情報記録媒体用基板の製造方法および該基板を用いた情報磁気記録媒体
【課題】昇温時の低い実効的熱伝導率および降温時の高い実効的熱伝導率という矛盾する熱特性、および高い円環抗折強度および高い衝撃落下強度という静的および動的な機械的強度の要求を満たす情報記録媒体用基板の製造方法の提供。
【解決手段】シリコン単結晶支持体の全面上に窒化シリコン膜を堆積し、基板内周部の窒化シリコン膜を除去し、基板内周部において露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して５０ｎｍ以上の膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜を形成し、窒化シリコン膜を除去し、主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部において露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、１０ｎｍ以下の膜厚を有する第２ＳｉＯ２膜を形成することを特徴とする情報記録媒体用基板の製造方法。
【解決手段】シリコン単結晶支持体の全面上に窒化シリコン膜を堆積し、基板内周部の窒化シリコン膜を除去し、基板内周部において露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して５０ｎｍ以上の膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜を形成し、窒化シリコン膜を除去し、主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部において露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、１０ｎｍ以下の膜厚を有する第２ＳｉＯ２膜を形成することを特徴とする情報記録媒体用基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体用基板の製造方法および該方法で製造された基板を用いた情報磁気記録媒体に関する。本発明の方法で製造される情報記録媒体用基板は、コンピュータの外部記憶装置をはじめとする各種磁気記録装置に搭載される磁気記録媒体などに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
近年の磁気ディスクの高密度記録化に伴い、磁気記録方式は従来の面内記録方式（長手記録方式）から垂直記録方式に移行している。垂直記録方式の開発により記録密度は飛躍的に改善され、面内記録方式では記録密度が１００Ｇｂｉｔｓ／平方インチで頭打ちであったものが、現在では、４００Ｇｂｉｔｓ／平方インチを超えるに至っている。しかし、第一世代の単純な垂直記録方式では、４００Ｇｂｉｔｓ／平方インチが限界となっている。この理由は、記録密度を上げるためにはビットサイズをより小さくしなくてはならない一方で、ビットサイズを小さくしていくと、熱揺らぎによるビットの劣化すなわちランダムな磁化の反転が生じやすくなるためである。このような熱揺らぎによるビットの劣化を回避するためには、以下の式（１）を満足することが必須条件である。
【０００３】
【数１】
【０００４】
式（１）中、Ｋｕは結晶磁気異方性エネルギー定数であり、Ｖは磁気記録層のビット当たりの体積であり、ｋはボルツマン定数であり、およびＴは絶対温度である。式（１）の左辺は熱安定性指数と呼ばれる。
【０００５】
すなわち、ビットサイズを小さくする際には、必然的に体積Ｖが減少する。熱揺らぎの不安定性に打ち勝つためには、体積Ｖの減少に抗して、熱安定性指数が式（１）を満足させる必要がある。使用温度が一定の場合には、熱安定性指数を大きくするためには、結晶磁気異方性エネルギー定数Ｋｕの値を大きくする必要がある。Ｋｕは物質に依存する定数で、（２）式のような関係がある。
【０００６】
【数２】
【０００７】
式（２）中、Ｈｃは保持力を示し、Ｍｓは飽和磁化を示し、ならびにＮｚおよびＮｙは各々ｚ方向およびｙ方向の反磁界係数を示す。
【０００８】
式（２）から、保持力ＨｃがＫｕに比例することが分かる。つまり、上述したように熱揺らぎを克服しようとしてＫｕの大きな物質を選択すると、磁化の反転する磁界の強さを表す保持力Ｈｃも大きくなり、このため磁気ヘッドによる磁化の反転がし難くなり、つまり情報の書き込みが難しくなる現象が起こる。このように、高密度化に伴う体積の減少によってもたらされる、「熱揺らぎによる記録の長期安定性」および「高Ｈｃ化による記録の困難性」のトレードオフの関係のために、従来の取り組みの延長では解決策は見出すことができなかった。
【０００９】
最近、前述のトレードオフの関係を克服するための方法が提案されるようになってきている。そのなかでも有力な方法として熱アシスト記録方式がある。（特許文献１および２参照）。
【００１０】
熱アシスト記録方式は、前述のトレードオフ状態を「高Ｈｃ化による記録の困難性」の解決を突破口として、「熱揺らぎによる記録の長期安定性」の課題を解決するものである。具体的には、高Ｋｕ材料を用いた磁気記録媒体に対して磁気ヘッドにより情報を書き込む時に、光を短時間照射することにより磁気記録媒体を加熱して、記録媒体のＨｃを短時間低減させることで、低い磁場でも書き込みを可能とするものである。熱揺らぎによる長期安定性は、熱揺らぎによるビットの劣化が生じないほど短時間のうちに、再び読み込み温度まで冷却することで、確保可能である。
【００１１】
このように、次世代の垂直記録方式としてプロトタイプの熱アシスト記録方式の研究開発が始まり、原理的には記録密度が１Ｔｂｉｔ／平方インチを越える可能性も示唆されている（非特許文献１）。このように、熱アシスト記録方式は原理的には大きなポテンシャルを持っており、次世代の垂直記録方式の有力候補との位置づけがなされてきている。しかしながら、実用化に向けての詳細な検討が進むにつれて、様々な問題点も見つかってきた。
【００１２】
問題点の１つは、基板である。現在、磁気記録媒体用基板として実際に使用されている基板は、アルミニウム基板およびガラス基板である。アルミニウム基板は、アルミニウム母材表面に約１０μｍのＮｉＰメッキを施したもので、主としてデスクトップＰＣや据え置き型のＨＤＤレコーダに使われている。ガラス基板にはアモルファス系の基板および結晶化ガラス系の基板があり、いずれもノートＰＣなどのモバイル用途に用いられている。その他に、実用化は進んではいないが、シリコン単結晶基板が提案されている（特許文献３および４参照）。
【００１３】
熱アシスト記録方式における磁気ヘッドによる書き込み時には、光照射により希望する記録部位が瞬間的かつ局所的に昇温し、書き込み終了と同時に光照射が終了させ、その後、記録部位が急速に使用温度まで冷却されることが望ましい。このような挙動を成立させるためには、昇温時に基板に求められる特性は熱伝導率が小さいことが要求される。すなわち、昇温時に少ないエネルギーで局所的かつ急激な温度上昇を達成するために、目的とする場所以外は極力温度を上げないことが望ましい。このために熱伝導率が低いことが望ましい。一方、冷却時に基板に求められる特性は熱伝導率が大きいことが要求される。すなわち、冷却時には、昇温した微小部分に書き込んだ情報が安定して存在できるように、できるだけ速やかに使用温度まで冷却するのが望ましく、このためには基板がヒートシンクの役割を果たすように、熱伝導率が高い材料が必要である。
【００１４】
熱伝導率は材料に固有の数値であり、ガラスの熱伝導率は１．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、アルミニウムの熱伝導率は２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ＮｉＰの熱伝導率は５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、シリコン単結晶の熱伝導率は１２６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。このように、ＮｉＰおよびガラスの熱伝導率はアルミニウムのような金属に比べて非常に小さいので、ＮｉＰメッキアルミニウム基板およびガラス基板は、熱アシスト記録方式の昇温時には優れた性能を示し、記録密度が１Ｔｂｉｔ／平方インチを越えるような昇温パフォーマンスを示す。しかしながら、ＮｉＰ膜もガラス基板も熱伝導率が小さいために、熱アシスト記録方式の冷却時には所望の性能を示すことができない。具体的には、連続して書き込み・読み込みを続けていくと、磁気記録層の温度が十分に下がりきらず、時間経過につれて書き込んだ情報が不安定になっていく現象が見出された。
【００１５】
また、機械的強度も、情報記録媒体用基板に求められる重要な特性の１つである。慣用的に情報記録媒体用基板として用いられているＮｉＰメッキアルミニウム基板は、アルミニウムが高い強度を有するため、容易に破壊されることはない。また、脆性破壊の起こりやすいガラス基板については、（１）結晶化ガラスを利用する方法、あるいは（２）化学強化と呼ばれる処理により、基板表面に圧縮応力を誘起する方法を用いて、機械的強度の確保が行われている。
【００１６】
