WO2013024635A1 - パターンドメディア及びその製造方法 - Google Patents

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WO2013024635A1
WO2013024635A1 PCT/JP2012/066638 JP2012066638W WO2013024635A1 WO 2013024635 A1 WO2013024635 A1 WO 2013024635A1 JP 2012066638 W JP2012066638 W JP 2012066638W WO 2013024635 A1 WO2013024635 A1 WO 2013024635A1
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WO
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patterned
imprint mold
film
manufacturing
concave pattern
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PCT/JP2012/066638
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Inventor
太田　勝啓
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/855—Coating only part of a support with a magnetic layer
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/74—Record carriers characterised by the form, e.g. sheet shaped to wrap around a drum
    • G11B5/743—Patterned record carriers, wherein the magnetic recording layer is patterned into magnetic isolated data islands, e.g. discrete tracks

Definitions

  • the present invention relates to a technique of patterned media that is a magnetic recording medium having a patterned magnetic layer.
  • Conventional magnetic recording media are mainly composed of a lubricating film, a protective film, a recording layer, a nonmagnetic layer, a soft magnetic backing layer, a nonmagnetic layer, and a substrate, and all the films are continuous films.
  • SN ratio signal-to-noise ratio
  • thermal fluctuation As a method of reducing the thermal fluctuation, a method of increasing the medium coercive force can be considered, but the overwrite characteristic tends to deteriorate.
  • patterned media have been devised by artificially aligning the shape and dimensions of the magnetic material of the recording layer.
  • the single magnetic material forming the bit is completely spatially separated from other adjacent magnetic materials, so even if the magnetic particles of the single magnetic material are miniaturized, the influence of the adjacent magnetic particles is not affected. It is possible to avoid the problem of loss of recorded information due to the influence of thermal fluctuation.
  • the pattern size In order to perform high-density magnetic recording exceeding 1 Tbits / inch2, the pattern size must be about 20 nm or less, and the pattern size must be about 10 nm or less in order to cope with higher density. . It is difficult to form such a micro-sized pattern on the entire surface of the disk, and at present, the production method is limited in terms of production time and cost.
  • FIG. 5 is a diagram showing a method for manufacturing an imprint mold.
  • a resist layer 502a is formed on the imprint mold substrate 500a.
  • the pattern original plate 550 on which the concave and convex pattern of the bit is formed is pressed (imprint), and the pattern of the pattern original plate is transferred to the resist layer 502a.
  • a patterned resist layer 502b as shown in FIG. 5C is formed.
  • the imprint mold substrate 500a is etched using the patterned resist layer 502b as a mask, and finally the patterned resist layer 502b is removed to obtain an imprint mold 500b.
  • the pattern original plate used in this method is obtained by directly drawing a pattern with an electron beam drawing apparatus or the like and forming irregularities by etching.
  • FIG. 6 is a diagram showing a method for manufacturing a patterned medium using the above-described imprint mold 500b.
  • a soft magnetic layer 602 similarly to the conventional magnetic recording medium, a soft magnetic layer 602, a seed layer 604a, and a magnetic layer 606a are stacked on a support 600, and the magnetic layer 606a is further laminated.
  • a resist layer 610a is formed thereon.
  • imprinting by the imprint mold 500b is performed while heating the resist layer 610a, and the pattern of the imprint mold 500b is transferred to the resist layer 610a, and shown in FIG. 6C.
  • Such a patterned resist layer 610b is formed.
  • Patterned media as shown in FIG. 6 (d) can be obtained (see Patent Document 1).
  • a track pattern having a width of about 100 nm is formed using an electron beam drawing apparatus or the like, and self-organized material is used to form fine particles having a diameter of 20 nm in the track pattern. It has been proposed to form a patterned pattern (see Patent Document 2).
  • the pores filled with the magnetic material need to be about 20 nm in diameter or less, and about 10 nm or less are required to cope with further higher density.
  • the diameter of a single magnetic domain particle serving as one magnetic bit is about 20 nm or less, and an electron beam drawing apparatus is used as a means for forming a pattern having a diameter of 20 nm on a pattern original.
  • the size of the single magnetic domain fine particles will need to be further refined in accordance with the demand for future recording density improvement. When such miniaturization proceeds, drawing itself becomes difficult.
  • the magnetic particles in the current magnetic recording media magnetic layer achieve desired magnetic characteristics by epitaxially growing in a columnar shape using the crystal structure of the seed layer formed by orientation as a template. Therefore, when etching or alignment is performed while ignoring the crystallinity, the magnetic characteristics are deteriorated.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a method for producing a patterned medium having a magnetic layer having excellent magnetic properties by a low-cost and high-throughput process for a fine and uniform pattern.
  • a concave pattern for forming a patterned magnetic layer on a patterned medium, or an imprint mold for forming the concave pattern or a concave pattern on an original plate thereof It is manufactured by forming a large concave portion and forming a thin film on the inside to form a fine concave pattern.
  • FIGS. 1 and 2 show a method for manufacturing an imprint mold.
  • FIG. 1 shows a method for manufacturing an imprint mold master
  • FIG. 2 shows a method for manufacturing an imprint mold.
  • a circular concave pattern 21a having a pattern diameter of 100 nm is formed on a flat imprint mold original substrate 20a by irradiation with an ion beam.
  • the pattern may be not only a circle but also a rectangle, and the shape is not particularly limited.
  • the pattern diameter is 100 nm as an example, but the size is not limited.
  • the method is not limited as long as it is a method capable of forming a pattern by conventional techniques such as ion beam, sputter etching, plasma etching, and reactive ion etching.
  • a first thin film layer 22a having a uniform film thickness is formed on the surface on which the concave pattern 21a is formed.
  • the thin film 22a is formed on the bottom and side walls of the concave pattern 21a.
  • the thin film layer can be formed using any material that can be formed on the substrate, for example, Si.
  • the thickness of the thin film is arbitrary. For example, a 20 nm diameter pattern can be formed by forming a 40 nm thin film.
  • the thickness of the thin film is preferably larger than the diameter of the pattern after formation in order to produce a pattern having a minute diameter.
  • the thin film layer can be formed by using any method known in the art such as sputtering (including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, etc.), vacuum deposition, and the like.
  • a filling film 22b is formed on the first thin film layer 22a so as to fill the concave pattern 21b, and the inside of the pattern is filled.
  • the filling film 22b is an oxide film, a metal film, or a metal oxide.
  • the surface is flattened and polished to flatten as shown in FIG.
  • the first thin film layer 22a and the filling film 22b outside the concave pattern are all removed and remain only in the concave pattern.
  • the filling film 22b serves to prevent the first thin film layer 22a in the concave pattern from peeling off during planarization and to prevent wrinkles during the planarization from accumulating in the concave pattern.
  • the filling film 22b is removed with a chemical while leaving the first thin film layer 22a in the concave pattern to obtain an imprint mold original substrate 20b having the concave pattern 21b. it can.
  • the filling film 22b is an oxide film, it is removed with an oxide film etching solution such as hydrofluoric acid.
  • the filling film 22b is made of metal.
  • Al, Cu, and W are removed with an acid such as hydrochloric acid, nitric acid, or sulfuric acid. If Au, remove with aqua regia.
  • the removal liquid does not remove the thin natural oxide film (for example, a silicon oxide film) formed on the thin film layer 22a, so that fine processing is facilitated.
