JP2008010102A

JP2008010102A - Method and device for manufacturing magnetic recording medium

Info

Publication number: JP2008010102A
Application number: JP2006182045A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hyodo; 浩之兵藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2008-01-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of improving both of the etching speed of a nonmagnetic material and the flatness of a surface, and manufacturing a magnetic recording medium having little damage to a magnetic recording layer and good floating characteristics. <P>SOLUTION: The method includes the step of forming a substrate layer and a magnetic recording layer on a nonmagnetic substrate, the step of forming a magnetic recording layer constituting a projected pattern by etching a part of the magnetic recording layer and a recess therebetween, the step of depositing a nonmagnetic material and filling the recess of the magnetic recording layer constituting the projected pattern with the nonmagnetic material, and the step of dry-etching an extra nonmagnetic material to flatten a surface while changing the tilt angle of the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気記録媒体、特にディスクリートトラックを有する磁気記録媒体の製造方法および製造装置に関する。 The present invention relates to a method and an apparatus for manufacturing a magnetic recording medium, particularly a magnetic recording medium having a discrete track.

ハードディスクドライブなどの磁気記録装置では記録密度の向上が常に要求されている。記録密度を向上させるための１つの解決法として、記録トラックどうしを互いに分離して、記録ヘッドからの磁界が隣接する記録トラックに及ぶ（サイドフリンジ）のを防止する、ディスクリートトラック型の磁気記録媒体が提案されている。 In a magnetic recording apparatus such as a hard disk drive, improvement in recording density is always required. As a solution for improving the recording density, a discrete track type magnetic recording medium in which the recording tracks are separated from each other to prevent the magnetic field from the recording head from reaching the adjacent recording tracks (side fringe). Has been proposed.

このようなディスクリートトラックを有する磁気記録媒体は、非磁性基板上に下地層および磁気記録層を成膜し、磁気記録層の一部をエッチングして互いに分離されるように凸パターンをなす磁気記録層とその間の凹部を形成し、非磁性材料を成膜して前記凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部を非磁性材料で埋め込み、非磁性材料をエッチバックして平坦化し、さらに表面にカーボン系保護膜を成膜し、その表面に潤滑剤を塗布することにより製造される。上記のように凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部を非磁性材料で埋め込んだ後に平坦化するのは、磁気記録媒体上でのヘッドスライダの浮上安定性を確保するためである。 A magnetic recording medium having such a discrete track is a magnetic recording in which a base layer and a magnetic recording layer are formed on a nonmagnetic substrate, and a convex pattern is formed so as to be separated from each other by etching a part of the magnetic recording layer. Forming a layer and a recess between them, depositing a nonmagnetic material, filling the recess between the magnetic recording layers forming the convex pattern with a nonmagnetic material, etching back the nonmagnetic material, and planarizing it It is manufactured by forming a carbon-based protective film and applying a lubricant to the surface. The reason why the concave portions between the magnetic recording layers forming the convex pattern as described above are filled with a nonmagnetic material and then flattened is to ensure the flying stability of the head slider on the magnetic recording medium.

従来、上記のように、凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部に埋め込んだ非磁性材料をエッチバックして平坦化するために、イオンビームエッチングを用い、非磁性材料のエッチングレートと磁気記録層のエッチングレートとが実質的に等しくなるように、基板表面に対するイオンビームの入射角を所定の範囲に制限する方法が知られている（特許文献１参照）。 Conventionally, as described above, in order to etch back and planarize the nonmagnetic material embedded in the concave portions between the magnetic recording layers forming the convex pattern, the etching rate and magnetic recording of the nonmagnetic material are used. A method is known in which the incident angle of an ion beam with respect to the substrate surface is limited to a predetermined range so that the etching rate of the layer becomes substantially equal (see Patent Document 1).