一方、シリコン基板もガラスと同様に脆性材料であり、特に単結晶であるために劈開面に沿ってクラックが発生しやすい。情報記録媒体用基板の機械的強度の１つに円環抗折強度と呼ばれるものがある。円環抗折強度は、情報記録媒体がハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に組み込まれるときに、媒体内周部をクランプした場合の機械的強度を模擬したものである。ＨＤＤ中で、情報記録媒体は内周でクランプされるため、媒体に過剰な力が加わった場合には内周端面から破壊が進む。ガラス基板およびシリコン基板などの脆性材料に応力が加わった時には、表面に存在するクラックの先端に応力が集中する。したがってため、基板に孔を開けるコアリング工程でできたクラックの程度が円環抗折強度に影響を与え、クラック深さ分布に応じて極端に強度の弱い基板が得られるおそれがある。これを避けるために、コアリングおよび端面チャンファリング工程後に、基板の内外周端面をポリッシュしてクラックを除去することによって、円環抗折強度の強化が図られてきた。
【００１７】
最近、ＨＤＤは、ノートパソコンなどのモバイル用途に用いられることが多くなってきている。このため、ＨＤＤが落下したときにも破壊しにくいことが求められており、情報記録媒体用基板に対しても、前述の円環抗折強度に加え、衝撃落下強度の高いことが求められている。衝撃落下強度試験は、情報記録媒体を組み込んだＨＤＤを落下衝撃試験装置に固定し、通常は１０００Ｇのピーク値の加速度を１ｍｓ程度の継続時間で印加して、基板が破壊するかどうかを調べる。前述の円環抗折強度の試験は、基板内周にゆっくりと力を加えて基板が破壊するのを調べる、準静的な破壊試験である。一方、落下衝撃試験は、加速度が印加される約１ｍｓの間に基板が振動して多重回にわたって内周クランプ部に力が加わる、動的な破壊試験である。したがって、必ずしも、円環抗折強度が高いものが落下衝撃強度が高いとは限らない。例えば、公称値２．５インチのシリコン基板は２８０Ｎの円環抗折強度を有し、該円環抗折強度は、公称値２．５インチのガラス基板の１５０Ｎに比較して高い。しかしながら、加速度１０００Ｇ×１ｍｓの落下衝撃試験では、ガラス基板の破壊確率がゼロであるのに対し、シリコン基板は３０％の高いの破壊確率を有する。したがって、衝撃落下強度の向上がシリコン基板の課題の１つとなっている。
【００１８】
【特許文献１】特開２００６−１２２４９号公報
【特許文献２】特開２００３−４５００４号公報
【特許文献３】特開平４−１４３９４６号公報
【特許文献４】特開平６−１９５７０７号公報
【特許文献５】特開平８−２１３４４９号公報
【特許文献６】特開平８−１０４５０６号公報
【特許文献７】特開２００６−１８８４１０号公報
【非特許文献１】FUJITSU, Vol. 58, No.1,pp.85-89 (2007)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
前述のように、熱アシスト記録方式の磁気記録媒体を実現するに当たって、（ａ）記録の容易性および記録されたビットの安定性を両立するために、昇温時の低い実効的熱伝導率および降温時の高い実効的熱伝導率という矛盾する熱特性を有すること、および（ｂ）高い円環抗折強度および高い衝撃落下強度という静的および動的な機械的強度を両立すること、という要求を満たす情報記録媒体用基板が求められている。
【００２０】
さらに、磁気記録媒体の構成層の成膜時には、構成層の密着強度の確保、および磁気記録媒体の磁気特性の改善を目的として、バイアス電圧を印加する場合がある。したがって、情報記録媒体用基板は、（ｃ）バイアス電圧を自由に印加できる構成および導電性を有することも求められている。
【００２１】
本発明の課題は、前述の（ａ）〜（ｃ）の全ての特性を満たす情報記録媒体用基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第１の実施形態である情報記録媒体用基板の製造方法は：（ａ）中心孔を有する円板形状を有し、主平面と、該中心孔に隣接する基板内周端面と、主平面および基板内周端面に隣接する基板内周チャンファー部と、該基板内周端面に対して主平面の反対側に位置する基板外周端面と、主平面および基板外周端面に隣接する基板外周チャンファー部とを有するシリコン単結晶支持体を準備する工程と；（ｂ）該シリコン単結晶支持体の全面上に窒化シリコン膜を堆積する工程と；（ｃ）基板内周端面および基板内周チャンファー部の上に形成された窒化シリコン膜を除去する工程と；（ｄ）基板内周端面および基板内周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、５０ｎｍ以上の膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜を形成する工程と、（ｅ）主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部の上に形成された窒化シリコン膜を除去する工程と；（ｆ）主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、１０ｎｍ以下の膜厚を有する第２ＳｉＯ２膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第２の実施形態の情報磁気記録媒体は、第１の実施形態の方法で製造された情報記録媒体用基板と、該情報記録媒体用基板の上に形成された磁気記録層とを少なくとも含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上の構成を採る本発明の情報記録媒体用基板の製造方法は、要求特性の異なる部位、すなわち、（１）基板内周端面および基板内周チャンファー部、ならびに（２）主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部に、それぞれ独立して熱酸化を実施することによって、必要な膜厚のＳｉＯ２膜を従来の方法に比較して効率よく提供することができる。これによって、所望の膜厚を得るためのＳｉＯ２膜のエッチング工程の必要性を排除し、同時に、ラップ工程および／またはポリッシュ工程のような後処理工程が容易となり、情報記録媒体用基板を安価かつ高い再現性で供給することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の方法で得られた情報記録媒体用基板を用いて作成される情報磁気記録媒体は、熱アシスト記録方式による高密度の記録が可能であり、同時にモバイル用途にも対応できる十分な静的および動的な機械的強度を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明者は、熱伝導率の低いＮｉＰ膜付きアルミニウム基板やガラス基板に替わり、熱伝導率の高い単結晶シリコン基板の主平面に熱伝導率の低いＳｉＯ２膜を形成することによって、昇温時の低い実効的熱伝導率および降温時の高い実効的熱伝導率という矛盾する熱特性を実現できることを見いだした。具体的には、２テラビット（Ｔｂ）／インチ２以上の記録密度を想定した場合、主平面上に形成されるＳｉＯ２膜の膜厚を１０ｎｍ以下とすることによって、昇温速度と高温速度とのバランスを満足することを見いだした。
【００２７】
また、本発明者は、シリコン基板内周端面、およびこれに隣接する内周チャンファー部を熱酸化して膜厚５０ｎｍ以上のＳｉＯ２膜を形成して、圧縮応力を誘起することにより、高い円環抗折強度および高い衝撃落下強度という静的および動的な機械的強度を両立できることを見いだした。
【００２８】
さらに、本発明者は、シリコン基板外周端面のＳｉＯ２膜の膜厚を１０ｎｍ以下とすることによって、シリコン基板にバイアス電圧を印加して、磁性膜の密着強度の確保および磁気特性の改善を達成できることを見いだした。
【００２９】
ここで、シリコン基板の各部位において異なる膜厚を要求されるＳｉＯ２膜を効率よく形成することが必要となる。シリコン基板の全面の熱酸化によってＳｉＯ２膜を形成しようとすると、膜厚５０ｎｍ以上のＳｉＯ２膜を形成した後に、基板内周端面および基板内周チャンファー部を除く面の上のＳｉＯ２膜をポリッシュなどの手法によって膜厚を低減する必要がある。この方法は、非常に効率の悪いものである。この問題に鑑みて、本発明者は、基板内周端面および基板内周チャンファー部を選択的に熱酸化し、その他の部位のＳｉＯ２膜の膜厚低減工程の必要性を排除ないし低減した情報記録媒体用基板の製造方法を提供する。本発明は、シリコンの選択的熱酸化のためのマスク材としての用途が知られ、かつ、ＲＩＥなどのドライエッチングまたは高温のリン酸水溶液もしくは過酸化水素水によるウェットエッチングによる除去が可能であること知られている窒化シリコンの特性を利用する（特許文献５および６参照）。
【００３０】
本発明の第１の実施形態の方法によって製造される情報記録媒体用基板の概略を図１に示す。図１（ａ）は情報記録媒体用基板の上面図を示し、図１（ｂ）は、切断線Ｉｂ−Ｉｂに沿った情報記録媒体用基板の断面図を示す。本発明の情報記録媒体用基板の形状は、中心孔８を有する円板形状であり、情報記録媒体において情報を記録する面となる主平面２を有する。基板内周部においては、該中心孔８に隣接し、主平面２に対して垂直な円柱面である基板内周端面４と、主平面２と基板内周端面４との間に位置し、主平面２に対して傾斜している切頭円錐面である基板内周チャンファー部６とを有する。基板外周部においては、基板内周端面４に対して主平面の反対側に位置し、主平面２に対して垂直な円柱面である基板外周端面５と、主平面２と基板外周端面５との間に位置し、主平面２に対して傾斜している切頭円錐面である基板外周チャンファー部７とを有する。本発明の情報記録媒体用基板は、シリコン単結晶支持体１０と、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の上の第１ＳｉＯ２膜２１と、主平面２および基板外周チャンファー部７の上の第２ＳｉＯ２膜２２とを含む。なお、図１には、基板外周端面５の上にＳｉＯ２膜が存在しない構成を例示したが、基板外周端面５の上に第２ＳｉＯ２膜２２が存在してもよい。