  • a fine concave pattern 21b can be manufactured using an apparatus for manufacturing a relatively large concave pattern 21a such as an ion beam.
  • the diameter of the concave pattern 21b is reflected in the size of the magnetic region of the patterned medium described later.
  • a laminate in which a second resist layer 42a having a uniform film thickness is provided on an imprint mold substrate 40 is prepared.
  • the imprint mold substrate 40 can be formed using an arbitrary material having sufficient rigidity for imprinting a third resist used when forming patterned media, which will be described later, such as Si or quartz.
  • the second resist layer 42a has sufficient viscosity and fluidity to perform patterning by imprinting the imprint mold original plate 20b of the present embodiment at room temperature or under heating conditions, and etches the imprint mold substrate 40. Any material that can withstand the conditions can be used, and preferably it can be formed using a thermoplastic resin.
  • the second resist layer 42a can be formed by any means known in the art such as spin coating or dip coating.
  • the film thickness of the second resist layer 42a can be arbitrarily selected on the condition that it can withstand the step of etching the imprint mold substrate 40 to a predetermined depth.
  • the second resist layer 42a is patterned by imprinting the imprint mold original plate 20b manufactured in this embodiment. This step can be carried out at room temperature or under heating conditions, preferably at a temperature in the range of 20 ° C to 200 ° C.
  • the second resist layer 42a is removed from the convex portion of the imprint mold original plate 20b, and a second resist layer patterned on the portion corresponding to the concave pattern of the imprint mold original plate 20b as shown in FIG. Layer 42b is formed.
  • the imprint mold substrate 40 is etched using the patterned second resist layer 42b as a mask.
  • This step can be performed using any means known in the art such as wet etching, sputter etching, plasma etching, reactive ion etching, and the like.
  • the depth of etching is determined depending on the film thickness of the patterned third resist layer 60b desired in the patterned media manufacturing process described later.
  • the patterned second resist layer 42b is removed by cleaning with a solvent, plasma ashing, or the like, and a portion where a patterned magnetic bit is formed as shown in FIG.
  • the print mold 300 can be obtained.
  • the convex part reflects the diameter of the concave pattern of the imprint mold original plate 20b.
  • a patterned media is manufactured using the imprint mold 300 manufactured in the present embodiment. Specifically, a resist film is formed on the media substrate. Then, the resist film is patterned by imprinting the imprint mold 300 of this embodiment on the resist film. Since the imprint mold has a small convex part and a large concave part, the pattern has a small concave part and a large convex part. Using this resist film, the media substrate is etched. The completed media substrate has a small recess. Then, by embedding a magnetic material in the concave portion, a patterned medium having a miniaturized pattern is completed.
  • imprint mold is produced in the same manner as the imprint mold original plate of the example.
  • the imprint mold original plate of Example 1 and the imprint mold of this example are the same, but the names differ depending on whether they are used for imprint mold production or direct patterned media production. Yes.
  • a seed layer 56a is formed on the entire surface of a media substrate 50, and a third resist layer 60a having a uniform thickness is formed thereon.
  • the media substrate 50 may be the nonmagnetic substrate 52 alone, or may be a laminated substrate in which a nonmagnetic underlayer, a soft magnetic layer, or the like is provided on the nonmagnetic substrate 52 as necessary.
  • FIG. 3 shows an example in which the media substrate 50 is a laminate of a nonmagnetic substrate 52 and a soft magnetic layer 54.
  • nonmagnetic substrate 52 various substrates having a smooth surface known in the art can be used.
  • an Al alloy plated with NiP, tempered glass, crystallized glass or the like used for a magnetic recording medium can be used as the nonmagnetic substrate 52.
  • the soft magnetic layer 54 a crystalline material such as FeTaC or Sendust (FeSiAl) alloy; a microcrystalline material such as FeTaC, CoFeNi, or CoNiP; or an amorphous material containing a Co alloy such as CoZrNb or CoTaZr may be used. It can.
  • the optimum value of the thickness of the soft magnetic layer 54 varies depending on the structure and characteristics of the magnetic head used for recording. However, it is preferably about 10 nm to 500 nm in view of productivity.
  • a nonmagnetic underlayer (not shown) that may optionally be provided between or on the nonmagnetic substrate 52 and the soft magnetic layer 54 is a non-magnetic underlayer containing Cr, such as Ti or TiCr alloy. It can be formed using a magnetic material.
  • the seed layer 56a is made of a permalloy material such as NiFeAl, NiFeSi, NiFeNb, NiFeB, NiFeNbB, NiFeMo, NiFeCr, or the like; a material obtained by further adding Co to a permalloy material such as CoNiFe, CoNiFeSi, CoNiFeB, or CoNiFeNb; Co; Or it can form using Co base alloys, such as CoB, CoSi, CoNi, and CoFe.
  • the seed layer 56a desirably has a film thickness sufficient to control the crystal structure of the magnetic layer 58, and normally has a film thickness of 3 nm to 50 nm.
  • the seed layer 56a, the nonmagnetic underlayer and the soft magnetic layer 54 formed on the nonmagnetic substrate 52 are formed by sputtering (including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, etc.), vacuum deposition, etc. It can be performed using any method known in the art.
  • the third resist layer 60a has sufficient viscosity and fluidity to be patterned by imprinting the imprint mold of this embodiment at room temperature or under heating conditions, and can withstand the etching conditions of the seed layer 56a. Any material that can be used can be used, and preferably, a thermoplastic resin is used in thermal imprinting under heating conditions, and a photocurable resin is used in the case of using UV imprinting at room temperature. Can do.
  • the third resist layer 60a can be formed by any means known in the art such as spin coating or dip coating. The film thickness of the third resist layer 60a can be arbitrarily selected on the condition that it can withstand the etching process of the seed layer 56a.
  • the third resist layer 60a is patterned by imprinting the imprint mold 300 manufactured in this embodiment. This step can be carried out at room temperature or under heating conditions, preferably at a temperature in the range of 20 ° C to 200 ° C. At the time of imprinting, the third resist layer 60b remains in the concave portion of the imprint mold 300, and the third resist layer is excluded from the convex portion, and as shown in FIG. 3C, a patterned third resist layer 60b is formed. Is done.
  • the seed layer 56a is etched using the patterned third resist layer 60b as a mask.
  • This step can be performed using any means known in the art such as wet etching, sputter etching, plasma etching, reactive ion etching, and the like.
  • the patterned third resist layer 60b is removed by cleaning with a solvent, plasma ashing, or the like, and the seed layer material is applied only to the portion where the patterned magnetic bit is formed as shown in FIG. The remaining patterned seed layer 56b can be obtained.
  • a magnetic layer 58 is selectively formed on the patterned seed layer 56b to obtain a patterned medium.
  • the formation of the magnetic layer 58 can be performed using any method known in the art, such as sputtering (including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, etc.), vacuum deposition, and the like.
  • sputtering including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, etc.
  • vacuum deposition and the like.
  • a protective layer and / or a liquid lubricant layer may be provided on the magnetic layer 58.
  • the protective layer is a layer for protecting the constituent layers below the magnetic layer 58 below, and for example, a thin film mainly composed of carbon can be used.
  • the protective layer may be formed using various thin film materials known in the art as materials for a magnetic recording medium protective film.
  • the protective layer can be generally formed using a sputtering method (including a DC magnetron sputtering method, an RF magnetron sputtering method, etc.), a vacuum deposition method, a CVD method, or the like.
