媒体として非常に良好な性能があることが示された。

[実施例２]
図４に示される製造方法に従ってＤＴＲ媒体を作製した。図４に示される方法は、図３における図３（ｇ）および図３（ｈ）の工程の順番を入れ替えたものである。従って、本実施例の図４（ｅ）までの工程は、実施例１の図３（ｅ）までの工程と同一である。以下に、図４（ｆ）以降の工程について示す。

図４（ｆ）に示されるように、第２のハードマスク（Ｓｉ）５４を除去した。ＣＦ_４ガスを用いたＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を用い、チャンバー圧を１．５Ｐａとし、コイルＲＦパワーとプラテンＲＦパワーをそれぞれ２００Ｗ、０Ｗとし、エッチング時間６０秒で行った。これによって、残存していた第２のハードマスク５４は全て除去された。

次に、図４（ｇ）に示すように、磁性失活を行った。凹部における磁気記録層５２の磁性を消失させるため、失活ガスで結晶をアモルファス化した。この工程は、ＥＣＲイオンガンにて、ガス圧０．０２Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加速電圧１０００Ｖの条件で、２５０秒間ガスを暴露した。用いたガスはＨｅとＮ_２の混合ガスで、流量比は１：１とした。

次に、図４（ｈ）に示されるように、第１のハードマスク５３の表面に残った汚染層５９を除去した。ＣＦ_４とＯ_２との混合ガス（流量比１：１５）を用いたＲＩＥ装置により、チャンバー圧を１．５Ｐａ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４００Ｗおよび０Ｗとし、エッチング時間１０秒で行った。

次に、図４（ｉ）に示されるように、第１のハードマスク５３を除去した。この工程は、Ｏ_２ガスを用いたＩＣＰエッチング装置にて、チャンバー圧１．５Ｐａ、コイルＲＦパワー４００Ｗ、プラテンＲＦパワー０Ｗ、処理時間３０秒間の条件で行った。

最後の工程として、図４（ｊ）に示されるように、保護膜５７を形成した。ＣＶＤ（化学気相堆積法）によって表面にカーボン保護膜を形成し、さらに潤滑剤を塗布して、本発明のＤＴＲ媒体を得た。

[実施例３]
図５に示される製造方法に従ってＤＴＲ媒体を作製した。図５に示される方法は、図３における図３（ｆ）から図３（ｈ）の工程の順番を入れ替えたものである。従って、本実施例の図５（ｅ）までの工程は、実施例１の図３（ｅ）までの工程と同一である。以下に、図５（ｆ）以降の工程について示す。

次に、図５（ｆ）に示すように、磁性失活を行った。凹部における磁気記録層５２の磁性を消失させるため、失活ガスで結晶をアモルファス化した。この工程は、ＥＣＲイオンガンにて、ガス圧０．０２Ｐａ、マイクロ波パワー１０００Ｗ、加速電圧１０００Ｖの条件で、２５０秒間ガスを暴露した。用いたガスはＨｅとＮ_２の混合ガスで、流量比は１：１とした。

図５（ｇ）に示されるように、第２のハードマスク（Ｓｉ）５４を除去した。ＣＦ_４ガスを用いたＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置を用い、チャンバー圧を１．５Ｐａとし、コイルＲＦパワーとプラテンＲＦパワーをそれぞれ２００Ｗ、０Ｗとし、エッチング時間３０秒で行った。これによって、残存していた第２のハードマスク５４は全て除去された。

次に、図５（ｈ）に示されるように、第１のハードマスク５３の表面に残った汚染層５９を除去した。ＣＦ_４とＯ_２との混合ガス（流量比１：１５）を用いたＲＩＥ装置により、チャンバー圧を１．５Ｐａ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４００Ｗおよび０Ｗとし、エッチング時間１５秒で行った。

次に、図５（ｉ）に示されるように、第１のハードマスク５３を除去した。この工程は、Ｏ_２ガスを用いたＩＣＰエッチング装置にて、チャンバー圧１．５Ｐａ、コイルＲＦパワー４００Ｗ、プラテンＲＦパワー０Ｗ、処理時間３０秒間の条件で行った。

最後の工程として、図５（ｊ）に示されるように、保護膜５７を形成した。ＣＶＤ（化学気相堆積法）によって表面にカーボン保護膜を形成し、さらに潤滑剤を塗布して、本発明のＤＴＲ媒体を得た。

