JP2010123224A - Manufacturing method of patterned medium type magnetic recording medium - Google Patents

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Masahiko Fukuda
雅彦 福田
Katsumi Taniguchi
克己 谷口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a patterned medium type magnetic recording medium free from non-magnetization due to oxidation of a magnetic layer and after corrosion due to a residual fluorine compound. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the patterned medium type magnetic recording medium includes a preparing step for preparing a magnetic recording medium intermediate comprising a magnetic layer and a first protective layer on the surface of a substrate, a projecting and recessed pattern forming step for partially removing the first protective layer and the magnetic layer of the magnetic recording medium intermediate using a mask having a prescribed pattern to form a projecting and recessed pattern, a second protective layer forming step for forming a second protective layer on the entire surface of the projecting and recessed pattern, a non-magnetic material packing step for packing a non-magnetic material in recessed parts of the projecting and recessed pattern and forming a non-magnetic material layer on the surface of projecting parts and a flattening step for removing the non-magnetic material layer of the surface of the projecting parts, the second protective layer and the mask to form the patterned medium type magnetic recording medium having a flat surface. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、パターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a patterned media type magnetic recording medium.

従来、ハードディスク等の磁気記録媒体はその記録密度を向上させるため、構成材料の変更、記録層の粒子微細化、ヘッドの小型化あるいは垂直磁気記録方式などさまざまな施策がとられているが、記録密度の向上は限界に達しつつある。   Conventionally, in order to improve the recording density of magnetic recording media such as hard disks, various measures have been taken, such as changing the constituent materials, making the recording layer finer, miniaturizing the head, or perpendicular magnetic recording. The increase in density is reaching its limit.

そこで、更なる記録密度の向上には、磁気記録層を微細な凹凸パターンに加工してなる、ディスクリートトラック型やビットパターン型などのパターンドメディア型の磁気記録媒体が提案されている。   In order to further improve the recording density, a patterned medium type magnetic recording medium such as a discrete track type or a bit pattern type in which a magnetic recording layer is processed into a fine uneven pattern has been proposed.

パターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法の一つとして、従来のパターンドメディア型磁気記録媒体における樹脂マスク層を加工マスクとした凹凸パターン形成工程の基板断面概略図を図２に示す。図２に於いては、磁気記録媒体として、基板１０の上に軟磁性層１１、シード層１２、中間層１３、磁性層１４、第１の保護層１５が形成されたものを用いた。シード層１２は中間層１３の結晶配向を制御する層であり、中間層１３は磁性層１４の磁区配向を制御する層である。   As one of the methods for producing a patterned media type magnetic recording medium, FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a substrate in a concavo-convex pattern forming process using a resin mask layer in a conventional patterned media type magnetic recording medium as a processing mask. In FIG. 2, a magnetic recording medium in which a soft magnetic layer 11, a seed layer 12, an intermediate layer 13, a magnetic layer 14, and a first protective layer 15 are formed on a substrate 10 is used. The seed layer 12 is a layer that controls the crystal orientation of the intermediate layer 13, and the intermediate layer 13 is a layer that controls the magnetic domain orientation of the magnetic layer 14.

このパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法においては、まず、図２（ａ）に示すように、保護層１５の上に紫外線硬化型、熱可塑性あるいは熱硬化型などの樹脂材料を塗布して、マスク層１６を形成する。   In the method of manufacturing the patterned media type magnetic recording medium, first, as shown in FIG. 2A, a resin material such as an ultraviolet curable type, a thermoplastic or a thermosetting type is applied on the protective layer 15. Then, the mask layer 16 is formed.

次いで、図２（ｂ）に示すように、ナノインプリント成型により樹脂材料からなるマスク層１６に凹凸パターンを形成する。また、紫外線硬化型のフォトレジストを用いて、レーザー描画あるいはフォトマスク露光により、この樹脂材料からなるマスク層１６にパターンを形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 2B, an uneven pattern is formed on the mask layer 16 made of a resin material by nanoimprint molding. Alternatively, a pattern may be formed on the mask layer 16 made of the resin material by laser drawing or photomask exposure using an ultraviolet curable photoresist.

パターンを形成したマスク層１６をマスクとして用い、イオンビームエッチングまたは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などによって、マスク層１６の凹部の樹脂残膜を除去し、さらに、第１の保護層１５及び磁性層１４を部分的に除去する。   Using the patterned mask layer 16 as a mask, the resin residual film in the recesses of the mask layer 16 is removed by ion beam etching or reactive ion etching (RIE), and the first protective layer 15 and the magnetic layer are further removed. 14 is partially removed.

図２（ｃ）は樹脂材料の凹部の樹脂残膜を除去した状態を示し、図２（ｄ）は、第１の保護層１５及び磁性層１４を部分的に除去した状態を示している。   FIG. 2C shows a state in which the resin residual film in the concave portion of the resin material is removed, and FIG. 2D shows a state in which the first protective layer 15 and the magnetic layer 14 are partially removed.