  • the liquid lubricant layer is a layer for providing lubrication when the recording / reading head is in contact with the magnetic recording medium.
  • a perfluoropolyether liquid lubricant can be formed using a variety of known liquid lubricant materials.
  • the liquid lubricant layer can be formed using any coating method known in the art such as a dip coating method or a spin coating method.
  • the imprint mold of this example has a minute concave pattern. Therefore, the size of the concave pattern is reflected in the third resist layer 60b formed on the patterned medium side and the magnetic layer 58 formed thereon, and a minute magnetic layer pattern can be formed.
  • a circular concave pattern having a pattern diameter of 100 nm is formed on a media substrate 50 having a flat surface by irradiation with an ion beam.
  • the pattern may be not only a circle but also a rectangle, and the shape is not particularly limited.
  • the pattern diameter is 100 nm as an example, but the size is not limited.
  • the method is not limited as long as it is a method capable of forming a pattern by conventional techniques such as ion beam, sputter etching, plasma etching, and reactive ion etching.
  • a first thin film layer 22a having a uniform film thickness is prepared. It can be formed using any material that can be formed on the substrate, for example, Si.
  • the thickness of the thin film is arbitrary. For example, a 20 nm diameter pattern can be formed by forming a 40 nm thin film. The thickness of the thin film is preferably larger than the diameter of the pattern after formation in order to produce a pattern having a minute diameter.
  • the thin film layer can be formed by using any method known in the art such as sputtering (including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, etc.), vacuum deposition, and the like.
  • a seed layer 56a is formed on the entire surface.
  • the media substrate 50 may be a nonmagnetic substrate alone or may be a laminated substrate in which a nonmagnetic underlayer, a soft magnetic layer, etc. are provided on the nonmagnetic substrate as necessary.
  • a nonmagnetic substrate various substrates known in the art and having a smooth surface can be used.
  • an Al alloy plated with NiP, tempered glass, crystallized glass or the like used for a magnetic recording medium can be used as the nonmagnetic substrate.
  • a crystalline material such as FeTaC or Sendust (FeSiAl) alloy; a microcrystalline material such as FeTaC, CoFeNi, or CoNiP; or an amorphous material including a Co alloy such as CoZrNb or CoTaZr can be used.
  • the optimum value of the thickness of the soft magnetic layer 54 varies depending on the structure and characteristics of the magnetic head used for recording. However, it is preferably about 10 nm to 500 nm in view of productivity.
  • the optional nonmagnetic underlayer can be formed using a nonmagnetic material containing Cr, such as Ti or TiCr alloy.
  • the seed layer 56a is made of a permalloy material such as NiFeAl, NiFeSi, NiFeNb, NiFeB, NiFeNbB, NiFeMo, NiFeCr, or the like; a material obtained by further adding Co to a permalloy material such as CoNiFe, CoNiFeSi, CoNiFeB, or CoNiFeNb; Co; Or it can form using Co base alloys, such as CoB, CoSi, CoNi, and CoFe.
  • the seed layer 56a desirably has a film thickness sufficient to control the crystal structure of the magnetic layer 58, and normally has a film thickness of 3 nm to 50 nm.
  • the seed layer 56a, the nonmagnetic underlayer and the soft magnetic layer 54 formed on the nonmagnetic substrate 52 are formed by sputtering (including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, etc.), vacuum deposition, etc. It can be performed using any method known in the art.
  • a magnetic layer 58 is selectively formed in a concave pattern on the patterned seed layer 56a to obtain a patterned medium.
  • the formation of the magnetic layer 58 can be performed using any method known in the art, such as sputtering (including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, etc.), vacuum deposition, and the like.
  • sputtering including DC magnetron sputtering, RF magnetron sputtering, etc.
  • vacuum deposition and the like.
  • a protective layer and / or a liquid lubricant layer may be provided on the magnetic layer 58.
  • the protective layer is a layer for protecting the constituent layers below the magnetic layer 58 below, and for example, a thin film mainly composed of carbon can be used.
  • the protective layer may be formed using various thin film materials known in the art as materials for a magnetic recording medium protective film.
  • the protective layer can be generally formed using a sputtering method (including a DC magnetron sputtering method, an RF magnetron sputtering method, etc.), a vacuum deposition method, a CVD method, or the like.
  • the liquid lubricant layer is a layer for providing lubrication when the recording / reading head is in contact with the magnetic recording medium.
  • a perfluoropolyether liquid lubricant can be formed using a variety of known liquid lubricant materials.
  • the liquid lubricant layer can be formed using any coating method known in the art such as a dip coating method or a spin coating method.
  • a pattern having a diameter of 20 nm or less can be formed by forming a pattern with a width of about 100 nm and forming a thin film thereon.
  • a plurality of imprint mold masters can be created by imprinting the track pattern master, and a plurality of imprint molds can be created by imprinting one imprint mold master. . From these points, it is possible to reduce the cost of direct drawing (using an electron beam drawing apparatus) per patterned medium, and to improve the throughput by parallelizing the manufacturing process.
  • a pattern with a desired definition is formed by etching the substrate, not by magnetic etching, and the magnetic layer material adversely affects the magnetic properties by etching. You won't be damaged like that. Therefore, it is possible to provide a magnetic layer having a desired fineness pattern and excellent magnetic properties, and a patterned medium capable of handling high-density recording can be obtained.
  • a cleaning evaluation structure 700 shown in FIG. 7 will be described.
  • a groove 53 is formed on the substrate 2, and the transparent film 15 is provided on the substrate 2 including the groove 53.
  • a method for manufacturing the cleaning evaluation structure 700 will be described.
  • the surface of the silicon substrate 2 was etched to a depth of 0.05 to 3 ⁇ m by dry etching or electron beam to form a groove 51.
  • silicon 2a is formed. This is shown in FIG. The dimensions shown here are merely examples, and the depth of the groove 51 formed in the silicon 2a is one side of the width of the opening (inlet for cleaning liquid or the like) of the cavity 53 in the manufactured structure 700.
  • the oxide film 3 is filled. This is shown in FIG. Next, the surface of the oxide film 3 was planarized by scraping it by CMP (Chemical Mechanical Polishing) to expose the silicon substrate 2 outside the trench. This is shown in FIG. As a result, all the oxide film 3 was removed leaving the inside of the trench 51.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • a nitride film such as Si3N4 or TiN or SiN, or a transparent film 15 such as amorphous Si is formed so as to cover the silicon substrate 2 and the oxide film 3 inside the groove 51.
  • the film was formed so as to have a film thickness of 0.05 to 0.5 ⁇ m, and an incision was made so that one of both ends of the groove 51 filled with the oxide film 3 was opened.
  • the oxide film 3 of the structure 700 is removed with an etching solution such as hydrofluoric acid or ammonium fluoride to thereby provide an evaluation cavity not filled with the oxide film 3.
  • a structure 700 including the portion 53 could be obtained.
  • the cavity is surrounded by the substrate and the transparent film. It is desirable that a part of the side peripheral wall forming the hollow portion is formed of a transparent film over the entire depth direction of the hollow portion. In this way, the inside of the cavity can be easily observed throughout.
  • the hollow portion may be left as it is, or may be filled in advance with a material to be removed as a result of surface treatment such as etching.
  • a material to be removed as a result of the surface treatment include oxides and metals.
  • the cavity remains hollow, observe the inside of the cavity through a transparent film from the outside, such as the adherence of foreign matter / contaminants, penetration of cleaning liquid, etc., removal of cleaning liquid / rinsing liquid by drying, etc.