【００３１】
ここで、公称値２．５インチの寸法を有する基板に、磁気記録層として常温（２５℃）において５×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３（５×１０６Ｊ／ｍ３）にも達する高いＫｕ値を有する材料（たとえば、ＣｏＰｔ合金）の膜を成膜した記録媒体を用い、４２００ｒｐｍの回転数で駆動させて記録を行う場合を想定する。１つの例として、記録媒体中心から半径２０ｍｍの位置に存在するビットを昇温および降温させることを考察する。２Ｔｂ／インチ２の記録密度を想定すると、ビットの寸法は約φ１８ｎｍとなる。磁気ヘッドに搭載されているレーザからの光を、このビットに選択的に照射して昇温させるためには、レーザの照射時間を実効的にφ１８ｎｍのビットが停止しているとみなすことができるような短時間とする必要がある。記録媒体が４２００ｒｐｍで回転していることを考慮すると、レーザの照射時間をおよそ２ナノ秒に設定する必要がある。一方、レーザ照射により昇温されたビットが一定温度まで降温するのに必要な時間もまた、短時間であることが望ましい。しかしながら、昇温状態にあるビットの磁化の安定性、隣接するビットへの熱的な影響、ならびに表面保護膜および潤滑膜の耐熱性を考慮すると、昇温過程と同様に２ナノ秒で冷却することが望ましい。前述の昇温時間および降温時間は、主平面２上の第２ＳｉＯ２膜２２の膜厚を１０ｎｍ以下とすることによって実現することができる。
【００３２】
なお、同様の情報記録媒体において１Ｔｂ／インチ２の記録密度を想定すると、ビットの寸法は約φ２５ｎｍとなる。前述と同様の考察から、この場合の昇温時間および降温時間はおよそ３ナノ秒とすることが望ましい。昇温時間および降温時間が２Ｔｂ／インチ２の場合の１．５倍となったことによって、この場合には、主平面２上の第２ＳｉＯ２膜２２の膜厚を１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００３３】
本発明の情報記録媒体の製造方法を、図２を参照しながら説明する。最初に、工程（ａ）において、中心孔を有する円板形状を有し、主平面と、該中心孔に隣接する基板内周端面と、主平面および基板内周端面に隣接する基板内周チャンファー部と、該基板内周端面に対して主平面の反対側に位置する基板外周端面と、主平面および基板外周端面に隣接する基板外周チャンファー部とを有するシリコン単結晶支持体を準備する。
【００３４】
最初に、円筒形のシリコン単結晶インゴットをスライスして、図２（ａ）に示す円板形状を有するシリコン単結晶ブランク１１を作製する。この工程は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。
【００３５】
次いで、内周コアリング処理によって、図２（ｂ）に示すようにシリコン単結晶ブランク１１の中心に中心孔８を形成して、シリコン単結晶支持体１０を得る。この工程は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。
【００３６】
次いで、中心孔８の周囲の面取り（チャンファリング）を実施して、図２（ｃ）に示すように中心孔８の周囲に基板内周端面４および基板内周チャンファー部６を形成する。また、シリコン単結晶支持体１０の外周の面取り（チャンファリング）を実施して、図２（ｃ）に示すように基板外周端面５および基板外周チャンファー部７を形成する。この工程は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。
【００３７】
さらに、基板内周部（基板内周端面４および基板内周チャンファー部６）および基板外周部（基板外周端面５および基板外周チャンファー部７）のポリッシュ処理を行う。この工程は、基板内周部および基板外周部に存在する可能性のある異物または突起などを除去して、引き続く窒化シリコン膜形成工程において均一な膜厚を有する窒化シリコン膜３０を形成すること、および熱酸化工程において均一な膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜２１を形成することに有用である。
【００３８】
任意選択的であるが、シリコン単結晶インゴットのスライス後のシリコン単結晶ブランク１１（図２（ａ））の主平面、内周コアリング後のシリコン単結晶支持体１０（図２（ｂ））の主平面２、および／または内周および外周の面取り後のシリコン単結晶支持体１０（図２（ｃ））の主平面２のラップおよびポリッシュ処理を行って、主平面２の平滑化ならびに主平面２上の異物および突起などの除去を行ってもよい。ラップおよびポリッシュ処理は、各段階で行ってもよいし、前述の段階のいくつかにおいて行ってもよい。これらの処理は、引き続く窒化シリコン膜形成工程において均一な膜厚を有する窒化シリコン膜３０を形成するのに有用である。
【００３９】
次いで、工程（ｂ）として、図２（ｄ）に示すように、シリコン単結晶支持体１０の全面上に窒化シリコン膜３０を堆積する。窒化シリコン膜３０の作製は、ＣＶＤ法（熱ＣＶＤ法およびプラズマＣＶＤ法を含む）、蒸着法、およびスパッタ法などの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。たとえば、６５Ｐａの圧力のＳｉＨ２Ｃｌ２およびＮＨ３の混合ガスを、７７０℃に加熱したシリコン単結晶支持体１０に供給する減圧ＣＶＤ法を用いて、窒化シリコン膜３０の作製を行うことができる。
【００４０】
次いで、工程（ｃ）として、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の上に形成された窒化シリコン膜３０を選択的に除去して、図２（ｅ）に示すように基板内周端面４および基板内周チャンファー部６においてシリコン単結晶を露出させる。窒化シリコン膜３０の除去は、１６０℃に加熱した濃度８９％のリン酸水溶液、または９５℃に加熱した濃度２９％の過酸化水素水を用いることによって行うことができる。
【００４１】
工程（ｃ）は、たとえば、ガラス基板の内周端面部にあるクラックを選択的に除去するために提案された方法（特許文献７参照）に倣って作製された、図３に示す装置を用いて実施することができる。図３（ａ）において、工程（ｂ）によって得られる全面に窒化シリコン膜３０が形成されたシリコン単結晶支持体１０の積層体１００は、その両側を、スペーサ３０２、パッキン３０３、押さえ板３０４、および固定治具３０５で挟持されている。なお、スペーサ３０２とパッキン３０３の間には、液漏れを防止するためのＯリング３０６が挿入されている。図３の装置において、スペーサ３０２、パッキン３０３、押さえ板３０４、および固定治具３０５は、シリコン単結晶支持体１０の中心孔８に相当する位置に貫通孔を有し、それら貫通孔および中心孔８によって、エッチング液流動路３０７が構成される。図３（ｂ）は、領域IIIｂの拡大断面図であり、エッチング液流動路３０７の外周面は、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の上の窒化シリコン膜３０で構成されている。エッチング液流動路３０７を流れるエッチング液は、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の上の窒化シリコン膜３０のみに接触し、その部分のみをエッチングする。
【００４２】
次いで、工程（ｄ）として、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６で露出したシリコン単結晶支持体１０を熱酸化して、図２（ｆ）に示すように第１ＳｉＯ２膜２１を形成する。熱酸化は、水蒸気、酸素、Ｎ２Ｏなどの酸化剤を含む雰囲気中で、シリコン単結晶支持体１０を８００〜１０００℃の温度に加熱することによって実施することができる。酸化剤として水蒸気を用いる場合、装置外から供給した水蒸気を用いてもよいし、Ｈ２およびＯ２を供給してインサイチューで生成した水蒸気を用いてもよい。本工程において、加熱時間を制御することによって、得られる第１ＳｉＯ２膜２１の膜厚を制御することができる。加熱時間は、少なくとも５０ｎｍ以上の膜厚が得られるように設定される。
【００４３】
本発明において、窒化シリコン膜３０は、工程（ｄ）において、主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７を熱酸化条件から保護するためのマスクとして機能する。加えて、窒化シリコン膜３０は、図３の装置を用いて工程（ｃ）を実施する際に、積層体１００を構成する際に形成されるおそれのある主平面２上のスクラッチを防止する機能を有する。窒化シリコンは引張応力に対して高い機械的強度を有するためにスクラッチが発生しにくいからである。また、窒化シリコン膜３０の表面上にスクラッチが発生したとしても、工程（ｅ）においてスクラッチは窒化シリコン膜３０とともに除去されるので、シリコン単結晶支持体１０の主平面２にスクラッチが到達するのを防止することができる。
【００４４】