その後、樹脂材料を酸素プラズマやオゾンプラズマ、フッ素系ガスなど反応性のエッチングを用いて除去し、凹部を非磁性層で充填し、非磁性層を平坦化した後、全面にカーボン系保護層を形成する。図２（ｅ）は、マスク層１６を除去した状態を示し、図２（ｆ）は、凹部を完全に非磁性層１８で充填し、さらに凸部の上にも非磁性層１８を形成した状態を示している。図２（ｇ）は、凸部の上の非磁性層１８を除去し、凹部の非磁性層１８の上面と第１の保護層１５の上面が等しい高さになるように非磁性層１８を平坦化した状態を示す。図２（ｈ）は、平坦化された非磁性層１８と第１の保護層１５の上にカーボン系保護層１９を形成した状態を示している。   After that, the resin material is removed by reactive etching such as oxygen plasma, ozone plasma, or fluorine gas, the recesses are filled with a nonmagnetic layer, the nonmagnetic layer is planarized, and then a carbon protective layer is formed on the entire surface. Form. FIG. 2E shows a state in which the mask layer 16 has been removed, and FIG. 2F shows that the concave portion is completely filled with the nonmagnetic layer 18, and the nonmagnetic layer 18 is also formed on the convex portion. Indicates the state. In FIG. 2G, the nonmagnetic layer 18 on the convex portion is removed, and the nonmagnetic layer 18 is formed so that the upper surface of the nonmagnetic layer 18 in the concave portion and the upper surface of the first protective layer 15 have the same height. The flattened state is shown. FIG. 2H shows a state in which a carbon-based protective layer 19 is formed on the planarized nonmagnetic layer 18 and the first protective layer 15.

マスク層１６の除去にフッ素系ガス等を用いた場合、マスク層１６を除去する際に磁性層１４の側壁が腐食するのを防ぐために、マスク層１６を残したまま非磁性材料を埋め込み、平坦化することも行われている。   When fluorine gas or the like is used to remove the mask layer 16, a nonmagnetic material is embedded and left flat with the mask layer 16 left in order to prevent the sidewall of the magnetic layer 14 from corroding when the mask layer 16 is removed. It is also done.

また、マスク層１６を除去してから磁性層凹部を覆うようにＤＬＣ（Diamond Like Carbon)を成膜した後、非磁性材料を凹部に充填する製造方法も提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、樹脂材料からなるレジストをエッチングマスクとして用いて磁性層をエッチングしてパターンを形成した後、磁性層の側面を露出させた状態でエッチングマスクである樹脂材料を、酸素プラズマを用いて除去している。   Also, a manufacturing method has been proposed in which after the mask layer 16 is removed, a DLC (Diamond Like Carbon) film is formed so as to cover the magnetic layer recess, and then the recess is filled with a nonmagnetic material (for example, Patent Document 1). reference.). In Patent Document 1, after a magnetic layer is etched using a resist made of a resin material as an etching mask to form a pattern, the resin material that is an etching mask is exposed using oxygen plasma while the side surfaces of the magnetic layer are exposed. Have been removed.

特開２００６−１２０２２２号公報JP 2006-120222 A

しかし、特許文献１のように、磁性層が露出した状態でエッチングマスクである樹脂材料を、酸素プラズマを用いて除去すると、磁性層の側壁が酸化して非磁性化し、有効な磁気記録トラック幅が減少してしまう。   However, as in Patent Document 1, when the resin material that is an etching mask is removed using oxygen plasma with the magnetic layer exposed, the side wall of the magnetic layer is oxidized and demagnetized, and the effective magnetic recording track width is increased. Will decrease.

また、エッチングマスクがＳＯＧ（スピンオングラス）の場合、フッ素系ガスを用いて除去すると磁性層の側壁にフッ素化合物が生成し、これが腐食（アフターコロージョン）発生の原因となるという問題がある。   Further, when the etching mask is SOG (spin-on-glass), if it is removed using a fluorine-based gas, a fluorine compound is generated on the side wall of the magnetic layer, which causes the occurrence of corrosion (after-corrosion).

また、磁性層が露出した状態でＳＯＧ等の非磁性材料を充填すると、充填材に含まれるＯＨ基により磁性層が腐食するという問題がある。   Further, when a nonmagnetic material such as SOG is filled with the magnetic layer exposed, there is a problem that the magnetic layer is corroded by OH groups contained in the filler.

このような状況に鑑み、本発明は磁性層の酸化による非磁性化や、フッ素化合物残存によるアフターコロージョンのないパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法を提供することにある。   In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a method for producing a patterned media type magnetic recording medium without demagnetization by oxidation of a magnetic layer and without after-corrosion due to residual fluorine compound.

即ち、本発明のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法は、基板表面に少なくとも磁性層および第１の保護層からなる磁気記録媒体における第１の保護層及び磁性層を所定のパターンを有するマスクを用いて部分的に除去して凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成工程と、形成された凹凸パターンの凹部に非磁性材料を充填し、かつ、凸部表面にも非磁性材料からなる層を形成する非磁性材料充填工程と、磁性層凸部上面の非磁性材料からなる層を除去し、かつ基板表面を平坦にする平坦化工程を有するパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法において、凹凸パターン形成工程後、非磁性材料充填工程前に前記マスクを残したまま磁性層凹部の側面および凹部底面に第２の保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする。   That is, in the method for producing a patterned media type magnetic recording medium of the present invention, a mask having a predetermined pattern on the first protective layer and the magnetic layer in the magnetic recording medium comprising at least the magnetic layer and the first protective layer on the substrate surface. The uneven pattern forming step of forming a concavo-convex pattern by partially removing the concavo-convex pattern, filling the concave portion of the formed concavo-convex pattern with a nonmagnetic material, and forming a layer made of a nonmagnetic material on the convex surface In the method for manufacturing a patterned media type magnetic recording medium, the method includes a non-magnetic material filling step and a flattening step of removing the layer made of the non-magnetic material on the upper surface of the convex portion of the magnetic layer and flattening the substrate surface. And a protective layer forming step of forming a second protective layer on the side surface and the bottom surface of the concave portion of the magnetic layer with the mask remaining after the forming step and before the nonmagnetic material filling step. To.