  • the state can be grasped easily and accurately.
  • the cavity is filled in advance with a material to be removed (such as an oxide), the amount of the removal object remaining in the cavity is observed from the outside through a transparent film, and the removal process is performed. The degree of progress can be easily and accurately grasped.
  • a material to be removed such as an oxide
  • the transparent film is capable of observing a cavity (including a case where it is filled) under the film by an optical microscope or an electron microscope (that is, light transmissive or electron transmissive, preferably
  • the transmittance is not particularly limited as long as the transmittance is 5% or more, but it is desirable to include a transparent nitride such as Si3N4, TiN, SiN, or amorphous Si because of ease of formation.
  • a cleaning evaluation structure 700 shown in FIG. 7 will be described.
  • a groove 53 is formed on the substrate 2, and the transparent film 15 is provided on the substrate 2 including the groove 53.
  • a method for manufacturing the cleaning evaluation structure 700 will be described.
  • the surface of the silicon substrate 2 was etched to a depth of 0.05 to 3 ⁇ m by dry etching or electron beam to form a groove 51.
  • silicon 2a is formed inside and outside the groove on the substrate. This is shown in FIG. Note that the dimensions shown here are merely examples, and the depth of the groove 51 formed in the silicon substrate 2 is equal to one side of the width of the opening (inlet for cleaning liquid or the like) of the cavity 53 in the manufactured structure 700. Become.
  • the adhesion layer 4 is formed on the silicon 2a inside and outside the groove.
  • the metal film 5 is filled thereon. This is shown in FIG.
  • the surface of the metal film 3 was scraped by CMP (Chemical Mechanical Polishing), and the adhesion layer 4 and the silicon 2a were also planarized by scraping the outside of the groove to expose the silicon substrate 2 outside the groove. This is shown in FIG. As a result, all the metal film 5 was removed leaving the inside of the groove 51.
  • CMP Chemical Mechanical Polishing
  • a nitride film such as Si3N4 or TiN or SiN or a transparent film 15 such as amorphous Si is formed so as to cover the silicon 2 and the metal film 5 inside the groove 51.
  • a transparent film 15 such as amorphous Si is formed so as to cover the silicon 2 and the metal film 5 inside the groove 51.
  • the metal film 5 of the structure 700 is removed with an etching solution such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, etc., so that the cavity for evaluation not filled with the metal film 5 is obtained.
  • a structure 700 comprising 53 could be obtained.

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  • Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

高密度磁気記録を行うには、磁性体を充填する細孔を微細にする必要があるが、その手段として電子ビーム描画装置など微細な加工が可能な装置を使用してパターン原版全面に描画すると、極めて長い時間が必要であり、製造コストの増大ならびにスループットの低下を招く。そこで本願発明では、加工速度が早い加工装置により、基板に比較的大きな凹パターンを形成した後、その凹パターン内に薄膜を形成することにより、微細で均一なパターンを低コストかつ高スループットのプロセスによって、形成できる。この基板内に磁性体を埋め込むことで、パターンドメディアが形成される。また、この基板をインプリントモールド原版またはインプリントモールドとして用いることにより、磁気特性に優れた磁性層を有するパターンドメディアの製造方法を提供することができる。

Description

パターンドメディア及びその製造方法
　本発明は、パターン化された磁性層を有する磁気記録媒体であるパターンドメディアの技術に関する。
　従来の磁気記録媒体は主に、潤滑膜、保護膜、記録層、非磁性層、軟磁性裏打ち層、非磁性層、基板から成っており、全ての膜は連続膜である。更なる高密度記録化のためには、信号とノイズの比(SN比)を大きく確保するために、記録層を形成する磁性粒を微細化する必要があるが、磁性粒の微細化は磁化の熱揺らぎの点から好ましくない。熱揺らぎを低減させる方法として、媒体保磁力を大きくする方法が考えられるが、オーバーライト特性が劣化する傾向にある。そこで、近年、記録層の磁性体の形状および寸法を人工的にそろえて、パターン化したパターンドメディアが考案されている。すなわち、ビットを形成する単一磁性体が隣接する他の磁性体と空間的に完全に離隔されているため、単一磁性体の磁性粒を微細化したとしても、隣接する磁性粒の影響をほとんど受けず、熱揺らぎの影響による記録情報の喪失の問題点を回避することが可能となる。
　これにより磁性粒をあまり微細化することなく高いSN比を確保でき、高密度化が図れることが知られている。
　1Tbits/inch2超の高密度磁気記録を行うには、パターンの大きさを20nm径程度以下にする必要があり、更なる高密度化に対応するにはパターンのサイズは10nm程度以下が必要となる。このような微小なサイズのパターンをディスク全面に形成することは難しく、現在では作製時間やコストの面から作製方法は限られる。