次いで、工程（ｅ）として、主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７から窒化シリコン膜３０を除去し、図２（ｇ）に示すように基板内周端面４および基板内周チャンファー部６のみに第１ＳｉＯ２膜２１が形成された情報記録媒体用基板を得る。窒化シリコン膜３０の除去は、前述のように、ＲＩＥなどのドライエッチング、あるいは、１６０℃に加熱した濃度８９％のリン酸水溶液、または９５℃に加熱した濃度２９％の過酸化水素水によるウェットエッチングによって実施することができる。任意選択的に、工程（ｅ）で得られた情報記録媒体用基板の主平面２をポリッシュ処理して、基板表面形状を整えてもよい。
【００４５】
さらに、任意選択的工程であるが、工程（ｆ）として、主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、第２ＳｉＯ２膜２２を形成して、図２（ｈ）に示す情報記録媒体用基板を得ることもできる。工程（ｆ）は、膜厚１０ｎｍ以下の第２ＳｉＯ２膜２２が得られるように加熱時間を短縮することを除いて、工程（ｄ）と同様の条件で実施することができる。必要に応じて、主平面２の上の第２ＳｉＯ２膜２２をポリッシュ処理して、基板表面形状を整えてもよい。さらに、基板外周端面５においては、第２ＳｉＯ２膜２２を、基板外周端面５に接触する電極からシリコン単結晶支持体１０に向かってトンネル電流を流すことが可能である膜厚にするために、さらなるポリッシュ処理を実施してもよい。
【００４６】
本発明の第２の実施形態の情報磁気記録媒体は、第１の実施形態の方法により製造された情報記録媒体用基板の主平面２の上に、少なくとも磁気記録層が形成されることを特徴とする。必要に応じて、情報記録媒体用基板と磁気記録層との間に、下地層、軟磁性層、シード層、中間層などを形成してもよい。また、必要に応じて、磁気記録層上に、保護層および潤滑剤層を形成してもよい。
【００４７】
任意選択的に設けてもよい非磁性下地層は、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。
【００４８】
任意選択的に設けてもよい軟磁性層は、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。軟磁性層の膜厚は、磁気記録層に垂直方向磁界を集中させるための層であり、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。
【００４９】
任意選択的に設けてもよいシード層は、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、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。
【００５０】
任意選択的に設けてもよい中間層は、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。中間層は、通常０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の膜厚を有する。このような範囲内の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。
【００５１】
前述の下地層、軟磁性層、シード層および中間層の形成は、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。
【００５２】
磁気記録層は、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。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（すなわち情報記録媒体用基板の主平面２）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、好ましくは３０ｎｍ以下、より好ましくは１５ｎｍ以下の膜厚を有する。磁気記録層の形成は、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。
【００５３】
任意選択的に設けてもよい保護層は、カーボン（アモルファスカーボンなど）、あるいは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用いて形成することができる。保護層は、その下にある磁気記録層以下の各構成層を保護するための層である。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。
【００５４】
任意選択的に設けてもよい潤滑剤層は、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。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００５６】
（実施例１）
図２に例示した製造方法にしたがって、情報記録媒体用基板を作製した。
【００５７】
最初に、単結晶シリコンインゴットをスライスして、直径６５ｍｍおよび厚さ０．６７５ｍｍを有するシリコン単結晶ブランク１１を得た。ブランク１１をコアリングして、ブランク１１の中心にφ２０ｍｍの中心孔８を形成して、シリコン単結晶支持体１０を得た。得られたシリコン単結晶支持体１０の主平面２にラップおよびポリッシュ加工を適用して、主平面２の平滑化、ならびに異物および突起の除去を行った。
【００５８】
次に、シリコン単結晶支持体１０の基板内周部および基板外周部において、チャンファリング加工を実施して、基板内周チャンファー部６および基板外周チャンファー部７を形成した。次いで、基板内周端面４、基板外周端面５、基板内周チャンファー部６および基板外周チャンファー部７のポリッシュ加工を実施して、これらの部位の異物および突起を除去した。
【００５９】
次いで、圧力６５ＰａのＳｉＨ２Ｃｌ２およびＮＨ３の混合ガスを、７７０℃に加熱したシリコン単結晶支持体１０に導き、シリコン単結晶支持体１０の全面に膜厚１００ｎｍの窒化シリコン膜３０を形成した。
【００６０】
引き続いて、図３に示す装置を用いて、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６から窒化シリコン膜を除去した。エッチング液流動路３０７に温度１６０℃および濃度８９％のリン酸水溶液を流し、２５分間にわたって処理した。
【００６１】
続いて、加熱炉中で、第１表に示した種々の酸化条件で熱酸化して、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６に第１ＳｉＯ２膜２１を形成した。第１表のRun１〜８、１３および１４は酸化剤としてＯ２ガスを用いた例である。Run９および１０は、８０℃の温水に窒素ガスをバブリングして作製した水蒸気／窒素混合物を酸化剤として用いた例である。Run１１および１２は、基板の近傍で加熱されたＨ２およびＯ２の反応により局所的に発生する水蒸気を用いて熱酸化を行った例である。ここで、２：１の体積比のＨ２およびＯ２の混合物を窒素キャリアガスを用いて加熱炉中に導入した。Run１５および１６は、酸化剤としてＮ２Ｏガスを用いた例である。
【００６２】
続いて、第１ＳｉＯ２膜２１を形成したシリコン単結晶支持体１０を、２５分間にわたって温度１６０℃および濃度８９％のリン酸水溶液に浸漬して、主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７から窒化シリコン膜３０を除去した。次いで、酸素雰囲気下で１分間にわたって９００℃に加熱することによって、主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７に、膜厚１ｎｍの第２ＳｉＯ２膜２２を形成した。最後に、主平面２上の第２ＳｉＯ２膜２２のポリッシュ処理を行って表面形状を調整して、情報記録媒体用基板を得た。
【００６３】
（比較例Ａ）
基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の熱酸化、ならびに主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７の熱酸化を行わなかったことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、情報記録媒体用基板を得た。
【００６４】
（比較例Ｂ）
実施例１の手順にしたがって、基板内周チャンファー部６および基板外周チャンファー部７を形成したシリコン単結晶支持体１０を得た。得られたシリコン単結晶支持体１０の基板内周端面４、基板外周端面５、基板内周チャンファー部６および基板外周チャンファー部７のポリッシュ加工を実施して、これらの部位の異物および突起を除去した。
【００６５】
続いて、窒化シリコン膜３０の形成を行うことなしに、酸素雰囲気下で５分間にわたって１０００℃に加熱することによって、シリコン単結晶支持体１０の全面に膜厚１００ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。最後に、主平面２上の第２ＳｉＯ２膜２２のポリッシュ処理を行って表面形状を調整して、情報記録媒体用基板を得た。
【００６６】
（評価）
実施例１のそれぞれのRun、比較例ＡおよびＢについて、２０枚の情報記録媒体用基板を作製し、それら基板を基板内周端面４近傍をチャックして、試験用ＨＤＤに組み込み、１０００Ｇの加速度、１ｍｓの加速度継続時間の条件で落下衝撃試験を行い、基板の破壊率を求めて評価した。また、平均の円環抗折強度を測定した。さらに、基板外周端面５の体格に位置する２点間の電気抵抗値を、外周抵抗として測定した。これらの測定の結果を第１表に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