本発明によれば、基板表面の平坦化時に酸素やフッ素系ガスなどの反応性ガスを使用しても、加工される磁性層の側壁は反応性ガスに曝されることがなく、充填材が磁性層に接触することもないので、磁性層の酸化による非磁性化や、フッ素化合物残存によるアフターコロージョンの無いパターンドメディア型磁気記録媒体の製造が可能となる。   According to the present invention, even when a reactive gas such as oxygen or a fluorine-based gas is used for planarizing the substrate surface, the side wall of the magnetic layer to be processed is not exposed to the reactive gas, and the filler Since it does not come into contact with the magnetic layer, it becomes possible to produce a patterned media type magnetic recording medium without demagnetization by oxidation of the magnetic layer and without after-corrosion due to residual fluorine compound.

以下、図面を引用しながら本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法の１実施形態の工程を示す基板断面概略図である。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a substrate showing the steps of an embodiment of a method for producing a patterned media type magnetic recording medium of the present invention.

図１（ａ）は図２（ｄ）の第１の保護層および磁性層をエッチングにより除去した状態の磁気記録媒体の上面に第２の保護層を形成した状態を示す図である。   FIG. 1A is a view showing a state in which a second protective layer is formed on the upper surface of the magnetic recording medium in a state where the first protective layer and the magnetic layer of FIG. 2D are removed by etching.

この実施形態においては、図２に示したものと同様に、基板１０の上に軟磁性層１１、シード層１２、中間層１３、磁性層１４、第１の保護層１５が形成されたものを用いて磁気記録媒体を製造した。   In this embodiment, as in the case shown in FIG. 2, a substrate in which a soft magnetic layer 11, a seed layer 12, an intermediate layer 13, a magnetic layer 14, and a first protective layer 15 are formed on a substrate 10 is used. A magnetic recording medium was manufactured.

この基板１０は、好ましくは非磁性であり、磁気記録媒体の製造に従来から用いられている任意の材料を用いることができる。たとえば、ガラス、Ｎｉ−Ｐめっきを施されたアルミ合金、あるいはセラミック、プラスチックなどの材料を用いて作製された基板を用いることができる。   The substrate 10 is preferably non-magnetic, and any material conventionally used in the manufacture of magnetic recording media can be used. For example, a substrate manufactured using a material such as glass, Ni-P plated aluminum alloy, ceramic, plastic, or the like can be used.

基板１０と軟磁性層１１の間に非磁性下地層を任意選択的に設けてもよく、この非磁性下地層は、Ｔｉ、またはＣｒＴｉ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。   A nonmagnetic underlayer may optionally be provided between the substrate 10 and the soft magnetic layer 11, and this nonmagnetic underlayer is formed using a nonmagnetic material containing Cr such as Ti or CrTi alloy. be able to.

軟磁性層１１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ＣｏＺｒＮｄ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＴａＺｒなどのＣｏ合金を含む非晶質材料を用いて形成することができる。軟磁性層は、垂直磁気記録媒体において、磁気ヘッドの発生する垂直方向磁界を磁気記録層に集中させる機能を有する。軟磁性層の膜厚は、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５〜１００ｎｍであることが、生産性との兼ね合いから望ましい。   As the soft magnetic layer 11, 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 CoZrNd, CoZrNb, or CoTaZr is used. Can be formed. The soft magnetic layer has a function of concentrating the perpendicular magnetic field generated by the magnetic head on the magnetic recording layer in the perpendicular magnetic recording medium. Although the optimum value of the thickness of the soft magnetic layer varies depending on the structure and characteristics of the magnetic head used for recording, it is preferably about 5 to 100 nm in view of productivity.

シード層１２は中間層１３となるＲｕなどの結晶配向を制御する結晶性の層であり、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。シード層は、磁気記録層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、１０ｎｍ以下の厚みでスパッタリング法により成膜されることが望ましい。   The seed layer 12 is a crystalline layer that controls the crystal orientation of Ru or the like to be the intermediate layer 13, and is a permalloy material such as NiFeAl, NiFeSi, NiFeNb, NiFeB, NiFeNbB, NiFeMo, NiFeCr; CoNiFe, CoNiFeSi, CoNiFeB A material obtained by further adding Co to a permalloy-based material such as CoNiFeNb; Co; or a Co-based alloy such as CoB, CoSi, CoNi, or CoFe. The seed layer desirably has a film thickness sufficient to control the crystal structure of the magnetic recording layer, and is usually formed by sputtering with a thickness of 10 nm or less.