　従来のパターンドメディアの製造方法の一例として、インプリントモールドによるインプリントを利用した方法を、図５および図６を参照して説明する。図５はインプリントモールドの製造方法を示す図である。最初に、図５（ａ）に示すように、インプリントモールド基板５００ａの上にレジスト層５０２ａを形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト層５０２ａを加熱しながら、ビットの凹凸パターンを形成したパターン原版５５０を押し付け（インプリント）、パターン原版のパターンをレジスト層５０２ａに転写し、図５（ｃ）に示すようなパターン化レジスト層５０２ｂを形成する。次いで、図５（ｄ）に示すように、パターン化レジスト層５０２ｂをマスクとして、インプリントモールド基板５００ａのエッチングを行い、最後にパターン化レジスト層５０２ｂを除去して、インプリントモールド５００ｂを得る。この方法で用いられるパターン原版は、電子ビーム描画装置などによりパターンを直接描画し、エッチングにより凹凸を形成したものである。
　図６は、前述のインプリントモールド５００ｂを用いたパターンドメディアの製造方法を示す図である。最初に、図６（ａ）に示すように、従来の磁気記録メディアと同様に、支持体６００上に、軟磁性層６０２、シード層６０４ａ、および磁性層６０６ａを積層し、さらに磁性層６０６ａの上にレジスト層６１０ａを形成する。次いで、図６（ｂ）に示すように、レジスト層６１０ａを加熱しながらインプリントモールド５００ｂによるインプリントを行い、インプリントモールド５００ｂのパターンをレジスト層６１０ａに転写し、図６（ｃ）に示すようなパターン化レジスト層６１０ｂを形成する。次いで、パターン化レジスト層６１０ｂをマスクとして、磁性層６０６ａおよびシード層６０４ａをエッチングし、パターン化磁性層６０６ｂおよびパターン化シード層６０４ｂを形成し、最後にパターン化レジスト層６１０ｂを除去して、図６（ｄ）に示すようなパターンドメディアを得ることができる（特許文献１参照）。
　また、インプリントモールドを作製する際に、電子ビーム描画装置などを用いて１００ｎｍ程度の幅を有するトラックパターンを形成し、該トラックパターン内に自己組織化材料を用いて２０ｎｍ径の微粒子を自己組織化させたパターンを形成することが提案されている（特許文献２参照）。
　あるいはまた、ナノ粒子を自己組織化によって分散させたシード層を用い、その上に形成される磁気記録層中の磁性粒子の寸法および配列を制御することが提案されている（特許文献３参照）。
特開２００８－１７１４８９号公報 特開２００５－１００４９９号公報 特開２００２－１７０２２７号公報
　1Tbits/inch2超の高密度磁気記録を行うには、磁性体を充填する細孔を20nm径程度以下にする必要があり、更なる高密度化に対応するには10nm程度以下が必要となる。現状のパターンドメディアにおいて、１つの磁気ビットとなる単一磁区微粒子の径は２０ｎｍ程度またはそれ以下であり、パターン原版に２０ｎｍ径のパターンを形成する手段として電子ビーム描画装置を使用している。しかしながら、パターン原版全面に２０ｎｍ径のパターンを直接描画するためには極めて長い時間（たとえば数日間）が必要であり、製造コストの増大ならびにスループットの低下を招く。また、単一磁区微粒子の寸法は、今後の記録密度向上の要請にともなってさらなる微細化が必要となることが予想される。そのような微細化が進行した場合、描画自体が困難になる。
　また、磁性層をエッチングしてパターン化する方法、または磁性粒子そのものを自己組織化する方法においては、磁気特性の劣化の恐れがある。すなわち、現在の磁気記録メディア磁性層中の磁性粒子は、配向成膜されたシード層の結晶構造をテンプレートとしてエピタキシャル的に柱状成長させることによって、所望の磁気特性を実現している。したがって、その結晶性を無視したエッチングないし配列を行った場合には、その磁気特性が劣化することになる。
　したがって、本発明は上記問題点を解決し、微細で均一なパターンを低コストかつ高スループットのプロセスによって、磁気特性に優れた磁性層を有するパターンドメディアの製造方法を提供することである。
　上記課題を解決するために、本発明では、パターンメディア上にパターン化された磁性層を形成するための凹パターン、または、それを形成するためのインプリントモールドやその原版上の凹パターンを、大きな凹部を空け、その内側に薄膜を形成することにより、微細な凹パターンとすることによって製造する。
　前述のような構成を採ることによって、微細で均一なパターンの形成を簡便かつ短時間に行うことによって、コスト低減およびスループット向上を実現することができる。
本発明の実施例にかかるインプリントモールド原版の製造過程である。 本発明の実施例にかかるインプリントモールドの製造過程である。 本発明の実施例にかかるパターンドメディアの製造過程である。 本発明の実施例にかかるパターンドメディアの製造過程である。 本発明の実施例にかかるインプリントモールドの製造過程である。 本発明の実施例にかかるパターンドメディアの製造過程である。 本発明により形成したパターンを有する評価用構造体の例である。 本発明により形成したパターンを有する評価用構造体の製造過程の例である。 本発明により形成したパターンを有する評価用構造体の製造過程の例である。
　以下、実施例を図面を用いて説明する。
　本実施例のパターンドメディアの製造方法を、図１、２を用いて説明する。本実施例では、まず、インプリントモールド原版を製造し、このインプリントモールド原版を用いてインプリントモールドを製造し、さらにこのインプリントモールドを用いてパターンドメディアを製造する。図１にインプリントモールド原版の製造方法を示し、図２にインプリントモールドの製造方法を示す。
（１）インプリントモールド原版の製造
  本実施例のパターンドメディアの製造方法に用いるインプリントモールド原版の製造過程を、図１を参照して説明する。
　図１（ａ）に示すように、平坦なインプリントモールド原版基板２０ａの上に、イオンビームを照射することによりパターン径が、100nmの円形の凹パターン２１ａを形成する。これを図１（ｂ）に示す。なお、パターンは、円形だけでなく、長方形でもよく、特に形状に制限はない。また、パターン径は、100nmを一例としたが、大きさに制限はない。
イオンビーム、スパッタエッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングなど、従来の技術でパターン形成できる方法であれば、方法に制限はない。
　次に、図１（ｃ）に示すように、凹パターン２１ａを形成した面上に、均一な膜厚を有する第１薄膜層２２ａを形成する。薄膜２２ａは、凹パターン２１ａの底面及び側壁上に形成される。この薄膜層は、基板上に成膜が可能な任意の材料、例えばＳｉを用いて形成することができる。薄膜の厚さは、任意であり、例えば、４０nmの薄膜を形成することにより、径２０nmのパターンを形成することができる。薄膜の厚さは、形成後のパターンの径よりも大きいことが、微小径のパターンを作製する上で望ましい。薄膜層の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
　次に、図１（ｄ）に示すように、第１薄膜層２２ａの上に、凹パターン２１ｂを埋めるように充填膜２２ｂを成膜して、パターン内部を充填する。ここで，充填膜２２ｂは、酸化膜や金属膜や金属酸化物である。
　次に表面を平坦化研磨して、図１（ｅ）のように平坦化する。このとき、凹パターン外の第１薄膜層２２ａ及び充填膜２２ｂは全て除去され、凹パターン内にのみに残る。充填膜２２ｂは、平坦化の際に凹パターン内の第１薄膜層２２ａのはがれを防止し、凹パターン内に平坦化の際の滓がたまるのを防止するのに役立つ。
　次に、図１（f）に示すように、凹パターン内の第１薄膜層２２ａを残しながら充填膜２２ｂを薬液で除去して、凹パターン２１ｂを有するインプリントモールド原版基板２０ｂを得ることができる。ここで、充填膜２２ｂが、酸化膜ならフッ酸等の酸化膜エッチング液で除去する。充填膜２２ｂが、金属であり、例えば、Al、Cu、Wなら塩酸、硝酸、硫酸などの酸で除去する。Auなら王水などで除去する。充填膜２２ｂが金属である場合、除去のための液体が、薄膜層２２ａ上に形成された薄い自然酸化膜（例えば酸化シリコン膜）を除去しないため、微細な加工が容易になる。
　このように製造することで、イオンビームのような比較的大きな凹パターン２１aを製造するための装置を用いて、微細な凹パターン２１ｂを製造することができる。この凹パターン２１ｂの径は、後述するパターンドメディアの磁性領域の大きさに反映される。