第１表のRun１〜８、１３および１４の結果から分かるように、Ｏ２ガスを用いて第１ＳｉＯ２膜２１を形成した場合、第１ＳｉＯ２膜２１の膜厚が５０ｎｍ以上の場合に、２００Ｎ以上の円環抗折強度および０％の落下衝撃試験における破壊確率という優れた機械的強度を有する基板が得られた。これに対して、熱酸化を行わず、基板内周部の第１ＳｉＯ２膜２１のない比較例Ａの情報記録媒体用基板は、１６０Ｎという低い円環抗折強度を有し、かつ落下衝撃試験の破壊確率も３０％という高い値を示した。また、Ｏ２ガスを用いて第１ＳｉＯ２膜２１を形成したものの、膜厚が５０ｎｍ未満の場合においては、落下衝撃試験における破壊確率を０％にすることができなかった。
【００６９】
また、第１表のRun９〜１２、１５および１６の結果から明らかなように、Ｏ２ガスに代えて、水蒸気、局所的に発生させた水蒸気（Ｈ２＋Ｏ２）、ならびにＮ２Ｏなどの他の酸化剤を使用して第１ＳｉＯ２膜２１を形成した場合であっても、５０ｎｍ以上の膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜２１を形成することによって、２００Ｎ以上の円環抗折強度および０％の落下衝撃試験における破壊確率という優れた機械的強度を有する基板が得られた。
【００７０】
さらに、シリコン単結晶支持体１０の全面を熱酸化した比較例Ｂの情報記録媒体用基板は、十分な機械的強度を有するものの、基板外周端面に１００ｎｍという大きな膜厚のＳｉＯ２膜を有するために１０ＭΩ以上の外周抵抗をしめした。このことから、比較例Ｂの基板に対する成膜中のバイアス電圧印加が困難であることがわかった。これに対して、第１ＳｉＯ２膜２１とは別個に膜厚１ｎｍの第２ＳｉＯ２膜２２を形成したRun３〜１６の情報記録媒体用基板は、１ＭΩ以下の外周抵抗を有し、成膜中のバイアス電圧印加が可能であることがわかった。
【００７１】
（実施例２）
本実施例では、実施例１のRun４の条件で作製した情報記録媒体用基板を用いて、情報記録媒体を作製した。
【００７２】
最初に、主平面２の上の第２ＳｉＯ２膜表面の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１、ＡＦＭにて測定、基準長さ１０μｍ）を０．２ｎｍに調整するために、ポリッシュ処理を行った。本実施例においては、コロイダルシリカを滴下・含浸させたテープを用いる毎葉式表面ポリッシュ法を用いた。本実施例においては、１０秒間のポリッシュ処理によって、所望のＲａを有する情報記録媒体用基板が得られた。本実施例においては、第２ＳｉＯ２膜２２を形成の膜厚が１ｎｍと小さいため、第２ＳｉＯ２膜２２の膜厚減少のためのポリッシュ処理を行う必要がなく、比較的小型の毎葉式表面ポリッシュ装置を用いることができた。
【００７３】
ポリッシュ処理の後に、情報記録媒体用基板の主平面上に、スパッタ法を用いて、膜厚２ｎｍのＣｒＴｉからなる下地層、膜厚４０ｎｍのＣｏＺｒＮｄからなる軟磁性層、膜厚１６ｎｍのＣｏＮｉＦｅＳｉからなるシード層、膜厚１２ｎｍのＲｕからなる中間層、膜厚２０ｎｍのＣｏＰｔからなる磁気記録層、および膜厚３ｎｍのアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）からなる保護層を順次形成した。最後に、スピンコート法を用いて、膜厚２ｎｍの潤滑剤からなる潤滑剤層を形成し、情報記録媒体を得た。
【００７４】
熱アシスト媒体用に近接場光を利用したφ１５ｎｍのビームスポットを形成するためのレーザ照射用ヘッドと、このレーザにより昇温された部分に情報を書き込むための磁気記録ヘッドを搭載したスピンスタンドを用いて、得られた情報記録媒体のＴＡＡ(Track Average Amplitude)を測定し、電磁変換特性を評価した。ＴＡＡの測定は、回転数４２００ｒｐｍにおいて、中心からの半径２２ｍｍのトラックを用い、記録周波数５０６ＭＨｚの条件で実施した。この条件は、２Ｔｂｉｔｓ／平方インチの記録密度に相当する。本実施例の情報記録媒体は、８０を超える優れたＴＡＡ値を示した。
【００７５】
（参考例３）
本実施例では、慣用技術の方法で作製された比較例Ｂの情報記録媒体用基板を用いて、情報記録媒体を作製した。
【００７６】
比較例Ｂの情報記録媒体用基板は、主平面上に１００ｎｍの膜厚を有するＳｉＯ２膜を有するため、表面粗さを調整するためのポリッシュ処理に加えて、ＳｉＯ２膜の膜厚を低減するためのポリッシュ処理を行う必要があった。膜厚を低減するためのポリッシュ処理は、毎葉式表面ポリッシュ装置を用いると極めて長い処理時間を必要とする。そこで、本参考例においては、大型のバッチ式ポリッシュ装置を用いた。バッチ式ポリッシュ装置を用いて、主平面のポリッシュ処理を行い、主平面上のＳｉＯ２膜の膜厚を１０ｎｍ以下に低減し、ＳｉＯ２膜表面の算術平均粗さＲａを０．２ｎｍに調整した。主平面のポリッシュ処理は、１８０秒の処理時間を要した。
【００７７】
加えて、比較例Ｂの情報記録媒体用基板は、基板外周端面上に１００ｎｍの膜厚を有するＳｉＯ２膜を有するため、バッチ式ポリッシュ装置を用いて基板外周端面のポリッシュ処理をおこない、基板外周端面のＳｉＯ２膜の膜厚を１０ｎｍ以下に低減させた。基板外周端面のポリッシュ処理は、１８０秒の処理時間を要した。
【００７８】
続いて、実施例２と同様の手順により、下地層、軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層および潤滑剤層を積層して、情報記録媒体を得た。得られた情報記録媒体のＴＡＡ値を実施例２と同様の条件で測定した。本参考例の情報記録媒体は、８０を超える優れたＴＡＡ値を示した。
【００７９】
以上のように、主平面上のＳｉＯ２膜の膜厚を低減することによって、本参考例の情報記録媒体は、本発明に係る実施例２の情報記録媒体と同等の磁気特性を示した。しかしながら、主平面および基板外周端面上のＳｉＯ２膜の膜厚の低減に大型の装置が必要であること、および長い加工時間を必要とすることから、本参考例の方法は、製造コストの点で不利である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の情報記録媒体用基板の構成図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は切断線Ｉｂ−Ｉｂに沿った断面図である。
【図２】本発明の情報記録媒体用基板の製造方法の工程を説明する概略図であり、（ａ）〜（ｈ）は各工程を示す断面図である。
【図３】窒化シリコン膜の選択的除去に用いられる装置の概略図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は領域IIIｂの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
２ 主平面
４ 基板内周端面
５ 基板外周端面
６ 基板内周チャンファー部
７ 基板外周チャンファー部
８ 中心孔
１０ シリコン単結晶支持体
２１ 第１ＳｉＯ２膜
２２ 第２ＳｉＯ２膜
３０ 窒化シリコン膜
１００ 基板中間体積層体
３０２ スペーサ
３０３ パッキン
３０４ 押さえ板
３０５ 固定治具
３０７ エッチング液流動路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、情報記録媒体用基板の製造方法および該方法で製造された基板を用いた情報磁気記録媒体に関する。本発明の方法で製造される情報記録媒体用基板は、コンピュータの外部記憶装置をはじめとする各種磁気記録装置に搭載される磁気記録媒体などに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
近年の磁気ディスクの高密度記録化に伴い、磁気記録方式は従来の面内記録方式（長手記録方式）から垂直記録方式に移行している。垂直記録方式の開発により記録密度は飛躍的に改善され、面内記録方式では記録密度が１００Ｇｂｉｔｓ／平方インチで頭打ちであったものが、現在では、４００Ｇｂｉｔｓ／平方インチを超えるに至っている。しかし、第一世代の単純な垂直記録方式では、４００Ｇｂｉｔｓ／平方インチが限界となっている。この理由は、記録密度を上げるためにはビットサイズをより小さくしなくてはならない一方で、ビットサイズを小さくしていくと、熱揺らぎによるビットの劣化すなわちランダムな磁化の反転が生じやすくなるためである。このような熱揺らぎによるビットの劣化を回避するためには、以下の式（１）を満足することが必須条件である。
【０００３】
【数１】
【０００４】
式（１）中、Ｋｕは結晶磁気異方性エネルギー定数であり、Ｖは磁気記録層のビット当たりの体積であり、ｋはボルツマン定数であり、およびＴは絶対温度である。式（１）の左辺は熱安定性指数と呼ばれる。
【０００５】
すなわち、ビットサイズを小さくする際には、必然的に体積Ｖが減少する。熱揺らぎの不安定性に打ち勝つためには、体積Ｖの減少に抗して、熱安定性指数が式（１）を満足させる必要がある。使用温度が一定の場合には、熱安定性指数を大きくするためには、結晶磁気異方性エネルギー定数Ｋｕの値を大きくする必要がある。Ｋｕは物質に依存する定数で、（２）式のような関係がある。
【０００６】
【数２】
【０００７】
式（２）中、Ｈｃは保持力を示し、Ｍｓは飽和磁化を示し、ならびにＮｚおよびＮｙは各々ｚ方向およびｙ方向の反磁界係数を示す。