中間層１３は磁気記録層の磁区配向を制御する層であり、このためにシード層１２により結晶配向される。この中間層１３はＲｕ、もしくはＲｕを主成分とする合金を用いて形成することができる。中間層１３は、１〜１０ｎｍの厚みを有する層であり、スパッタリング法などにより成膜される。このような膜厚とすることによって、磁気記録層の磁気特性や電磁変換特性を劣化させることなしに、高密度記録に必要な特性を磁気記録層に付与することが可能となる。   The intermediate layer 13 is a layer that controls the magnetic domain orientation of the magnetic recording layer. For this purpose, the intermediate layer 13 is crystallized by the seed layer 12. The intermediate layer 13 can be formed using Ru or an alloy containing Ru as a main component. The intermediate layer 13 is a layer having a thickness of 1 to 10 nm, and is formed by a sputtering method or the like. By setting the film thickness as described above, it is possible to impart characteristics necessary for high-density recording to the magnetic recording layer without deteriorating the magnetic characteristics and electromagnetic conversion characteristics of the magnetic recording layer.

磁性層１４は磁区配向されて磁気記録層となる層であり、好適には、少なくともＣｏとＰｔを含む合金の強磁性材料を用いて形成することができる。強磁性材料の磁化容易軸は、磁気記録を行う方向に向かって配向していることが必要である。たとえば、垂直磁気記録を行うためには、磁気記録層の材料の磁化容易軸（六方最密充填（ｈｃｐ）構造のｃ軸）が、記録媒体表面（すなわち基体の主平面）に垂直方向に配向していることが必要である。磁気記録層は、たとえばＣｏＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＣｒＰｔＴａなどの合金材料を用いて形成することができる。磁気記録層の膜厚は、特に限定されるものではない。しかしながら、生産性および記録密度向上の観点から、磁気記録層は、５〜５０ｎｍの膜厚を有し、スパッタリング法などにより成膜される。   The magnetic layer 14 is a layer that is magnetically oriented and becomes a magnetic recording layer, and can be preferably formed using a ferromagnetic material of an alloy containing at least Co and Pt. The easy axis of magnetization of the ferromagnetic material needs to be oriented in the direction in which magnetic recording is performed. For example, in order to perform perpendicular magnetic recording, the easy magnetization axis (c-axis of the hexagonal close-packed (hcp) structure) of the material of the magnetic recording layer is oriented in the direction perpendicular to the surface of the recording medium (that is, the main plane of the substrate). It is necessary to do. The magnetic recording layer can be formed using an alloy material such as CoPt, CoCrPt, CoCrPtB, or CoCrPtTa. The film thickness of the magnetic recording layer is not particularly limited. However, from the viewpoint of improving productivity and recording density, the magnetic recording layer has a thickness of 5 to 50 nm and is formed by sputtering or the like.

第１の保護層１５はＤＬＣなどのカーボンからなる厚み１０ｎｍ以下の層であり、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などにより成膜される。   The first protective layer 15 is a layer made of carbon such as DLC and having a thickness of 10 nm or less, and is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like.

最初に、従来のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法と同様にして、第１の保護層１５の上に、紫外線硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、あるいは熱硬化型樹脂などの樹脂材料、あるいはＳＯＧを塗布して、膜厚５０〜２００ｎｍのマスク層１６を形成する。マスク層１６は、スピンコートまたはスプレーコートなどの方法によって形成することができる。   First, a resin material such as an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, or a thermosetting resin is formed on the first protective layer 15 in the same manner as in the conventional method for manufacturing a patterned media type magnetic recording medium. Or SOG is apply | coated and the mask layer 16 with a film thickness of 50-200 nm is formed. The mask layer 16 can be formed by a method such as spin coating or spray coating.

次いで、マスク層１６に、所定の形状の凹凸パターンを形成する。凹凸パターンの形成は、ナノインプリント成型により実施してもよい。あるいはまた、マスク層１６が紫外線硬化型樹脂で形成されている場合、電子ビーム描画あるいはフォトマスクを用いた露光によって、凹凸パターンを形成してもよい。   Next, an uneven pattern having a predetermined shape is formed on the mask layer 16. The formation of the concavo-convex pattern may be performed by nanoimprint molding. Alternatively, when the mask layer 16 is formed of an ultraviolet curable resin, the concave / convex pattern may be formed by electron beam drawing or exposure using a photomask.

パターンドメディアの凹凸パターンは，トラック方向に凹凸を形成するディスクリートトラックメディア型のパターンとしてもよく、ビットパターン型としてもよい。   The uneven pattern of the patterned medium may be a discrete track media type pattern that forms unevenness in the track direction, or may be a bit pattern type.

ナノインプリント成型によりマスク材料に凹凸パターンを形成する場合、マスク材料の塗布厚さは、ナノインプリントによるモールドの凹凸パターンの高さによって変更する必要があり、凹凸パターンの高さ±１０ｎｍ程度が最適である。   When a concavo-convex pattern is formed on a mask material by nanoimprint molding, the coating thickness of the mask material needs to be changed depending on the height of the concavo-convex pattern of the mold by nanoimprint, and the height of the concavo-convex pattern is about ± 10 nm.