[実施例４]
実施例１から３の製造方法のそれぞれに、磁気記録層５２の還元工程を追加することでＤＴＲ媒体を作製した。すなわち、図３（ｉ）と図３（ｊ）の間、図４（ｉ）と図４（ｊ）の間または図５（ｉ）と図５（ｊ）の間に、水素ガスを使用したＲＩＥ装置によって、コイルＲＦパワーを２００Ｗ、プラテンＲＦパワーを２０Ｗとし、処理時間２０秒間で行う還元工程を行った。

これによって得られた、３種類のＤＴＲ媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ９ｎｍをパスし、ＤＴＲ媒体として非常に良好な性能があることが示された。

[実施例５]
実施例１に記載の製造方法において、汚染層５９の除去の工程に使用するＣＦ_４とＯ_２との混合ガスの流量比を変更してＤＴＲ媒体を作製した。具体的には、ＣＦ_４の割合を、０．５％、１０％、５０％または９０％として、４種のＤＴＲ媒体を作製した。

これによって得られた、４種類のＤＴＲ媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ１０ｎｍをパスし、ＤＴＲ媒体として非常に良好な性能があることが示された。

[実施例６]
実施例１に記載の製造方法において、汚染層５９の除去の工程に使用する混合ガスのフッ素系ガス種を変更してＤＴＲ媒体を作製した。具体的には、フッ素系ガス種を、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３またはＨＦとして、８種のＤＴＲ媒体を作製した。

これによって得られた、８種類のＤＴＲ媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ１０ｎｍをパスし、ＤＴＲ媒体として非常に良好な性能があることが示された。

[実施例７]
実施例１の製造方法に基づき、第２のハードマスク５４の材料を、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰｔまたはＲｕへと変更して媒体を作製した。詳細は以下のように行った。

図３（ａ）に示されるように、ガラス基板５１上に、磁気記録層として、軟磁性層（ＣｏＺｒＮｂ）４０ｎｍ、配向制御用下地層（Ｒｕ）２０ｎｍ、強磁性記録層（ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２）２０ｎｍ、第１のハードマスク５３としてカーボンハードマスク（Ｃ）２５ｎｍ、第２のハードマスク５４として、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰｔおよびＲｕのいずれかを３ｎｍ、順次成膜し、その上にスピンコート法によってレジスト５５として感光性樹脂を厚さ５０ｎｍになるように塗布した。

次に、図３（ｂ）に示されるように、図１または図２に示すサーボパターンおよび記録トラックパターンが形成されたインプリント用スタンパ６０を用いてインプリントした。

次に、図３（ｃ）に示されるように、Ｏ_２ガスを用いたＩＣＰ（誘導結合プラズマ）エッチング装置によって、凹部に残ったレジスト５５の残渣を除去した。チャンバー圧を０．１Ｐａとし、コイルＲＦパワーとプラテンＲＦパワーをそれぞれ１００Ｗ、５０Ｗとし、エッチング時間３０秒にて、レジスト５５の残渣を除去し、凹部において第２のハードマスク５４の表面を露出させた。

次に、図３（ｄ）に示されるように、第２のハードマスク５４をエッチングして第１のハードマスク５３を露出させた。プロセスガスとしてＡｒを使用したＥＣＲイオンガンによって、チャンバー圧を０．０４Ｐａとし、マイクロ波パワー６００Ｗ、加圧電圧３００Ｖ、処理時間３０秒でエッチングした。

次に、図３（ｅ）に示されるように、パターン化された第２のハードマスク５４をマスクとして第１のハードマスク５３をエッチングしてパターン形成した。Ｏ_２ガスを用いたＲＩＥ装置により、ガス圧０．１Ｐａ、コイルＲＦパワー１００Ｗ、プラテンＲＦパワー５０Ｗ、処理時間３０秒という条件で、カーボンからなる第１のハードマスク５３をエッチングした。この時、同時に、第２のハードマスク５４の凸部に残るレジスト５５も除去された。

次に、図３（ｆ）に示されるように、第２のハードマスク５４を除去した。プロセスガスとしてＡｒを使用したＥＣＲイオンガンによって、チャンバー圧を０．０４Ｐａとし、マイクロ波パワー６００Ｗ、加圧電圧３００Ｖ、処理時間３０秒でエッチングした。これによって、残存していた第２のハードマスク５４は全て除去された。