この方法において、基板表面に対するイオンビームの入射角度を所定の範囲に制限しているのは、エッチングレートを制御するためである。この方法では、エッチバック皇帝の間、基板表面に対するイオンビームの入射角度は固定されている。しかし、このような方法では、表面の平坦性を十分に確保できるわけではなく、表面の平坦性をより一層改善できる余地が残っている。
特開２００５−２３５３５７号公報 In this method, the ion beam incident angle with respect to the substrate surface is limited to a predetermined range in order to control the etching rate. In this method, the incident angle of the ion beam with respect to the substrate surface is fixed during the etch back emperor. However, with such a method, the surface flatness cannot be sufficiently ensured, and there is still room for further improvement of the surface flatness.
JP 2005-235357 A

本発明の目的は、非磁性材料のエッチング速度と表面の平坦性をともに改善でき、磁気記録層へのダメージが少なく、浮上特性も良好な磁気記録媒体を製造できる方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method capable of improving both the etching rate and the surface flatness of a nonmagnetic material, producing a magnetic recording medium with little damage to a magnetic recording layer and good flying characteristics.

本発明の一態様に係る磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板上に下地層および磁気記録層を成膜する工程と、前記磁気記録層の一部をエッチングして凸パターンをなす磁気記録層とその間の凹部を形成する工程と、非磁性材料を成膜し、前記凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部を非磁性材料で埋め込む工程と、前記基板の傾斜角度を変動させながら、余剰の非磁性材料をドライエッチングして表面を平坦化する工程とを有することを特徴とする。 A method of manufacturing a magnetic recording medium according to an aspect of the present invention includes a step of forming an underlayer and a magnetic recording layer on a nonmagnetic substrate, and magnetic recording that forms a convex pattern by etching a part of the magnetic recording layer. A step of forming a layer and a recess between them, a step of forming a nonmagnetic material and embedding a recess between the magnetic recording layers forming the convex pattern with a nonmagnetic material, and varying the tilt angle of the substrate, And a step of flattening the surface by dry-etching excess nonmagnetic material.

本発明の他の態様に係る磁気記録媒体の製造装置は、下地層、凸パターンをなす磁気記録層および凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部に埋め込まれた非磁性材料が両面に形成された非磁性基板の傾斜角度を調整する機構と、前記非磁性基板に対して両面から余剰の非磁性材料をドライエッチングするドライエッチング機構とを有することを特徴とする。 An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium according to another aspect of the present invention includes a base layer, a magnetic recording layer having a convex pattern, and a nonmagnetic material embedded in a concave portion between the magnetic recording layers having a convex pattern formed on both sides. And a mechanism for adjusting the tilt angle of the nonmagnetic substrate and a dry etching mechanism for dry-etching excess nonmagnetic material from both sides of the nonmagnetic substrate.

本発明によれば、非磁性材料をドライエッチングする際に、基板の傾斜角度を変動させることにより、非磁性材料のエッチング速度と表面の平坦性をともに改善でき、磁気記録層へのダメージが少なく、浮上特性も良好な磁気記録媒体を製造できる。 According to the present invention, when dry etching a nonmagnetic material, both the etching rate and surface flatness of the nonmagnetic material can be improved and the damage to the magnetic recording layer can be reduced by changing the tilt angle of the substrate. In addition, a magnetic recording medium having good flying characteristics can be manufactured.

以下、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.