次いで、凹凸パターン形成工程において、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ等の不活性ガスによるイオンビームエッチングあるいは反応性ガスを用いる反応性イオンエッチングなどによりマスク層１６の凹部の樹脂残膜を除去し、第１の保護層１５及び磁性層１４を部分的に除去する。   Next, in the concavo-convex pattern forming step, the resin residual film in the concave portion of the mask layer 16 is removed by ion beam etching using an inert gas such as Ar, He, or Ne or reactive ion etching using a reactive gas. The protective layer 15 and the magnetic layer 14 are partially removed.

イオンビームエッチングの場合、基板角度はイオンビームの入射方向に垂直な面に対して０°〜７０°とすることが好ましい。   In the case of ion beam etching, the substrate angle is preferably 0 ° to 70 ° with respect to a plane perpendicular to the incident direction of the ion beam.

次に、図１（ａ）に示すように、磁性層１４、第１の保護層１５、およびマスク層１６が積層されている凸部、ならびに中間層１３の表面が露出した凹部が形成された磁気記録媒体中間体の表面に、マスク層１６を除去しない状態で、マスク層１６も覆うように、第２の保護層１７を成膜する。第２の保護層１７の材料として、たとえば、ＤＬＣなどを用いることができる。第２の保護層１７は、スパッタリングまたはＣＶＤにより形成することができる。第２の保護層１７の膜厚は、凸部表面および凹部底面の両方において２ｎｍ以上であることが好ましい。   Next, as shown in FIG. 1A, a convex portion where the magnetic layer 14, the first protective layer 15, and the mask layer 16 are laminated, and a concave portion where the surface of the intermediate layer 13 is exposed are formed. A second protective layer 17 is formed on the surface of the magnetic recording medium intermediate so as to cover the mask layer 16 without removing the mask layer 16. As a material of the second protective layer 17, for example, DLC or the like can be used. The second protective layer 17 can be formed by sputtering or CVD. The thickness of the second protective layer 17 is preferably 2 nm or more on both the convex surface and the concave bottom surface.

次に、非磁性材料充填工程において、凹部を充填するように非磁性材料１８を膜厚が２０〜１００ｎｍとなるように成膜する。この非磁性材料１８としては、例えば、ＳｉＯ2を例示でき、ＳｉＯ2の成膜法としては、スパッタリングまたはＰＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）を挙げることができる。 Next, in the nonmagnetic material filling step, the nonmagnetic material 18 is deposited so as to have a film thickness of 20 to 100 nm so as to fill the recesses. As this nonmagnetic material 18, for example, SiO 2 can be exemplified, and examples of the SiO 2 film forming method include sputtering or PCVD (plasma CVD).

図１（ｂ）に示すように、この成膜により、非磁性材料１８は前記凹部を充填し、かつ、凸部表面にも成膜されている。   As shown in FIG. 1B, by this film formation, the nonmagnetic material 18 fills the concave portion and is also formed on the convex surface.

スパッタリングまたはＰＣＶＤによるＳｉＯ2の成膜の代わりに、ＳＯＧをスピンコートにより充填してもよい。この場合、第２の保護層があるのでＳＯＧはプロセスを通して磁性層に接触することがなく、ＳＯＧに含まれるＯＨ基により磁性層が腐食することはない。 Instead of forming the SiO 2 film by sputtering or PCVD, SOG may be filled by spin coating. In this case, since the second protective layer is present, the SOG does not contact the magnetic layer throughout the process, and the magnetic layer is not corroded by the OH group contained in the SOG.

次に平坦化工程において、凸部に形成された非磁性材料１８、第２の保護層１７およびマスク層１６を除去して、平坦な表面を有するパターンドメディア型磁気記録媒体を作製する。最初に、イオンビームエッチングにより、凸部に形成された非磁性材料１８を除去して、第２の保護層１７を露出させる。この工程は、Ａｒなどの不活性ガスの雰囲気で実施し、当該不活性ガスのイオンによって非磁性材料１８をエッチングする。このエッチングによって凸部に形成された非磁性材料１８が除去される。同時に凹部に充填された非磁性材料１８もエッチングされるが、斜め入射のイオンエッチングを行うことにより凹部に充填された非磁性材料１８は凸部に形成された非磁性材料１８に比べてエッチングされる量も少なくてすむ。   Next, in the planarization step, the nonmagnetic material 18, the second protective layer 17 and the mask layer 16 formed on the convex portions are removed, and a patterned media type magnetic recording medium having a flat surface is produced. First, the non-magnetic material 18 formed on the convex portion is removed by ion beam etching, and the second protective layer 17 is exposed. This step is performed in an atmosphere of an inert gas such as Ar, and the nonmagnetic material 18 is etched by ions of the inert gas. By this etching, the nonmagnetic material 18 formed on the convex portion is removed. At the same time, the nonmagnetic material 18 filled in the concave portion is also etched, but the nonmagnetic material 18 filled in the concave portion is etched in comparison with the nonmagnetic material 18 formed in the convex portion by performing obliquely incident ion etching. Less amount is needed.