次に、図３（ｈ）に示されるように、磁性失活を行った。凹部における磁気記録層５２の磁性を消失させるため、失活ガスで結晶をアモルファス化した。この工程は、ＣＦ_４ガスを使用したＲＩＥ装置により、ガス圧１．５Ｐａ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４００Ｗおよび０Ｗとし、処理時間３００秒間で行った。

次に、図３（ｉ）に示されるように、第１のハードマスク（カーボン）５３を除去した。この工程は、Ｏ_２ガスを用いたＩＣＰエッチング装置にて、チャンバー圧１．５Ｐａ、コイルＲＦパワー４００Ｗ、プラテンＲＦパワー０Ｗ、処理時間３０秒間の条件で行った。

最後の工程として、図３（ｊ）に示されるように、保護膜を形成した。ＣＶＤ（化学気相堆積法）によって表面にカーボン保護膜を形成し、さらに潤滑剤を塗布して、本発明の媒体を得た。

以上の工程によって得られた媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ１０ｎｍをパスし、媒体として非常に良好な性能があることが示された。

[実施例８]
実施例１の製造方法において、第２のハードマスク５４の材料を、Ｓｉ、ＳｉＯ_２、ＳｉｘＮｙ（ここで、ｘ：ｙ＝１：１〜３：４である）、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ａｌ、ＴａまたはＴｉへと変更してＤＴＲ媒体を作製した。

これによって得られたＤＴＲ媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ１０ｎｍをパスし、ＤＴＲ媒体として非常に良好な性能があることが示された。

[実施例９]
実施例１の製造方法において、磁気記録層５２の失活に使用するガスを、Ｈ_２、Ｏ_２、Ｎ_２、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３、ＨＦ、ＣＯ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、ＫｒまたはＸｅへと変更してＤＴＲ媒体を作製した。

[実施例１０]
実施例９の製造方法において、磁性失活の前に、イオンビームの照射によって磁気記録層５２の一部をエッチングする工程を加えて、ＤＴＲ媒体を作製した。具体的には、図３（ｇ）による汚染層５９の除去の後に、以下に説明するエッチングの工程を行い、その終了後に図３（ｈ）による失活の工程を行った。

磁気記録層５２の一部をエッチングする工程は、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの希ガス、またはＨ_２、Ｏ_２、Ｎ_２、ＣＯ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２のガスによるイオンビームを用いた。ＥＣＲイオンガンによって、チャンバー圧を０．０４Ｐａとし、マイクロ波パワー６００Ｗ、加圧電圧３００Ｖ、処理時間１０〜６０秒でエッチングし、磁気記録層の凹凸を２ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍまたは１５ｎｍとした。

[実施例１１]
実施例１の製造方法において、磁気記録層５２のパターニングとして、失活工程（図３ｈ）を行う代わりに、ガラス基板５１上の下地層が露出するまでエッチングし、磁気記録層５２を分断させることで、ＤＴＲ媒体を作製した。具体的には、図３（ｈ）の工程の代わりに、以下の工程を行った。

Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの希ガス、またはＨ_２、Ｏ_２、Ｎ_２、ＣＯ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２のガスによるイオンビームを用いた。ＥＣＲイオンガンによって、チャンバー圧を０．０４Ｐａとし、マイクロ波パワー６００Ｗ、加圧電圧３００Ｖ、処理時間８０秒でエッチングし、磁気記録層５２のうち、第１のハードマスク５３によって覆われていない領域を完全に除去した。その後、ＳｉＯ_２のバイアススパッタ法による埋め込みを行い、媒体のＲａが１ｎｍ以下になるまで平坦化処理を行った。

[実施例１２]
実施例１の製造方法において、スタンパ６０として図２に示されるドットパターンが形成されたものを使用した点、および、磁気記録層５２として、膜厚２０ｎｍのＣｏＰｔ合金を用いた点を変更して、パターンド媒体を作製した。

これによって得られたパターンド媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ１０ｎｍをパスし、パターンド媒体として非常に良好な性能があることが示された。

[比較例１]
実施例１の製造方法において、図３（ｇ）に対応する工程を除いた製造方法にてＤＴＲ媒体を作製した。すなわち、第２のハードマスク５４を除去した後（図３ｆ）、ＣＦ_４とＯ_２との混合ガスで汚染層５９を除去する工程を行わず、そのまま磁性失活の工程（図３ｈ）および第１のハードマスク５３の除去の工程（図３ｉ）を行った。