図１にディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造に用いられる両面同時ドライエッチング装置を模式的に示す。図１に示す非磁性基板１は、その両面に、下地層、凸パターンをなす磁気記録層および凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部に埋め込まれた非磁性材料が形成されている。図1に示すように、非磁性基板１の搬送キャリアには、非磁性基板１の傾斜角度（θ）を調整する傾斜機構が設けられている。非磁性基板１はその膜面内で回転可能に支持されている。また、非磁性基板１に対して両面から（図１の右側と左側から）、余剰の非磁性材料をドライエッチングするドライエッチング機構が設けられている。ドライエッチング機構としては、フィラメントタイプのイオンビーム型やＥＣＲプラズマ型などがあるが、本実施形態ではフィラメントタイプのイオンビームガンを用いている。 FIG. 1 schematically shows a double-sided simultaneous dry etching apparatus used for manufacturing a discrete track type magnetic recording medium. A nonmagnetic substrate 1 shown in FIG. 1 has an underlayer, a magnetic recording layer forming a convex pattern, and a nonmagnetic material embedded in a concave portion between the magnetic recording layers forming a convex pattern on both sides. As shown in FIG. 1, the conveyance carrier of the nonmagnetic substrate 1 is provided with an inclination mechanism that adjusts the inclination angle (θ) of the nonmagnetic substrate 1. The nonmagnetic substrate 1 is supported so as to be rotatable within the film surface. Also, a dry etching mechanism is provided for dry etching the surplus nonmagnetic material from both sides (from the right and left sides in FIG. 1) with respect to the nonmagnetic substrate 1. The dry etching mechanism includes a filament type ion beam type and an ECR plasma type. In this embodiment, a filament type ion beam gun is used.

本発明の実施形態においては、基板１の傾斜角度を変動させながら、余剰の非磁性材料をドライエッチングして表面を平坦化する。 In the embodiment of the present invention, the surplus nonmagnetic material is dry-etched to flatten the surface while varying the tilt angle of the substrate 1.

図２（ａ）〜（ｃ）の断面図を参照して、本実施形態に係る磁気記録媒体の製造方法を説明する。 A method for manufacturing a magnetic recording medium according to the present embodiment will be described with reference to the cross-sectional views of FIGS.

図２（ａ）に示すように、非磁性基板１上に少なくとも下地層２、磁気記録層３を順次形成する。垂直磁気記録媒体の場合には、下地層２として軟磁性下地層が用いられるが、これに加えて他の下地層を形成してもよい。また、下地層２と磁気記録層３との間に中間層を形成してもよい。垂直磁気記録媒体の場合には、磁気記録層３として垂直磁気異方性を有する磁性層が用いられる。磁気記録層３の一部をエッチングして凸パターンをなす磁気記録層３（ディスクリートトラック）とその間の凹部を形成する。次に、非磁性材料４を成膜し、凸パターンをなす磁気記録層３の間の凹部を非磁性材料４で埋め込む。非磁性材料４としては、Ｃ、ＳｉＯ₂、Ｃｒなどが挙げられるが、本実施形態ではＣを用いている。非磁性材料４を埋め込む方法としては、スパッタ法、ＣＶＤ法、非磁性材料４が液体材料の場合にはスピンコート法などがあるが、本実施形態ではスパッタ法を用いている。 As shown in FIG. 2A, at least an underlayer 2 and a magnetic recording layer 3 are sequentially formed on the nonmagnetic substrate 1. In the case of a perpendicular magnetic recording medium, a soft magnetic underlayer is used as the underlayer 2, but in addition to this, another underlayer may be formed. Further, an intermediate layer may be formed between the underlayer 2 and the magnetic recording layer 3. In the case of a perpendicular magnetic recording medium, a magnetic layer having perpendicular magnetic anisotropy is used as the magnetic recording layer 3. A part of the magnetic recording layer 3 is etched to form a magnetic recording layer 3 (discrete track) having a convex pattern and a concave portion therebetween. Next, the nonmagnetic material 4 is formed, and the concave portions between the magnetic recording layers 3 forming the convex pattern are embedded with the nonmagnetic material 4. Examples of the nonmagnetic material 4 include C, SiO ₂ , and Cr. In this embodiment, C is used. As a method of embedding the nonmagnetic material 4, there are a sputtering method, a CVD method, and a spin coating method when the nonmagnetic material 4 is a liquid material. In this embodiment, the sputtering method is used.