この状態に達したら、第２の保護層１７のエッチングレートが非磁性材料１８のエッチングレートよりも十分速くなる反応性ガスを導入する。このような反応性ガスとして酸素あるいはオゾンを含有するガスを用いることができ、イオンビームエッチングの雰囲気ガスとしてＡｒを用いた場合は酸素あるいはオゾンとＡｒの混合ガスにすることにより反応性ガスの濃度調節を行うことができる。このＯ2あるいはオゾンとＡｒの混合ガスにおける両ガスの混合比は１０：１〜１０：１０とすることが好ましい。この反応性イオンエッチングにより、凸部の上のマスク層１６を露出させる。第２の保護層１７のＤＬＣが全てエッチングされた時点で、ＳｉＯ2はほとんどエッチングされていないため、基板表面の凹凸は１５ｎｍ程度に減少する。マスク層１６を露出させた状態を図１（ｄ）に示す。 When this state is reached, a reactive gas is introduced so that the etching rate of the second protective layer 17 is sufficiently faster than the etching rate of the nonmagnetic material 18. A gas containing oxygen or ozone can be used as such a reactive gas. When Ar is used as the atmosphere gas for ion beam etching, the concentration of the reactive gas can be obtained by using oxygen or a mixed gas of ozone and Ar. Adjustments can be made. The mixing ratio of both gases in the O 2 or ozone / Ar mixed gas is preferably 10: 1 to 10:10. By this reactive ion etching, the mask layer 16 on the convex portion is exposed. When all the DLC of the second protective layer 17 is etched, SiO 2 is hardly etched, so that the unevenness of the substrate surface is reduced to about 15 nm. The state where the mask layer 16 is exposed is shown in FIG.

次いで、さらにエッチングを続けて凸部の上のマスク層１６を除去する。マスク層１６が樹脂材料からなる場合は、第２の保護層１７のエッチングに用いた反応性ガス、例えばＯ2を用いた反応性エッチングにより平坦化を行う。この時も、ＳｉＯ2はほとんどＯ2プラズマでエッチングされないため、基板表面の凹凸は５ｎｍ以下となる。凸部の上のマスク層を除去して第１の保護層１５を露出させたら反応性ガス導入を停止してエッチングを終了させる。凸部の上のマスク層を除去して第１の保護層１５を露出させた状態を図１（ｅ）に示す。なお、第２の保護膜１７の露出、マスク層１６の露出及び第１の保護層１５の露出は、エッチングレートと各膜厚から分かるエッチング時間で管理する。 Next, the etching is further continued to remove the mask layer 16 on the convex portion. When the mask layer 16 is made of a resin material, planarization is performed by reactive etching using a reactive gas such as O 2 used for etching the second protective layer 17. Also at this time, since SiO 2 is hardly etched by O 2 plasma, the unevenness of the substrate surface is 5 nm or less. When the mask layer on the convex portion is removed to expose the first protective layer 15, the reactive gas introduction is stopped and the etching is terminated. FIG. 1E shows a state where the mask layer on the convex portion is removed and the first protective layer 15 is exposed. Note that the exposure of the second protective film 17, the exposure of the mask layer 16, and the exposure of the first protective layer 15 are managed by an etching time determined from the etching rate and each film thickness.

エッチングマスクがＳＯＧの場合は、ＳＯＧのエッチングガスにＣxＦy系、ＣxＨyＦz系のガスを用いた反応性エッチングにより平坦化を行う。このようなガスの具体例として、ＣＦ4を例示することができる。ＡｒとＣＦ4の混合比は１０：１〜１０：１０とすることが好ましい。 If the etching mask is SOG, it is flattened to an etching gas SOG C x F y type, by reactive etching using a C x H y F z based gas. As a specific example of such a gas, CF 4 can be exemplified. The mixing ratio of Ar and CF 4 is preferably 10: 1 to 10:10.

この場合も、最終的な基板表面の凹凸は５ｎｍ以下となる。   Also in this case, the final unevenness of the substrate surface is 5 nm or less.

従来の製造方法の場合、基板表面の凹凸を５ｎｍ以下とするには充填するＳｉＯ2の膜厚が４０ｎｍ以上必要であるが、本発明では２０ｎｍで平坦化が可能となり、ＳｉＯ2の薄膜化に必要な時間を短縮できる。 For conventional manufacturing method, the unevenness of the substrate surface and 5nm or less are required film thickness of the SiO 2 to be filled is more than 40 nm, the present invention enables flattening at 20 nm, a thin film of SiO 2 The required time can be shortened.

最後に第３の保護層１９として例えば、ＤＬＣなどのカーボン性材料をＣＶＤ法により成膜し、その上にスパッタリングによりカーボンを成膜する（第３保護層形成工程）。   Finally, for example, a carbonaceous material such as DLC is formed as the third protective layer 19 by CVD, and carbon is formed thereon by sputtering (third protective layer forming step).

これらの工程により、アフターコロージョンの無い生産性のよいパターンドメディア型磁気記録媒体の製作が可能となることがわかる。   It can be seen that these steps make it possible to produce a patterned media type magnetic recording medium with good productivity and no after-corrosion.

以下に、実施例を用いて本発明をさらに説明する。   The present invention will be further described below with reference to examples.

＜実施例１＞
本実施例においては、基板材料としてガラスを用い、基板１０の上にＣｏＺｒＮｂからなる軟磁性層１１を４５ｎｍ形成した。 <Example 1>
In this example, glass was used as the substrate material, and the soft magnetic layer 11 made of CoZrNb was formed to 45 nm on the substrate 10.