【０００８】
式（２）から、保持力ＨｃがＫｕに比例することが分かる。つまり、上述したように熱揺らぎを克服しようとしてＫｕの大きな物質を選択すると、磁化の反転する磁界の強さを表す保持力Ｈｃも大きくなり、このため磁気ヘッドによる磁化の反転がし難くなり、つまり情報の書き込みが難しくなる現象が起こる。このように、高密度化に伴う体積の減少によってもたらされる、「熱揺らぎによる記録の長期安定性」および「高Ｈｃ化による記録の困難性」のトレードオフの関係のために、従来の取り組みの延長では解決策は見出すことができなかった。
【０００９】
最近、前述のトレードオフの関係を克服するための方法が提案されるようになってきている。そのなかでも有力な方法として熱アシスト記録方式がある。（特許文献１および２参照）。
【００１０】
熱アシスト記録方式は、前述のトレードオフ状態を「高Ｈｃ化による記録の困難性」の解決を突破口として、「熱揺らぎによる記録の長期安定性」の課題を解決するものである。具体的には、高Ｋｕ材料を用いた磁気記録媒体に対して磁気ヘッドにより情報を書き込む時に、光を短時間照射することにより磁気記録媒体を加熱して、記録媒体のＨｃを短時間低減させることで、低い磁場でも書き込みを可能とするものである。熱揺らぎによる長期安定性は、熱揺らぎによるビットの劣化が生じないほど短時間のうちに、再び読み込み温度まで冷却することで、確保可能である。
【００１１】
このように、次世代の垂直記録方式としてプロトタイプの熱アシスト記録方式の研究開発が始まり、原理的には記録密度が１Ｔｂｉｔ／平方インチを越える可能性も示唆されている（非特許文献１）。このように、熱アシスト記録方式は原理的には大きなポテンシャルを持っており、次世代の垂直記録方式の有力候補との位置づけがなされてきている。しかしながら、実用化に向けての詳細な検討が進むにつれて、様々な問題点も見つかってきた。
【００１２】
問題点の１つは、基板である。現在、磁気記録媒体用基板として実際に使用されている基板は、アルミニウム基板およびガラス基板である。アルミニウム基板は、アルミニウム母材表面に約１０μｍのＮｉＰメッキを施したもので、主としてデスクトップＰＣや据え置き型のＨＤＤレコーダに使われている。ガラス基板にはアモルファス系の基板および結晶化ガラス系の基板があり、いずれもノートＰＣなどのモバイル用途に用いられている。その他に、実用化は進んではいないが、シリコン単結晶基板が提案されている（特許文献３および４参照）。
【００１３】
熱アシスト記録方式における磁気ヘッドによる書き込み時には、光照射により希望する記録部位が瞬間的かつ局所的に昇温し、書き込み終了と同時に光照射が終了させ、その後、記録部位が急速に使用温度まで冷却されることが望ましい。このような挙動を成立させるためには、昇温時に基板に求められる特性は熱伝導率が小さいことが要求される。すなわち、昇温時に少ないエネルギーで局所的かつ急激な温度上昇を達成するために、目的とする場所以外は極力温度を上げないことが望ましい。このために熱伝導率が低いことが望ましい。一方、冷却時に基板に求められる特性は熱伝導率が大きいことが要求される。すなわち、冷却時には、昇温した微小部分に書き込んだ情報が安定して存在できるように、できるだけ速やかに使用温度まで冷却するのが望ましく、このためには基板がヒートシンクの役割を果たすように、熱伝導率が高い材料が必要である。
【００１４】
熱伝導率は材料に固有の数値であり、ガラスの熱伝導率は１．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、アルミニウムの熱伝導率は２３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、ＮｉＰの熱伝導率は５．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、シリコン単結晶の熱伝導率は１２６Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。このように、ＮｉＰおよびガラスの熱伝導率はアルミニウムのような金属に比べて非常に小さいので、ＮｉＰメッキアルミニウム基板およびガラス基板は、熱アシスト記録方式の昇温時には優れた性能を示し、記録密度が１Ｔｂｉｔ／平方インチを越えるような昇温パフォーマンスを示す。しかしながら、ＮｉＰ膜もガラス基板も熱伝導率が小さいために、熱アシスト記録方式の冷却時には所望の性能を示すことができない。具体的には、連続して書き込み・読み込みを続けていくと、磁気記録層の温度が十分に下がりきらず、時間経過につれて書き込んだ情報が不安定になっていく現象が見出された。
【００１５】
また、機械的強度も、情報記録媒体用基板に求められる重要な特性の１つである。慣用的に情報記録媒体用基板として用いられているＮｉＰメッキアルミニウム基板は、アルミニウムが高い強度を有するため、容易に破壊されることはない。また、脆性破壊の起こりやすいガラス基板については、（１）結晶化ガラスを利用する方法、あるいは（２）化学強化と呼ばれる処理により、基板表面に圧縮応力を誘起する方法を用いて、機械的強度の確保が行われている。
【００１６】
一方、シリコン基板もガラスと同様に脆性材料であり、特に単結晶であるために劈開面に沿ってクラックが発生しやすい。情報記録媒体用基板の機械的強度の１つに円環抗折強度と呼ばれるものがある。円環抗折強度は、情報記録媒体がハードディスクドライブ（ＨＤＤ）に組み込まれるときに、媒体内周部をクランプした場合の機械的強度を模擬したものである。ＨＤＤ中で、情報記録媒体は内周でクランプされるため、媒体に過剰な力が加わった場合には内周端面から破壊が進む。ガラス基板およびシリコン基板などの脆性材料に応力が加わった時には、表面に存在するクラックの先端に応力が集中する。したがってため、基板に孔を開けるコアリング工程でできたクラックの程度が円環抗折強度に影響を与え、クラック深さ分布に応じて極端に強度の弱い基板が得られるおそれがある。これを避けるために、コアリングおよび端面チャンファリング工程後に、基板の内外周端面をポリッシュしてクラックを除去することによって、円環抗折強度の強化が図られてきた。
【００１７】
最近、ＨＤＤは、ノートパソコンなどのモバイル用途に用いられることが多くなってきている。このため、ＨＤＤが落下したときにも破壊しにくいことが求められており、情報記録媒体用基板に対しても、前述の円環抗折強度に加え、衝撃落下強度の高いことが求められている。衝撃落下強度試験は、情報記録媒体を組み込んだＨＤＤを落下衝撃試験装置に固定し、通常は１０００Ｇのピーク値の加速度を１ｍｓ程度の継続時間で印加して、基板が破壊するかどうかを調べる。前述の円環抗折強度の試験は、基板内周にゆっくりと力を加えて基板が破壊するのを調べる、準静的な破壊試験である。一方、落下衝撃試験は、加速度が印加される約１ｍｓの間に基板が振動して多重回にわたって内周クランプ部に力が加わる、動的な破壊試験である。したがって、必ずしも、円環抗折強度が高いものが落下衝撃強度が高いとは限らない。例えば、公称値２．５インチのシリコン基板は２８０Ｎの円環抗折強度を有し、該円環抗折強度は、公称値２．５インチのガラス基板の１５０Ｎに比較して高い。しかしながら、加速度１０００Ｇ×１ｍｓの落下衝撃試験では、ガラス基板の破壊確率がゼロであるのに対し、シリコン基板は３０％の高いの破壊確率を有する。したがって、衝撃落下強度の向上がシリコン基板の課題の１つとなっている。
【００１８】
【特許文献１】特開２００６−１２２４９号公報
【特許文献２】特開２００３−４５００４号公報
【特許文献３】特開平４−１４３９４６号公報
【特許文献４】特開平６−１９５７０７号公報
【特許文献５】特開平８−２１３４４９号公報
【特許文献６】特開平８−１０４５０６号公報
【特許文献７】特開２００６−１８８４１０号公報
【非特許文献１】FUJITSU, Vol. 58, No.1,pp.85-89 (2007)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
前述のように、熱アシスト記録方式の磁気記録媒体を実現するに当たって、（ａ）記録の容易性および記録されたビットの安定性を両立するために、昇温時の低い実効的熱伝導率および降温時の高い実効的熱伝導率という矛盾する熱特性を有すること、および（ｂ）高い円環抗折強度および高い衝撃落下強度という静的および動的な機械的強度を両立すること、という要求を満たす情報記録媒体用基板が求められている。
【００２０】
さらに、磁気記録媒体の構成層の成膜時には、構成層の密着強度の確保、および磁気記録媒体の磁気特性の改善を目的として、バイアス電圧を印加する場合がある。したがって、情報記録媒体用基板は、（ｃ）バイアス電圧を自由に印加できる構成および導電性を有することも求められている。
【００２１】