　なお、前述の充填膜２２ｂの成膜と平坦化研磨せず、図１（ｃ）に示す、凹部となったインプリントモールド原版基板２０ｂを得ることもできる。
　（２）インプリントモールドの製造
  次に、本実施例のパターンドメディアの製造方法に用いるインプリントモールドの製造過程を、図２を参照して説明する。
　図２（ａ）に示すように、インプリントモールド基板４０の上に、均一な膜厚を有する第２レジスト層４２ａを設けた積層体を準備する。インプリントモールド基板４０は、後述するパターンドメディア形成時に用いる第３レジストに対するインプリントを行うのに充分な剛性を有する任意の材料、たとえばＳｉや石英などを用いて形成することができる。第２レジスト層４２aは、室温または加熱条件下で、本実施例のインプリントモールド原版２０ｂのインプリントによってパターン化を行うのに充分な粘度および流動性を有し、インプリントモールド基板４０のエッチング条件に耐えることができる任意の材料を用いることができ、好ましくは熱可塑性樹脂を用いて形成することができる。第２レジスト層４２ａは、スピンコート、ディップコートなどの当該技術において知られている任意の手段によって形成することができる。第２レジスト層４２ａの膜厚は、インプリントモールド基板４０を所定の深さにエッチングする工程に耐えられることを条件として、任意に選択することができる。
　次に、図２（ｂ）に示すように，本実施例で製造したインプリントモールド原版２０ｂのインプリントによって第２レジスト層４２ａをパターン化する。本工程は、室温または加熱条件下、好ましくは２０℃～２００℃の範囲内の温度で実施することができる。インプリント時に、インプリントモールド原版２０ｂの凸部において第２レジスト層４２ａが排除され、図２（ｃ）に示すように、インプリントモールド原版２０ｂの凹パターンに対応する部分にパターン化第２レジスト層４２ｂが形成される。
　次に、パターン化第２レジスト層４２ｂをマスクとして用いて、インプリントモールド基板４０をエッチングする。本工程は、たとえば、湿式エッチング、スパッタエッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングなど当該技術において知られている任意の手段を用いて実施することができる。エッチングの深さは、後述するパターンドメディア製造過程において所望されるパターン化第３レジスト層６０ｂの膜厚に依存して決定される。エッチングの終了後、溶媒による洗浄、プラズマアッシングなどによってパターン化第２レジスト層４２ｂを除去して、図２（ｄ）に示すような、パターン状磁気ビットが形成される部分が凹部となったインプリントモールド３００を得ることができる。このとき、凸部は、インプリントモールド原版２０ｂの凹パターンの径が反映されている。
　（３）パターンドメディアの製造
  本実施例で製造したインプリントモールド３００を用いて、パターンドメディアを製造する。具体的には、メディア基板上にレジスト膜を形成する。そして、レジスト膜に本実施例のインプリントモールド３００のインプリントによって、レジスト膜をパターン化する。このときのパターンは、インプリントモールドは凸部が小さく凹部が大きいので、パターンの凹部は小さく凸部は大きくなる。このレジスト膜を用いて、メディア基板をエッチングする。出来上がったメディア基板は、小さな凹部を有するものとなる。そして、この凹部に磁性体を埋め込むことにより、微細化されたパターンを有するパターンドメディアが完成する。
　パターンドメディアの製造方法における本実施例のインプリントモールドを用いたパターンドメディアの製造過程を、図３を参照して説明する。
　（１）インプリントモールドの製造
  実施例のインプリントモールド原版と同様に、インプリントモールドを製造する。実施例１のインプリントモールド原版と、本実施例のインプリントモールドとは、同一のものであるが、インプリントモールド製造に用いるか、直接パターンドメディアの製造に用いるかで、名称が異なっている。
　（２）パターンドメディアの製造
  まず、図３（ａ）に示すように、メディア基板５０の上に、シード層５６ａを全面に形成し、その上に均一な膜厚を有する第３レジスト層６０ａを形成する。メディア基板５０は、非磁性基板５２のみでもよく、あるいは非磁性基板５２の上に必要に応じて非磁性下地層、軟磁性層などを設けた積層基板でもよい。図３においては、メディア基板５０が、非磁性基板５２と軟磁性層５４との積層体である一例を示した。
　非磁性基板５２としては、当該技術において知られている、表面が平滑である様々な基板を用いることができる。例えば、磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金または強化ガラス、結晶化ガラス等を、非磁性基板５２として用いることができる。
　軟磁性層５４としては、ＦｅＴａＣ、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金などの結晶性材料；ＦｅＴａＣ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＰなどの微結晶性材料；またはＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を用いることができる。軟磁性層５４の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、おおむね１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度であることが、生産性との兼ね合いから望ましい。
　非磁性基板５２と軟磁性層５４との間または軟磁性層５４上に任意選択的に設けてもよい非磁性下地層（図示せず）は、Ｔｉ、またはＴｉＣｒ合金のようなＣｒを含む非磁性材料を用いて形成することができる。
　シード層５６ａは、ＮｉＦｅＡｌ、ＮｉＦｅＳｉ、ＮｉＦｅＮｂ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＮｂＢ、ＮｉＦｅＭｏ、ＮｉＦｅＣｒなどのようなパーマロイ系材料；ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅＳｉ、ＣｏＮｉＦｅＢ、ＣｏＮｉＦｅＮｂなどのようなパーマロイ系材料にＣｏをさらに添加した材料；Ｃｏ；あるいはＣｏＢ，ＣｏＳｉ，ＣｏＮｉ，ＣｏＦｅなどのＣｏ基合金を用いて形成することができる。シード層５６ａは、磁性層５８の結晶構造を制御するのに充分な膜厚を有することが望ましく、通常の場合、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。
　非磁性基板５２の上に形成される、シード層５６ａ、非磁性下地層および軟磁性層５４の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
　第３レジスト層６０ａは、室温または加熱条件下で、本実施例のインプリントモールドのインプリントによってパターン化を行うのに充分な粘度および流動性を有し、シード層５６ａのエッチング条件に耐えることができる任意の材料を用いることができ、好ましくは、加熱条件下で行なう熱インプリントにおいては熱可塑性樹脂、室温下でのＵＶインプリント方式を用いる場合は光硬化性樹脂を用いて形成することができる。第３レジスト層６０ａは、スピンコート、ディップコートなどの当該技術において知られている任意の手段によって形成することができる。第３レジスト層６０ａの膜厚は、シード層５６ａのエッチング工程に耐えられることを条件として、任意に選択することができる。
　次に、図３（ｂ）に示すように本実施例で製造したインプリントモールド３００のインプリントによって、第３レジスト層６０ａをパターン化する。本工程は、室温または加熱条件下、好ましくは２０℃～２００℃の範囲内の温度で実施することができる。インプリント時に、インプリントモールド３００の凹部において第３レジスト層６０ｂが残存し、凸部で第３レジスト層が排除され、図３（ｃ）に示すように、パターン化第３レジスト層６０ｂが形成される。
　次に、パターン化第３レジスト層６０ｂをマスクとして用いて、シード層５６ａをエッチングする。本工程は、たとえば、湿式エッチング、スパッタエッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングなど当該技術において知られている任意の手段を用いて実施することができる。エッチングの終了後、溶媒による洗浄、プラズマアッシングなどによってパターン化第３レジスト層６０ｂを除去して、図３（ｄ）に示すような、パターン状磁気ビットが形成される部分のみにシード層材料が残存しているパターン化シード層５６ｂを得ることができる。