次にこの軟磁性層１１の表面に、Ｒｕからなる中間層１３の結晶配向を制御するためにＣｏＮｉＦｅＳｉからなる結晶性のシード層１２を５ｎｍ形成した。   Next, 5 nm of a crystalline seed layer 12 made of CoNiFeSi was formed on the surface of the soft magnetic layer 11 in order to control the crystal orientation of the intermediate layer 13 made of Ru.

続いてＲｕからなる中間層１３をスパッタリング法により厚み１０ｎｍになるように成膜した。   Subsequently, an intermediate layer 13 made of Ru was formed to a thickness of 10 nm by sputtering.

その後、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ2からなるグラニュラー層を８ｎｍ形成し、その上にＲｕを０．２ｎｍ形成し、さらにその上にＣｏＣｒＰｔＢを８ｎｍ形成して、垂直磁気記録層（磁性層）１４とした。 Thereafter, a granular layer made of CoCrPt—SiO 2 was formed to 8 nm, Ru was formed to 0.2 nm thereon, and CoCrPtB was further formed to 8 nm thereon to form a perpendicular magnetic recording layer (magnetic layer) 14.

その後、第１の保護層１５としてＤＬＣをＣＶＤ法により３．５ｎｍ成膜した。
次に、マスク層１６としてアクリル樹脂をスピンコート法により５０ｎｍの厚みで塗布した後、ナノインプリント成型によりマスク層材料に凹凸パターンを形成した。 Thereafter, DLC was deposited to a thickness of 3.5 nm as the first protective layer 15 by a CVD method.
Next, an acrylic resin was applied as a mask layer 16 with a thickness of 50 nm by spin coating, and then an uneven pattern was formed on the mask layer material by nanoimprint molding.

パターンドメディアの凹凸パターンは、トラック方向に凹凸を形成するディスクリートトラックメディア型のパターンとし、パターンピッチを６０ｎｍとして形成した。   The concavo-convex pattern of the patterned media was a discrete track media type pattern in which concavo-convex portions were formed in the track direction, and the pattern pitch was 60 nm.

引き続き、不活性ガスによるイオンビームエッチングを用いて、ＤＬＣからなる第１の保護層１５及び磁性層１４の加工を行った。即ち、マスク層１６で覆われていない部分の第１の保護層１５及び磁性層１４をエッチングした。不活性ガスとしてＡｒを用い、電流密度は０．４ｍＡ／ｃｍ2とした。基板角度はイオンビームの入射方向に垂直な面に対して３０°とした。 Subsequently, the first protective layer 15 and the magnetic layer 14 made of DLC were processed by ion beam etching using an inert gas. That is, the portions of the first protective layer 15 and the magnetic layer 14 that are not covered with the mask layer 16 were etched. Ar was used as an inert gas, and the current density was 0.4 mA / cm 2 . The substrate angle was 30 ° with respect to a plane perpendicular to the ion beam incident direction.

次にマスク層１６を除去しない状態で、マスク層１６上にも被さるようにＤＬＣからなる第２の保護層１７をＣＶＤ法により５ｎｍの厚みで成膜した。   Next, in a state where the mask layer 16 was not removed, a second protective layer 17 made of DLC was formed to a thickness of 5 nm by the CVD method so as to cover the mask layer 16 as well.

さらに、凹部を充填するように非磁性材料１８であるＳｉＯ2をスパッタリングにより３０ｎｍ成膜した。この段階で基板表面の凹凸は２０ｎｍ程度であった。 Further, the SiO 2 which is a non-magnetic material 18 so as to fill the recess and 30nm by sputtering. At this stage, the unevenness of the substrate surface was about 20 nm.

次に、Ａｒイオンビームエッチングを用いて凸部上面の非磁性材料１８を除去し、第２の保護層１７を露出させた。第２の保護層１７が露出した段階で、混合比を２：１としたＡｒとＯ2の混合ガスを導入して露出した第２の保護層１７をエッチングした。反応性ガスとしてＯ2を含有するガスを用いると、第２の保護層１７のエッチングレートが非磁性材料１８のエッチングレートよりも十分速くなる。 Next, the nonmagnetic material 18 on the upper surface of the convex portion was removed using Ar ion beam etching, and the second protective layer 17 was exposed. At the stage where the second protective layer 17 was exposed, the exposed second protective layer 17 was etched by introducing a mixed gas of Ar and O 2 with a mixing ratio of 2: 1. When a gas containing O 2 is used as the reactive gas, the etching rate of the second protective layer 17 is sufficiently faster than the etching rate of the nonmagnetic material 18.

ＤＬＣからなる第２の保護層１７が全てエッチングされた時点で、ＳｉＯ2はほとんどエッチングされていないため、基板表面の凹凸は１５ｎｍ程度に減少する。なお、第２の保護層１７の露出、マスク層１６の露出及び第１の保護層１５の露出は、エッチングレートと各膜厚から分かるエッチング時間で管理した。 When all of the second protective layer 17 made of DLC is etched, SiO 2 is hardly etched, so that the unevenness of the substrate surface is reduced to about 15 nm. The exposure of the second protective layer 17, the exposure of the mask layer 16, and the exposure of the first protective layer 15 were controlled by the etching time and the etching time that can be determined from each film thickness.