凹部を非磁性材料４で埋め込んだ後に、非磁性材料４の表面に形成される凹部の深さａが、凸パターンをなす磁気記録層３上に成膜された非磁性材料４の厚さｂよりも小さくなるように、非磁性材料４を厚く成膜する。 After the recesses are filled with the nonmagnetic material 4, the depth a of the recesses formed on the surface of the nonmagnetic material 4 is the thickness b of the nonmagnetic material 4 formed on the magnetic recording layer 3 forming the convex pattern. The nonmagnetic material 4 is formed thick so as to be smaller.

図２（ａ）において、非磁性材料４の表面に形成される凹部端部の膜面に対する傾斜角度をφとしたとき、初期の基板１の傾斜角度θをφよりも大きく設定して、余剰の非磁性材料４のドライエッチングを開始する。φはトラック幅、トラックピッチ、非磁性材料の膜厚によって変化する。この結果、非磁性材料４の表面に形成される凹部端部が優先的にエッチングされ、非磁性材料４の表面に形成される凹部の深さが徐々に浅くなる。 In FIG. 2A, when the inclination angle of the end portion of the recess formed on the surface of the nonmagnetic material 4 with respect to the film surface is φ, the initial inclination angle θ of the substrate 1 is set larger than φ, and the surplus The dry etching of the nonmagnetic material 4 is started. φ varies depending on the track width, track pitch, and film thickness of the nonmagnetic material. As a result, the end of the recess formed on the surface of the nonmagnetic material 4 is preferentially etched, and the depth of the recess formed on the surface of the nonmagnetic material 4 gradually decreases.

図２（ｂ）に示すように、非磁性材料４の表面の凹部の深さが１０ｎｍ以下になったところで、基板１の傾斜角度θを０°にする。なお、エッチング時間と凹部の深さとの関係を予め調べておき、時間制御により凹部の深さが１０ｎｍ以下になったものと想定して、基板１の傾斜角度θを０°にする。この結果、非磁性材料４のエッチングレートが速まり、加工効率が上がる。また、基板１の傾斜角度θを０°にすることによって凸部端部の選択エッチングを防ぐこともでき、表面の凹部の深さが１０ｎｍ以下の平坦な表面を形成することができる。 As shown in FIG. 2B, when the depth of the concave portion on the surface of the nonmagnetic material 4 becomes 10 nm or less, the inclination angle θ of the substrate 1 is set to 0 °. Note that the relationship between the etching time and the depth of the recess is examined in advance, and the tilt angle θ of the substrate 1 is set to 0 °, assuming that the depth of the recess is 10 nm or less by time control. As a result, the etching rate of the nonmagnetic material 4 is increased and the processing efficiency is increased. Moreover, by making the inclination angle θ of the substrate 1 0 °, it is possible to prevent selective etching of the end portion of the convex portion, and it is possible to form a flat surface with the depth of the concave portion of the surface being 10 nm or less.

本実施形態では、基板１の傾斜角度θを、非磁性材料４の表面に形成される凹部端部の膜面に対する傾斜角度φより大きい角度と、０°との２段階で変動させたが、より多数の段階で変動させてもよい。 In the present embodiment, the inclination angle θ of the substrate 1 is varied in two steps: an angle larger than the inclination angle φ with respect to the film surface of the end portion of the recess formed on the surface of the nonmagnetic material 4 and 0 °. It may be varied in more stages.

こうして余剰の非磁性材料４をドライエッチングにより除去した後、カーボン系保護膜、液体潤滑剤を順次形成する。 After the excess nonmagnetic material 4 is removed by dry etching in this way, a carbon-based protective film and a liquid lubricant are sequentially formed.

本発明によれば、非磁性材料４をドライエッチングする際に、基板１の傾斜角度を変動させているので、非磁性材料４のエッチング速度と表面の平坦性をともに改善でき、磁気記録層３へのダメージが少なく、浮上特性も良好な磁気記録媒体を製造できる。 According to the present invention, when the nonmagnetic material 4 is dry-etched, the tilt angle of the substrate 1 is changed, so that both the etching rate and surface flatness of the nonmagnetic material 4 can be improved, and the magnetic recording layer 3 can be improved. A magnetic recording medium with good damage characteristics and good flying characteristics can be manufactured.

