JP5781023B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents
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Description
該レジスト層をパターニングする工程、
該レジスト層を介してイオン注入を行い、磁気記録層の磁気を部分的に失活させて磁気パターンを形成する工程、
該レジスト層を介して磁気記録層表面を部分的に表面修飾する工程、
該レジストを除去する工程、
部分的に表面修飾された磁気記録層表面に自己組織化材料を適用し、のマスクパターンを形成する工程、及び
該マスクパターンに従って磁気記録層をパターニングする工程
を具備する磁気記録媒体の製造方法が提供される。
基板、及び該基板上に形成された磁気記録層を含む磁気記録媒体を用意し、磁気記録層上にレジスト層を形成する工程、
レジスト層をパターニングする工程、
レジスト層を介してイオン注入を行い、磁気記録層の磁気を部分的に失活させて磁気パターンを形成する工程、
レジスト層を介して磁気記録層表面を部分的に表面修飾する工程、
レジストを除去する工程、
自己組織化材料を部分的に表面修飾された磁気記録層表面に適用し、相分離させてドット状のマスクパターンを形成する工程、及び
マスクパターンに従って磁気記録層をパターニングする工程
を具備する。
基板、及び該基板上に形成された磁気記録層を含む磁気記録媒体を用意し、磁気記録層上にレジスト層を形成する工程、
レジスト層をパターニングする工程、
レジスト層を介してイオン注入を行い、磁気記録層の磁気を部分的に失活させて磁気パターンを形成するとともに磁気記録層表面を部分的に表面修飾する工程、
レジストを除去する工程、
部分的に表面修飾された磁気記録層表面に自己組織化材料を適用し、相分離させてドット状のマスクパターンを形成する工程、及び
マスクパターンに従って磁気記録層をパターニングする工程
を具備する。
第1の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法の一例を、図5に従って説明する。
図7に、第1の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ための図を示す。
第2の実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を、図8に従って説明する。
比較例として、非磁性領域にドットがないタイプの磁気記録媒体の製造方法を挙げる。
図5(g)の第2の保護膜の形成の前に凹凸埋め込み工程を追加すること以外は実施例1と同様にしたパターンド媒体を形成した。埋め込み工程は以下のようなプロセスで実施する。
比較例1の媒体に対して、実施例5と同様に埋め込みを行ったものを作製した。埋め込み後、サーボ領域とトラック領域の凹凸は、それぞれRaで0.5nmと0.2nmだった。連続的に凹となっている領域が広いサーボ領域に対し、トラックは凸部が密に配置されているため、埋め込み後の平坦性に差が出る結果となった。
マスク剥離層、ハードマスク層
実施形態によれば、磁気記録層の上に、必要に応じてマスク剥離層、ハードマスク層を設けることができる。剥離層はレジストやMo、W等の材料を用いるのが好ましい。剥離層がなくてもマスク剥離が可能な場合(たとえば、マスクが有機溶媒によって除去できる場合等)は剥離層を省略できる。
実施形態によれば、全面でパターン密度が均一なドットパターンを形成し、その中に磁性非磁性のサーボパターンを作りこむことができる。ドットパターンの形成には、ドットのテンプレートとなる構造が必要である。
サーボパターンは、図3のサーボ領域のみを切り出した、図6のようなパターンを電子線等によって作製する。電子線・分子線であれば、数10keVの高速に加速された電子ビームやHe等のビームを照射し、狙ったパターンをレジスト上に描画する。
イオン注入により、レジストのマスクで保護された以外の部分の磁性を失活させることができる。本特許で言う磁性の失活とは、記録領域に対する非記録領域中の失活元素の濃度を高め、その結果飽和磁化Msを減少させることである。磁性失活に好適な材料はH、He、B、C、N、F、Ne、Si、P、S、Ar、Cr、Mn、As等である。これらの材料を用いることで磁化を効率よく減少させることができる。失活元素の組成比は、多ければ多いほど失活効果は高いが、多すぎると媒体の堆積増加が生じる。磁性元素に対して1原子%以上90原子%以下であることが望ましく、5原子%以上50原子%以下であることがさらに望ましい。磁性失活領域は、非失活領域よりもMsで50原子%以下となることが望ましく、10原子%以下になることがさらに望ましい。