　図３（ｅ）に示すように、パターン化シード層５６ｂの上に選択的に磁性層５８を成膜して、パターンドメディアを得る。
　磁性層５８の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
　任意選択的に、磁性層５８の上に保護層および／または液体潤滑剤層を設けてもよい。保護層は、下にある磁性層５８以下の各構成層を保護するための層であり、たとえば、カーボンを主成分とする薄膜を用いることができる。その他にも、当該技術において磁気記録媒体保護膜用の材料として知られている種々の薄膜材料を使用して、保護層を形成してもよい。保護層は、一般的にスパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
また、液体潤滑剤層は、記録／読み出し用ヘッドが磁気記録媒体に接触している際の潤滑を付与するための層であり、たとえば、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤、または当該技術において知られている種々の液体潤滑剤材料を使用して形成することができる。液体潤滑剤層は、ディップコート法、スピンコート法などの当該技術において知られている任意の塗布方法を用いて形成することができる。
　本実施例のインプリントモールドは、微小な凹パターンを有している。そのため、パターンドメディア側に形成される第３レジスト層６０ｂ及びその上に形成される磁性層５８に、凹パターンの大きさが反映され、微小な磁性層パターンを形成することができる。
　本実施例のパターンドメディアの製造方法におけるパターンドメディアの製造過程を、図４を参照して説明する。
　まず、図４（ａ）に示すように、平坦面を有するメディア基板５０の上に、イオンビームを照射することにより、パターン径が100nmの円形凹パターンを形成する。これを図４（ｂ）に示す。なお、パターンは、円形だけでなく、長方形などでもよく、特に形状に制限はない。また、パターン径は、100nmを一例としたが、大きさに制限はない。イオンビーム、スパッタエッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングなど、従来の技術でパターン形成できる方法であれば、方法に制限はない。
　次に、図４（ｃ）に示すように、均一な膜厚を有する第１薄膜層２２ａを準備する。基板上に成膜が可能な任意の材料、例えばＳｉを用いて形成することができる。薄膜の厚さは、任意であり、例えば、４０nmの薄膜を形成することにより、径２０nmのパターンを形成することができる。薄膜の厚さは、形成後のパターンの径よりも大きいことが、微小径のパターンを作製する上で望ましい。薄膜層の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
　次に、図４（ｄ）に示すように、シード層５６ａを全面に形成する。
　メディア基板５０は、非磁性基板のみであってもよく、あるいは非磁性基板の上に必要に応じて非磁性下地層、軟磁性層などを設けた積層基板であってもよい。非磁性基板としては、当該技術において知られている、表面が平滑である様々な基板を用いることができる。例えば、磁気記録媒体用に用いられる、ＮｉＰメッキを施したＡｌ合金または強化ガラス、結晶化ガラス等を、非磁性基板として用いることができる。軟磁性層としては、ＦｅＴａＣ、センダスト（ＦｅＳｉＡｌ）合金などの結晶性材料；ＦｅＴａＣ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＮｉＰなどの微結晶性材料；またはＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を用いることができる。軟磁性層５４の膜厚は、記録に使用する磁気ヘッドの構造や特性によって最適値が変化するが、おおむね１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下程度であることが、生産性との兼ね合いから望ましい。
　任意選択的に設けてもよい非磁性下地層は、Ｔｉ、またはＴｉＣｒ合金のようなＣｒを含む非磁性材料を用いて形成することができる。
　シード層５６ａは、ＮｉＦｅＡｌ、ＮｉＦｅＳｉ、ＮｉＦｅＮｂ、ＮｉＦｅＢ、ＮｉＦｅＮｂＢ、ＮｉＦｅＭｏ、ＮｉＦｅＣｒなどのようなパーマロイ系材料；ＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅＳｉ、ＣｏＮｉＦｅＢ、ＣｏＮｉＦｅＮｂなどのようなパーマロイ系材料にＣｏをさらに添加した材料；Ｃｏ；あるいはＣｏＢ，ＣｏＳｉ，ＣｏＮｉ，ＣｏＦｅなどのＣｏ基合金を用いて形成することができる。シード層５６ａは、磁性層５８の結晶構造を制御するのに充分な膜厚を有することが望ましく、通常の場合、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。
　非磁性基板５２の上に形成される、シード層５６ａ、非磁性下地層および軟磁性層５４の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
　図４（e）に示すように、パターン化シード層５６aの上の凹パターン内に選択的に磁性層５８を成膜して、パターンドメディアを得る。
　磁性層５８の形成は、スパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法など当該技術において知られている任意の方法を用いて実施することができる。
　任意選択的に、磁性層５８の上に保護層および／または液体潤滑剤層を設けてもよい。保護層は、下にある磁性層５８以下の各構成層を保護するための層であり、たとえば、カーボンを主成分とする薄膜を用いることができる。その他にも、当該技術において磁気記録媒体保護膜用の材料として知られている種々の薄膜材料を使用して、保護層を形成してもよい。保護層は、一般的にスパッタ法（ＤＣマグネトロンスパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ法などを含む）、真空蒸着法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
また、液体潤滑剤層は、記録／読み出し用ヘッドが磁気記録媒体に接触している際の潤滑を付与するための層であり、たとえば、パーフルオロポリエーテル系の液体潤滑剤、または当該技術において知られている種々の液体潤滑剤材料を使用して形成することができる。液体潤滑剤層は、ディップコート法、スピンコート法などの当該技術において知られている任意の塗布方法を用いて形成することができる。
　以上に説明した本発明のパターンドメディアの製造方法において、パターンを幅１００ｎｍ程度に形成し、その上に薄膜化することにより直径２０ｎｍ以下のパターンの形成を可能にしている。また、トラックパターン原版のインプリントによって、複数のインプリントモールド原版を作成することが可能であり、かつ１つのインプリントモールド原版のインプリントによって、複数のインプリントモールドを作成することが可能である。これらの点から、パターンドメディア１枚当たりの直接描画（電子ビーム描画装置を用いる）のコストを低減し、かつ製造工程の並列化によってスループットを向上させることが可能となる。
　また、本発明のパターンドメディアの製造方法においては、磁性のエッチングではなく、基板をエッチングすることによって所望の精細度のパターンを形成しており、エッチングによって磁性層材料が磁気特性に悪影響を及ぼすようなダメージを受けることがない。したがって、所望の精細度のパターンおよび優れた磁気特性を有する磁性層を提供することができ、高密度記録に対応可能なパターンドメディアを得ることができる。
　本実施例では、図７に示す洗浄評価用構造体７００について説明する。この構造体７００は、基板２上に溝５３を形成し、溝５３を含む基板２上に透明な膜１５を設けたものである。洗浄評価用構造体７００の製造方法を述べる。
　まず、図８（a）に示すように，シリコンの基板２の表面を、ドライエッチング又はエレクトロンビームにより、０．０５～３μｍの深さでエッチングして、溝５１を形成した。次に、シリコン２ａを成膜する。これを図８（ｂ）に示す。なお、ここに示す寸法は一例に過ぎず、シリコン２ａに形成された溝５１の深さが、作製された構造体７００における空洞部５３の開口（洗浄液等の浸入口）幅の一辺となる。次に、酸化膜３を充填する。これを図８（ｃ）に示す。次いで、酸化膜３の表面をCMP（Chemical Mechanical Polishing）により削り取ることにより平坦化させて溝の外部のシリコンの基板２を露出させた。これを図８（ｄ）に示す。これにより、溝５１内部を残して、酸化膜３はすべて除去された。