ディスクリートトラック型の磁気記録媒体の製造に用いられる両面同時ドライエッチング装置を模式的に示す図。The figure which shows typically the double-sided simultaneous dry etching apparatus used for manufacture of a discrete track type magnetic recording medium. 本発明の実施形態における磁気記録媒体の製造方法を示す断面図。Sectional drawing which shows the manufacturing method of the magnetic-recording medium in embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１…非磁性基板、２…下地層、３…磁気記録層、４…非磁性材料。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Nonmagnetic substrate, 2 ... Underlayer, 3 ... Magnetic recording layer, 4 ... Nonmagnetic material.

Claims

非磁性基板上に下地層および磁気記録層を成膜する工程と、
前記磁気記録層の一部をエッチングして凸パターンをなす磁気記録層とその間の凹部を形成する工程と、
非磁性材料を成膜し、前記凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部を非磁性材料で埋め込む工程と、
前記基板の傾斜角度を変動させながら、余剰の非磁性材料をドライエッチングして表面を平坦化する工程と
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。 Forming a base layer and a magnetic recording layer on a nonmagnetic substrate;
Etching a part of the magnetic recording layer to form a magnetic recording layer having a convex pattern and a concave portion therebetween,
A step of forming a nonmagnetic material and embedding recesses between the magnetic recording layers forming the convex pattern with a nonmagnetic material;
And a step of flattening the surface by dry-etching excess nonmagnetic material while varying the tilt angle of the substrate.

前記凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部を非磁性材料で埋め込んだ後に、前記非磁性材料の表面に形成される凹部の深さａが、前記凸パターンをなす磁気記録層上に成膜された非磁性材料の厚さｂよりも小さい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。 After the concave portions between the magnetic recording layers forming the convex pattern are filled with a nonmagnetic material, the depth a of the concave portions formed on the surface of the nonmagnetic material is formed on the magnetic recording layer forming the convex pattern. 2. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the thickness is smaller than the thickness b of the nonmagnetic material formed.

前記凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部を非磁性材料で埋め込んだ後の、前記非磁性材料の表面に形成される凹部端部の膜面に対する傾斜角度をφとしたとき、余剰の非磁性材料をドライエッチングする工程における初期の基板の傾斜角度θをφよりも大きく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。 When the angle of inclination with respect to the film surface of the end portion of the recess formed on the surface of the nonmagnetic material after the recess between the magnetic recording layers forming the convex pattern is filled with a nonmagnetic material, 2. The method of manufacturing a magnetic recording medium according to claim 1, wherein the initial substrate tilt angle [theta] in the step of dry etching the magnetic material is made larger than [phi].

余剰の非磁性材料をドライエッチングする工程において、前記非磁性材料の表面の凹部の深さが１０ｎｍ以下になったときに、基板の傾斜角度θを０°に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。 2. The step of dry etching excess surplus nonmagnetic material, wherein the tilt angle θ of the substrate is set to 0 ° when the depth of the recess on the surface of the nonmagnetic material becomes 10 nm or less. A method for producing the magnetic recording medium according to 1.

下地層、凸パターンをなす磁気記録層および凸パターンをなす磁気記録層の間の凹部に埋め込まれた非磁性材料が両面に形成された非磁性基板の傾斜角度を調整する機構と、
前記非磁性基板に対して両面から余剰の非磁性材料をドライエッチングするドライエッチング機構と
を有することを特徴とする磁気記録媒体の製造装置。 A mechanism for adjusting the tilt angle of a nonmagnetic substrate formed on both sides of a nonmagnetic material embedded in a concave portion between an underlayer, a magnetic recording layer forming a convex pattern, and a magnetic recording layer forming a convex pattern;
An apparatus for manufacturing a magnetic recording medium, comprising: a dry etching mechanism that dry-etches excess nonmagnetic material from both sides of the nonmagnetic substrate.