この工程によって得られたＤＴＲ媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ１０ｎｍ、１２ｎｍをパスせず、ＤＴＲ媒体としてグライド特性に難があることが示された。さらに、作製したＤＴＲ媒体の表面をＡＦＭ測定で調査したところ、媒体の凸部に高さ３ｎｍ程度の突起が観察された。これは、当該方法では除去されなかった汚染層５９が残ったものと考えられる。

［比較例２］
実施例１の製造方法において、比較例１と同様に図３（ｇ）に対応する工程を除き、さらに、図３（ｉ）に対応する第２のハードマスク５３の除去の工程において、Ｏ_２ガスによるエッチング時間を適宜延長した方法によってＤＴＲ媒体を作製した。エッチング時間を１５０秒とした場合に、汚染層の剥離が確認できた。

エッチング時間を１５０秒とした方法によって得られたＤＴＲ媒体をグライドテスターに搭載し、ＡＥ（アコースティック・エミッション）法によるグライド試験を行った。その結果、ヘッド浮上高さ１０ｎｍをパスし、ＤＴＲ媒体としてグライド特性に問題がないことがわかった。しかし、その後のスピンスタンドによる信号強度評価では、信号の強度が１／２まで落ち込んでおり、磁性体に酸化ダメージが生じていることがわかった。

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、５１…ガラス基板、５２…磁気記録層、５３…第１のハードマスク、５４…第２のハードマスク、５５…レジスト、５６…非磁性層、５７…保護膜、５９…汚染層、６０…スタンパ、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

磁気記録層上に、カーボンを主成分とする第１のハードマスク、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、ＰｔもしくはＲｕ、またはこれらの合金、あるいはＳｉ、ＳｉＯ _２、ＳｉｘＮｙ（ここで、ｘ：ｙ＝１：１〜３：４である）、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ａｌ、ＴａまたはＴｉを主成分とする第２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、
パターン化されたレジストをマスクとして、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、
前記磁気記録層をパターニングし、
前記第１のハードマスクを除去する
ことを含む磁気記録媒体の製造方法において、
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する工程と、前記第１のハードマスクを除去する工程との間に、前記第１のハードマスクの凸部に残存している前記第２のハードマスクを除去し、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによってマスク表面のミキシング層をエッチングにより除去することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
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する工程の後に、前記第１のハードマスクの凸部に残存している前記第２のハードマスクを除去し、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによってマスク表面のミキシング層をエッチングにより除去し、前記磁気記録層をパターニングし、前記第１のハードマスクを除去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。
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する工程の後に、前記第１のハードマスクの凸部に残存している前記第２のハードマスクを除去し、前記磁気記録層をパターニングし、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによってマスク表面のミキシング層をエッチングにより除去し、前記第１のハードマスクを除去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。
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する工程の後に、前記磁気記録層をパターニングし、前記第１のハードマスクの凸部に残存している前記第２のハードマスクを除去し、酸素ガスとフッ素系ガスの混合ガスによってマスク表面のミキシング層をエッチングにより除去し、前記第１のハードマスクを除去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。
前記第１のハードマスクを除去した後に、還元ガスの曝露による還元工程を行う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。
前記混合ガスにおけるフッ素系ガスの分圧が、０．５％以上９０％以下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。
前記フッ素系ガスが、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３もしくはＨＦまたはこれらの混合ガス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。
前記磁気記録層のパターニングが、反応性ガスによる失活によって行わ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。
前記失活が、Ｈ_２、Ｏ_２、Ｏ_３、Ｎ_２、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_４Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３、ＣＨＦ_３、ＨＦ、ＣＯ、ＮＨ_３、Ｃｌ_２、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、ＫｒもしくはＸｅのガス、またはそれらの混合ガスによるイオンビームの照射によって行われ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。
前記失活の前に、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、ＫｒもしくはＸｅの希ガス、または、Ｏ_２、Ｎ_２、Ｃｌ_２、ＣＦ_４、ＮＨ_３もしくはＣＯによって、前記磁気記録層を１５ｎｍ以下の深さにエッチングし、凸部との段差をつけることを特徴とする請求項９に記載の磁気記録媒体の製造方法。
前記磁気記録層のパターニングが、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、ＫｒもしくはＸｅの希ガスまたはＯ_２、Ｎ_２、Ｃｌ_２、ＣＦ_４、ＮＨ_３もしくはＣＯを用いたエッチングによる、前記磁気記録層の完全な分断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。