次いで、第２の保護層１７が全てエッチングされて露出したマスク層１６を、同条件のO2プラズマでエッチングして第１の保護層１５を露出させた。非磁性材料１８と第１の保護層１５とで構成された基板表面の凹凸は５ｎｍ以下となった。 Next, the mask layer 16 exposed by etching the entire second protective layer 17 was etched with O 2 plasma under the same conditions to expose the first protective layer 15. The unevenness of the substrate surface constituted by the nonmagnetic material 18 and the first protective layer 15 was 5 nm or less.

最後にＤＬＣをＣＶＤ法により２ｎｍ成膜し、その上にスパッタリングによりカーボンを０．５ｎｍ成膜して第３の保護層１９を形成した。   Finally, DLC was deposited to a thickness of 2 nm by the CVD method, and carbon was deposited to a thickness of 0.5 nm thereon to form a third protective layer 19.

このようにして、アフターコロージョンの無い、生産性のよいパターンドメディア型磁気記録媒体が得られた。   In this way, a patterned media type magnetic recording medium with good productivity and no after-corrosion was obtained.

本発明のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法の１実施形態である工程を示す基板断面模式図である。It is a board | substrate cross-sectional schematic diagram which shows the process which is one Embodiment of the manufacturing method of the patterned media type magnetic recording medium of this invention. 従来のパターンドメディア型磁気記録媒体製造方法の工程を示す基板断面模式図である。It is a board | substrate cross-sectional schematic diagram which shows the process of the conventional patterned media type magnetic recording medium manufacturing method.

符号の説明Explanation of symbols

１０・・・基板
１１・・・軟磁性層
１２・・・シード層
１３・・・中間層
１４・・・磁気記録層（磁性層）
１５・・・第１の保護層
１６・・・マスク層
１７・・・第２の保護層
１８・・・非磁性材料
１９・・・第３の保護層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Substrate 11 ... Soft magnetic layer 12 ... Seed layer 13 ... Intermediate layer 14 ... Magnetic recording layer (magnetic layer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 15 ... 1st protective layer 16 ... Mask layer 17 ... 2nd protective layer 18 ... Nonmagnetic material 19 ... 3rd protective layer

Claims (6)

基板表面に少なくとも磁性層および第１の保護層を含む磁気記録媒体中間体を準備する準備工程と、
所定のパターンを有するマスクを用いて前記磁気記録媒体中間体の、第１の保護層及び磁性層を部分的に除去して凹凸パターンを形成する凹凸パターン形成工程と、
凹凸パターンの全表面に第２の保護層を形成する第２保護層形成工程と、
凹凸パターンの凹部に非磁性材料を充填し、かつ、凸部表面にも非磁性材料層を形成する非磁性材料充填工程と、
凸部表面の非磁性材料層、第２の保護層及びマスクを除去して、平坦な表面を有するパターンドメディア型磁気記録媒体を形成する平坦化工程と
を含むことを特徴とするパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。 Preparing a magnetic recording medium intermediate including at least a magnetic layer and a first protective layer on a substrate surface;
A concavo-convex pattern forming step of forming a concavo-convex pattern by partially removing the first protective layer and the magnetic layer of the magnetic recording medium intermediate using a mask having a predetermined pattern;
A second protective layer forming step of forming a second protective layer on the entire surface of the concavo-convex pattern;
A non-magnetic material filling step of filling a concave portion of the concave-convex pattern with a non-magnetic material and forming a non-magnetic material layer also on the convex portion surface;
And a planarization step of forming a patterned media type magnetic recording medium having a flat surface by removing the nonmagnetic material layer, the second protective layer, and the mask on the convex surface. Type magnetic recording medium manufacturing method. 前記平坦化工程が、イオンビームエッチングにより非磁性材料層を除去する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。   The method of manufacturing a patterned media type magnetic recording medium according to claim 1, wherein the planarizing step includes a step of removing the nonmagnetic material layer by ion beam etching. 前記平坦化工程が、反応性ガスを用いる反応性イオンエッチングにより第２の保護層を除去する工程を含むことを特徴とする請求項２に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。   3. The method of manufacturing a patterned media type magnetic recording medium according to claim 2, wherein the planarization step includes a step of removing the second protective layer by reactive ion etching using a reactive gas. 前記平坦化工程が、反応性ガスを用いる反応性イオンエッチングによりマスクを除去する工程を含むことを特徴とする請求項２または３に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。   4. The method of manufacturing a patterned media type magnetic recording medium according to claim 2, wherein the planarizing step includes a step of removing the mask by reactive ion etching using a reactive gas. 前記平坦化工程において、導入する反応性ガスが酸素あるいはオゾンを含有するガスであることを特徴とする請求項３または４に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。   5. The method of manufacturing a patterned media type magnetic recording medium according to claim 3, wherein the reactive gas introduced in the planarization step is a gas containing oxygen or ozone. 前記第２保護層形成工程において形成する第２の保護層の厚みを磁性層凸部上面および凹部の底面で２ｎｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターンドメディア型磁気記録媒体の製造方法。   The thickness of the 2nd protective layer formed in the said 2nd protective layer formation process shall be 2 nm or more by the magnetic layer convex part upper surface and the bottom face of a recessed part, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. A method for manufacturing a patterned media type magnetic recording medium.
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