本発明の課題は、前述の（ａ）〜（ｃ）の全ての特性を満たす情報記録媒体用基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明の第１の実施形態である情報記録媒体用基板の製造方法は：（ａ）中心孔を有する円板形状を有し、主平面と、該中心孔に隣接する基板内周端面と、主平面および基板内周端面に隣接する基板内周チャンファー部と、該基板内周端面に対して主平面の反対側に位置する基板外周端面と、主平面および基板外周端面に隣接する基板外周チャンファー部とを有するシリコン単結晶支持体を準備する工程と；（ｂ）該シリコン単結晶支持体の全面上に窒化シリコン膜を堆積する工程と；（ｃ）基板内周端面および基板内周チャンファー部の上に形成された窒化シリコン膜を除去する工程と；（ｄ）基板内周端面および基板内周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、５０ｎｍ以上の膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜を形成する工程と、（ｅ）主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部の上に形成された窒化シリコン膜を除去する工程と；（ｆ）主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、１０ｎｍ以下の膜厚を有する第２ＳｉＯ２膜を形成する工程とを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第２の実施形態の情報磁気記録媒体は、第１の実施形態の方法で製造された情報記録媒体用基板と、該情報記録媒体用基板の上に形成された磁気記録層とを少なくとも含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上の構成を採る本発明の情報記録媒体用基板の製造方法は、要求特性の異なる部位、すなわち、（１）基板内周端面および基板内周チャンファー部、ならびに（２）主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部に、それぞれ独立して熱酸化を実施することによって、必要な膜厚のＳｉＯ２膜を従来の方法に比較して効率よく提供することができる。これによって、所望の膜厚を得るためのＳｉＯ２膜のエッチング工程の必要性を排除し、同時に、ラップ工程および／またはポリッシュ工程のような後処理工程が容易となり、情報記録媒体用基板を安価かつ高い再現性で供給することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の方法で得られた情報記録媒体用基板を用いて作成される情報磁気記録媒体は、熱アシスト記録方式による高密度の記録が可能であり、同時にモバイル用途にも対応できる十分な静的および動的な機械的強度を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明者は、熱伝導率の低いＮｉＰ膜付きアルミニウム基板やガラス基板に替わり、熱伝導率の高い単結晶シリコン基板の主平面に熱伝導率の低いＳｉＯ２膜を形成することによって、昇温時の低い実効的熱伝導率および降温時の高い実効的熱伝導率という矛盾する熱特性を実現できることを見いだした。具体的には、２テラビット（Ｔｂ）／インチ２以上の記録密度を想定した場合、主平面上に形成されるＳｉＯ２膜の膜厚を１０ｎｍ以下とすることによって、昇温速度と高温速度とのバランスを満足することを見いだした。
【００２７】
また、本発明者は、シリコン基板内周端面、およびこれに隣接する内周チャンファー部を熱酸化して膜厚５０ｎｍ以上のＳｉＯ２膜を形成して、圧縮応力を誘起することにより、高い円環抗折強度および高い衝撃落下強度という静的および動的な機械的強度を両立できることを見いだした。
【００２８】
さらに、本発明者は、シリコン基板外周端面のＳｉＯ２膜の膜厚を１０ｎｍ以下とすることによって、シリコン基板にバイアス電圧を印加して、磁性膜の密着強度の確保および磁気特性の改善を達成できることを見いだした。
【００２９】
ここで、シリコン基板の各部位において異なる膜厚を要求されるＳｉＯ２膜を効率よく形成することが必要となる。シリコン基板の全面の熱酸化によってＳｉＯ２膜を形成しようとすると、膜厚５０ｎｍ以上のＳｉＯ２膜を形成した後に、基板内周端面および基板内周チャンファー部を除く面の上のＳｉＯ２膜をポリッシュなどの手法によって膜厚を低減する必要がある。この方法は、非常に効率の悪いものである。この問題に鑑みて、本発明者は、基板内周端面および基板内周チャンファー部を選択的に熱酸化し、その他の部位のＳｉＯ２膜の膜厚低減工程の必要性を排除ないし低減した情報記録媒体用基板の製造方法を提供する。本発明は、シリコンの選択的熱酸化のためのマスク材としての用途が知られ、かつ、ＲＩＥなどのドライエッチングまたは高温のリン酸水溶液もしくは過酸化水素水によるウェットエッチングによる除去が可能であること知られている窒化シリコンの特性を利用する（特許文献５および６参照）。
【００３０】
本発明の第１の実施形態の方法によって製造される情報記録媒体用基板の概略を図１に示す。図１（ａ）は情報記録媒体用基板の上面図を示し、図１（ｂ）は、切断線Ｉｂ−Ｉｂに沿った情報記録媒体用基板の断面図を示す。本発明の情報記録媒体用基板の形状は、中心孔８を有する円板形状であり、情報記録媒体において情報を記録する面となる主平面２を有する。基板内周部においては、該中心孔８に隣接し、主平面２に対して垂直な円柱面である基板内周端面４と、主平面２と基板内周端面４との間に位置し、主平面２に対して傾斜している切頭円錐面である基板内周チャンファー部６とを有する。基板外周部においては、基板内周端面４に対して主平面の反対側に位置し、主平面２に対して垂直な円柱面である基板外周端面５と、主平面２と基板外周端面５との間に位置し、主平面２に対して傾斜している切頭円錐面である基板外周チャンファー部７とを有する。本発明の情報記録媒体用基板は、シリコン単結晶支持体１０と、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の上の第１ＳｉＯ２膜２１と、主平面２および基板外周チャンファー部７の上の第２ＳｉＯ２膜２２とを含む。なお、図１には、基板外周端面５の上にＳｉＯ２膜が存在しない構成を例示したが、基板外周端面５の上に第２ＳｉＯ２膜２２が存在してもよい。
【００３１】
ここで、公称値２．５インチの寸法を有する基板に、磁気記録層として常温（２５℃）において５×１０７ｅｒｇ／ｃｍ３（５×１０６Ｊ／ｍ３）にも達する高いＫｕ値を有する材料（たとえば、ＣｏＰｔ合金）の膜を成膜した記録媒体を用い、４２００ｒｐｍの回転数で駆動させて記録を行う場合を想定する。１つの例として、記録媒体中心から半径２０ｍｍの位置に存在するビットを昇温および降温させることを考察する。２Ｔｂ／インチ２の記録密度を想定すると、ビットの寸法は約φ１８ｎｍとなる。磁気ヘッドに搭載されているレーザからの光を、このビットに選択的に照射して昇温させるためには、レーザの照射時間を実効的にφ１８ｎｍのビットが停止しているとみなすことができるような短時間とする必要がある。記録媒体が４２００ｒｐｍで回転していることを考慮すると、レーザの照射時間をおよそ２ナノ秒に設定する必要がある。一方、レーザ照射により昇温されたビットが一定温度まで降温するのに必要な時間もまた、短時間であることが望ましい。しかしながら、昇温状態にあるビットの磁化の安定性、隣接するビットへの熱的な影響、ならびに表面保護膜および潤滑膜の耐熱性を考慮すると、昇温過程と同様に２ナノ秒で冷却することが望ましい。前述の昇温時間および降温時間は、主平面２上の第２ＳｉＯ２膜２２の膜厚を１０ｎｍ以下とすることによって実現することができる。
【００３２】
なお、同様の情報記録媒体において１Ｔｂ／インチ２の記録密度を想定すると、ビットの寸法は約φ２５ｎｍとなる。前述と同様の考察から、この場合の昇温時間および降温時間はおよそ３ナノ秒とすることが望ましい。昇温時間および降温時間が２Ｔｂ／インチ２の場合の１．５倍となったことによって、この場合には、主平面２上の第２ＳｉＯ２膜２２の膜厚を１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下とすることが望ましい。
【００３３】
本発明の情報記録媒体の製造方法を、図２を参照しながら説明する。最初に、工程（ａ）において、中心孔を有する円板形状を有し、主平面と、該中心孔に隣接する基板内周端面と、主平面および基板内周端面に隣接する基板内周チャンファー部と、該基板内周端面に対して主平面の反対側に位置する基板外周端面と、主平面および基板外周端面に隣接する基板外周チャンファー部とを有するシリコン単結晶支持体を準備する。
【００３４】
最初に、円筒形のシリコン単結晶インゴットをスライスして、図２（ａ）に示す円板形状を有するシリコン単結晶ブランク１１を作製する。この工程は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。
【００３５】
次いで、内周コアリング処理によって、図２（ｂ）に示すようにシリコン単結晶ブランク１１の中心に中心孔８を形成して、シリコン単結晶支持体１０を得る。この工程は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。
【００３６】
次いで、中心孔８の周囲の面取り（チャンファリング）を実施して、図２（ｃ）に示すように中心孔８の周囲に基板内周端面４および基板内周チャンファー部６を形成する。また、シリコン単結晶支持体１０の外周の面取り（チャンファリング）を実施して、図２（ｃ）に示すように基板外周端面５および基板外周チャンファー部７を形成する。この工程は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。
【００３７】