自己組織化材料を配列させるガイドについては、様々な方法を用いることができる。実施例1のように、インプリントで作った溝部分に選択的にPSの単分子膜を付着させるブラッシュ処理を行い、インプリントレジストと同時にリンスを行うのが簡便である。PSだけでなく、PMMA、PDMS、それらの共重合体等、種々の材料を使用することができる。自己組織化材料を配列させることを目的とするため、指標としては溶解度パラメータδが目的の材料と近いことが好ましい。他にも、ブラッシュ処理後、O2プラズマ処理でインプリントレジストを除去、その後ブラッシュ膜をリンスで剥離してもよい。ブラッシュ膜のリンスには、トルエン、キシレン、PGMEA、エタノール等を用いることができる。選択的なブラッシュ処理により、その部分でのドット配列方向をそろえることができる。ブラッシュ処理されていない領域では、ドットは左右の配列された領域に揃って並ぶため、結果的に全体の配列性は向上する。
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、第一のハードマスクをC、第二のハードマスクをSiとした場合、第二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のが好適である。
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ある。
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には、埋め込みを平坦性よく行うことができる。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(Atomic Layer Deposition)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。
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。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。
Claims (10)
- 基板、及び該基板上に形成された磁気記録層を含む磁気記録媒体を用意し、該磁気記録層上にレジスト層を形成する工程、
該レジスト層をパターニングする工程、
該レジスト層を介してイオン注入を行い、磁気記録層の磁気を部分的に失活させて磁気パターンを形成する工程、
該レジスト層を介して磁気記録層表面を部分的に表面修飾する工程、
該レジストを除去する工程、
部分的に表面修飾された磁気記録層表面に自己組織化材料を適用し、相分離させてドット状のマスクパターンを形成する工程、及び
該マスクパターンに従って磁気記録層をパターニングする工程
を具備する磁気記録媒体の製造方法。 - 前記レジスト層を形成する工程の前に、前記磁気記録層上にマスク層を形成することをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記磁気記録層表面を部分的に表面修飾する工程は、該レジスト層を介して前記磁気記録層表面上に該自己組織化材料のドット状のマスクパターンの配列を促す化学修飾層を形成することを含む請求項1または2のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁気記録層表面を部分的に表面修飾する工程は、該レジスト層を介して該マスク層表面を部分的にエッチングし、該マスク層に段差を設けることを含む請求項2に記載の方法。
- 基板、及び該基板上に形成された磁気記録層を含む磁気記録媒体を用意し、該磁気記録層上にレジスト層を形成する工程、
該レジスト層をパターニングする工程、
該レジスト層を介してイオン注入を行い、磁気記録層の磁気を部分的に失活させて磁気パターンを形成するとともに磁気記録層表面を部分的に表面修飾する工程、
該レジストを除去する工程、
部分的に表面修飾された磁気記録層表面に自己組織化材料を塗布し、相分離させてドット状のマスクパターンを形成する工程、及び
該マスクパターンに従って磁気記録層をパターニングする工程
を具備する磁気記録媒体の製造方法。 - 前記ドット状のマスクパターンを形成する工程の前に、前記磁気記録層上にマスク層を形成することをさらに含む請求項5に記載の方法。
- 前記レジスト層をパターニングする工程は、インプリントにより行われることを含む請求項1ないし6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記レジスト層はサーボ領域のパターニングに用いられる請求項1ないし7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁気記録層のパターニングはイオンミリングにより行われる請求項1ないし8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記磁気記録層をパターニングする工程の後、パターニングされた磁気記録層を埋め込み、平坦化する工程をさらに含む請求項1ないし9のいずれか1項に記載の方法。
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