　最後に、図８（e）に示すように，シリコンの基板２及び溝５１内部の酸化膜３を覆うように、Si3N4又はTiN又はSiＮ等の窒化膜やアモルファスＳｉなどの透明な膜１５を、膜厚が０．０５～０．５μmになるように成膜し、酸化膜3で充填された溝５１の両端のうち一方が開口するように、切開した。次に、この構造体７００の酸化膜３を、図８（ｆ）に示すように、フッ酸やフッ化アンモニウム等のエッチング液で除去することにより、酸化膜３が充填されていない評価用空洞部５３を備える構造体７００を得ることができた。
　空洞部は、基板と透明膜とによって囲われている。この空洞部の深さ方向の全域にわたって、該空洞部を形成する側周壁の一部が、透明膜により形成されていることが望ましい。このようにすれば、空洞部内部を全体にわたって容易に観察することができる。
　なお、空洞部は、空洞のままでも良く、エッチングなどの表面処理の結果除去される材料をあらかじめ充填しておいてもよい。表面処理の結果除去される材料としては、酸化物や金属などが挙げられる。
　空洞部が空洞のままであれば、外部から透明膜を介してこの空洞部内を観察することにより、異物・汚染物の付着状況や、洗浄液等の浸入、乾燥による洗浄液・リンス液の除去などの状態を、容易かつ正確に把握することができる。また、空洞部が除去対象材料（酸化物など）によりあらかじめ充填されていれば、外部から透明膜を介してこの空洞部内に残存している除去対象物の量を観察することにより、除去処理の進行度を容易かつ正確に把握することができる。
　透明膜は、光学顕微鏡又は電子顕微鏡により膜の下の空洞部（充填されている場合を含む）を観察することができるもの（すなわち、光透過性又は電子透過性のものであって、好ましくは透過率５％以上）であれば特に限定されるものではないが、形成の容易さなどから、Si3N4又はTiN又はSiＮやアモルファスＳｉ等の透明な窒化物を含むこと望ましい。
　本実施例では、図７に示す洗浄評価用構造体７００について説明する。この構造体７００は、基板２上に溝５３を形成し、溝５３を含む基板２上に透明な膜１５を設けたものである。洗浄評価用構造体７００の製造方法を述べる。
　まず、図９（a）に示すように，シリコンの基板２の表面を、ドライエッチング又はエレクトロンビームにより、０．０５～３μｍの深さでエッチングして、溝５１を形成した。次に、基板上の溝の内外にシリコン２ａを成膜する。これを図９（ｂ）に示す。なお、ここに示す寸法は一例に過ぎず、シリコンの基板２に形成された溝５１の深さが、作製された構造体７００における空洞部５３の開口（洗浄液等の浸入口）幅の一辺となる。次に、溝内外のシリコン２ａ上に、密着層４を成膜する。次に、その上に金属膜５を充填する。これを図９（ｃ）に示す。次いで、金属膜３の表面をCMP（Chemical Mechanical Polishing）により削り取り、溝外部においては密着層４及びシリコン２ａも削り取ることにより平坦化させて、溝の外部のシリコンの基板２を露出させた。これを図９（ｄ）に示す。これにより、溝５１内部を残して、金属膜５はすべて除去された。
　最後に、図９（e）に示すように，シリコン２及び溝５１内部の金属膜５を覆うように、Si3N4又はTiN又はSiＮ等の窒化膜やアモルファスＳｉなどの透明な膜１５を、膜厚が０．０５～０．５μmになるように成膜し、金属膜５で充填された溝５１の両端のうち一方が開口するように、切開した。次に、この構造体７００の金属膜５を、図８（ｆ）に示すように、塩酸、硫酸、硝酸等のエッチング液で除去することにより、金属膜５が充填されていない評価用空洞部５３を備える構造体７００を得ることができた。
２０a　インプリントモールド原版基板
２０ｂ　インプリントモールド原版
２２a　薄膜層
２２ｂ　充填膜
４０　　インプリントモールド基板
４２a　第２レジスト層
５０　メディア基板
５２　非磁性基板
５４　軟磁性層
５６a　シード層
５６b　パターン化シード層
６０a　第３レジスト層
５８　磁性層
６０ｂ　パターン化第３レジスト層
３００　インプリントモールド
５００a インプリントモールド基板
５００b　インプリントモールド
５０２a　レジスト層
５０２b　パターン化レジスト層
５５０　パターン原版
６００　支持体
６０２　軟磁性層
６０４a　シード層
６０４b　パターン化シード層
６０６a　磁性層
６０６b　パターン化磁性層
６１０a　レジスト層
６１０b　パターン化レジスト層
７００　構造体
２　シリコン
３　酸化膜
４　密着層
５　金属膜
１５　透明膜
５１　溝
５３　空洞部

Claims (11)

  1. 　磁性層がパターン化されて埋め込まれたパターンメディアの製造方法において、
    　インプリントモールド原版を製造する工程と、前記インプリントモールド原版を用いてインプリントモールドを製造する工程と、前記インプリントモールドを用いてパターンドメディアを製造する工程とを含み、
    　前記インプリントモールド原版を製造する工程では、
    　基板に凹パターンを形成する工程と、
    　前記凹パターン内に、薄膜を形成する工程とを含むことを特徴とするパターンドメディアの製造方法。
  2. 　磁性層がパターン化されて埋め込まれたパターンメディアの製造方法において、
    　インプリントモールドを製造する工程と、前記インプリントモールドを用いてパターンドメディアを製造する工程とを含み、
    　前記インプリントモールドを製造する工程では、
    　基板に凹パターンを形成する工程と、
    　前記凹パターン内に、薄膜を形成する工程とを含み、
    　前記パターンドメディアを製造する工程では、
    　メディア基板上に、薄膜を形成する工程と、
    　前記メディア基板上の薄膜に、前記インプリントモールドを押し付け、前記凹パターンに対応する位置に凸部を形成するとともに、他の部分に凹部を形成する工程と、
    　前記凸部の位置に、磁性層を形成する工程とを含む
    　ことを特徴とするパターンドメディアの製造方法。
  3. 　請求項１または２において、
    　前記インプリントモールド原版または前記インプリントモールドに凹パターンに形成する薄膜の厚さは、当該凹パターン形成後の凹パターンの径よりも大きいことを特徴とするパターンドメディアの製造方法。
  4. 　請求項１乃至３のいずれかにおいて、
    　前記薄膜は、前記凹パターン内及び外に形成されるとともに、
    　前記凹パターン内及び外の薄膜上に、充填膜を形成する工程と、
    　前記凹パターンの外に形成された薄膜及び充填膜を、研磨により除去する工程と、
    　前記研磨除去する工程後に、前記凹パターン内の前記充填膜を、液体により除去する工程と、
    　を含むことを特徴とするパターンドメディアの製造方法。
  5. 　請求項４において、
    　前記薄膜は、シリコン膜であり、
    　前記充填膜は、金属膜であり、
    　前記充填膜の除去に用いる液体は、前記金属膜用の除去液であることを特徴とするパターンドメディアの製造方法。
  6. 　磁性層がパターン化されて埋め込まれたパターンメディアの製造方法において、
    　基板上に複数の凹パターンを形成する工程と、
    　前記凹パターン内の底面及び側壁に、非磁性膜を形成する工程と、
    　前記凹パターン内の前記非磁性膜上に、磁性層を形成する工程と、
    　を含むパターンドメディアの製造方法。
  7. 　請求項６において、
    　前記非磁性膜の厚さは、前記磁性層の面方向の大きさよりも大きいことを特徴とするパターンドメディアの製造方法。
  8. 　請求項１乃至７のいずれかにおいて、
    　前記凹パターンの形成は、イオンビーム、スパッタエッチング、プラズマエッチング、反応性イオンエッチングのいずれかで行うことを特徴とすることを特徴とするパターンドメディアの製造方法。
  9. 　磁性層がパターン化されて埋め込まれたパターンメディアの製造に用いるインプリントモールドまたはインプリントモールド原版の製造方法において、
    　基板に凹パターンを形成する工程と、
    　前記凹パターン内に、薄膜を形成する工程とを含むことを特徴とするインプリントモールドまたはインプリントモールド原版の製造方法。
  10. 　磁性層がパターン化されて埋め込まれたパターンメディアにおいて、
    　複数の凹パターンが形成された基板と、
    　当該凹パターン内の底面及び側壁に形成された非磁性膜と、
    　当該非磁性膜上に形成された磁性層と、
    　を備えたパターンドメディア。
  11. 　請求項１０において、
    　前記非磁性膜の厚さは、前記磁性層の面方向の大きさよりも大きいことを特徴とするパターンドメディア。
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