さらに、基板内周部（基板内周端面４および基板内周チャンファー部６）および基板外周部（基板外周端面５および基板外周チャンファー部７）のポリッシュ処理を行う。この工程は、基板内周部および基板外周部に存在する可能性のある異物または突起などを除去して、引き続く窒化シリコン膜形成工程において均一な膜厚を有する窒化シリコン膜３０を形成すること、および熱酸化工程において均一な膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜２１を形成することに有用である。
【００３８】
任意選択的であるが、シリコン単結晶インゴットのスライス後のシリコン単結晶ブランク１１（図２（ａ））の主平面、内周コアリング後のシリコン単結晶支持体１０（図２（ｂ））の主平面２、および／または内周および外周の面取り後のシリコン単結晶支持体１０（図２（ｃ））の主平面２のラップおよびポリッシュ処理を行って、主平面２の平滑化ならびに主平面２上の異物および突起などの除去を行ってもよい。ラップおよびポリッシュ処理は、各段階で行ってもよいし、前述の段階のいくつかにおいて行ってもよい。これらの処理は、引き続く窒化シリコン膜形成工程において均一な膜厚を有する窒化シリコン膜３０を形成するのに有用である。
【００３９】
次いで、工程（ｂ）として、図２（ｄ）に示すように、シリコン単結晶支持体１０の全面上に窒化シリコン膜３０を堆積する。窒化シリコン膜３０の作製は、ＣＶＤ法（熱ＣＶＤ法およびプラズマＣＶＤ法を含む）、蒸着法、およびスパッタ法などの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。たとえば、６５Ｐａの圧力のＳｉＨ２Ｃｌ２およびＮＨ３の混合ガスを、７７０℃に加熱したシリコン単結晶支持体１０に供給する減圧ＣＶＤ法を用いて、窒化シリコン膜３０の作製を行うことができる。
【００４０】
次いで、工程（ｃ）として、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の上に形成された窒化シリコン膜３０を選択的に除去して、図２（ｅ）に示すように基板内周端面４および基板内周チャンファー部６においてシリコン単結晶を露出させる。窒化シリコン膜３０の除去は、１６０℃に加熱した濃度８９％のリン酸水溶液、または９５℃に加熱した濃度２９％の過酸化水素水を用いることによって行うことができる。
【００４１】
工程（ｃ）は、たとえば、ガラス基板の内周端面部にあるクラックを選択的に除去するために提案された方法（特許文献７参照）に倣って作製された、図３に示す装置を用いて実施することができる。図３（ａ）において、工程（ｂ）によって得られる全面に窒化シリコン膜３０が形成されたシリコン単結晶支持体１０の積層体１００は、その両側を、スペーサ３０２、パッキン３０３、押さえ板３０４、および固定治具３０５で挟持されている。なお、スペーサ３０２とパッキン３０３の間には、液漏れを防止するためのＯリング３０６が挿入されている。図３の装置において、スペーサ３０２、パッキン３０３、押さえ板３０４、および固定治具３０５は、シリコン単結晶支持体１０の中心孔８に相当する位置に貫通孔を有し、それら貫通孔および中心孔８によって、エッチング液流動路３０７が構成される。図３（ｂ）は、領域IIIｂの拡大断面図であり、エッチング液流動路３０７の外周面は、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の上の窒化シリコン膜３０で構成されている。エッチング液流動路３０７を流れるエッチング液は、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の上の窒化シリコン膜３０のみに接触し、その部分のみをエッチングする。
【００４２】
次いで、工程（ｄ）として、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６で露出したシリコン単結晶支持体１０を熱酸化して、図２（ｆ）に示すように第１ＳｉＯ２膜２１を形成する。熱酸化は、水蒸気、酸素、Ｎ２Ｏなどの酸化剤を含む雰囲気中で、シリコン単結晶支持体１０を８００〜１０００℃の温度に加熱することによって実施することができる。酸化剤として水蒸気を用いる場合、装置外から供給した水蒸気を用いてもよいし、Ｈ２およびＯ２を供給してインサイチューで生成した水蒸気を用いてもよい。本工程において、加熱時間を制御することによって、得られる第１ＳｉＯ２膜２１の膜厚を制御することができる。加熱時間は、少なくとも５０ｎｍ以上の膜厚が得られるように設定される。
【００４３】
本発明において、窒化シリコン膜３０は、工程（ｄ）において、主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７を熱酸化条件から保護するためのマスクとして機能する。加えて、窒化シリコン膜３０は、図３の装置を用いて工程（ｃ）を実施する際に、積層体１００を構成する際に形成されるおそれのある主平面２上のスクラッチを防止する機能を有する。窒化シリコンは引張応力に対して高い機械的強度を有するためにスクラッチが発生しにくいからである。また、窒化シリコン膜３０の表面上にスクラッチが発生したとしても、工程（ｅ）においてスクラッチは窒化シリコン膜３０とともに除去されるので、シリコン単結晶支持体１０の主平面２にスクラッチが到達するのを防止することができる。
【００４４】
次いで、工程（ｅ）として、主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７から窒化シリコン膜３０を除去し、図２（ｇ）に示すように基板内周端面４および基板内周チャンファー部６のみに第１ＳｉＯ２膜２１が形成された情報記録媒体用基板を得る。窒化シリコン膜３０の除去は、前述のように、ＲＩＥなどのドライエッチング、あるいは、１６０℃に加熱した濃度８９％のリン酸水溶液、または９５℃に加熱した濃度２９％の過酸化水素水によるウェットエッチングによって実施することができる。任意選択的に、工程（ｅ）で得られた情報記録媒体用基板の主平面２をポリッシュ処理して、基板表面形状を整えてもよい。
【００４５】
さらに、任意選択的工程であるが、工程（ｆ）として、主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、第２ＳｉＯ２膜２２を形成して、図２（ｈ）に示す情報記録媒体用基板を得ることもできる。工程（ｆ）は、膜厚１０ｎｍ以下の第２ＳｉＯ２膜２２が得られるように加熱時間を短縮することを除いて、工程（ｄ）と同様の条件で実施することができる。必要に応じて、主平面２の上の第２ＳｉＯ２膜２２をポリッシュ処理して、基板表面形状を整えてもよい。さらに、基板外周端面５においては、第２ＳｉＯ２膜２２を、基板外周端面５に接触する電極からシリコン単結晶支持体１０に向かってトンネル電流を流すことが可能である膜厚にするために、さらなるポリッシュ処理を実施してもよい。
【００４６】
本発明の第２の実施形態の情報磁気記録媒体は、第１の実施形態の方法により製造された情報記録媒体用基板の主平面２の上に、少なくとも磁気記録層が形成されることを特徴とする。必要に応じて、情報記録媒体用基板と磁気記録層との間に、下地層、軟磁性層、シード層、中間層などを形成してもよい。また、必要に応じて、磁気記録層上に、保護層および潤滑剤層を形成してもよい。
【００４７】
任意選択的に設けてもよい非磁性下地層は、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。
【００４８】
任意選択的に設けてもよい軟磁性層は、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。軟磁性層の膜厚は、磁気記録層に垂直方向磁界を集中させるための層であり、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。
【００４９】
任意選択的に設けてもよいシード層は、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、３ｎｍ以上５０ｎｍ以下の膜厚を有することが望ましい。
【００５０】
任意選択的に設けてもよい中間層は、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。中間層は、通常０．１ｎｍ以上２０ｎｍ以下の膜厚を有する。このような範囲内の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。
【００５１】
前述の下地層、軟磁性層、シード層および中間層の形成は、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。
【００５２】
磁気記録層は、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。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（すなわち情報記録媒体用基板の主平面２）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、好ましくは３０ｎｍ以下、より好ましくは１５ｎｍ以下の膜厚を有する。磁気記録層の形成は、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。
【００５３】
任意選択的に設けてもよい保護層は、カーボン（アモルファスカーボンなど）、あるいは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用いて形成することができる。保護層は、その下にある磁気記録層以下の各構成層を保護するための層である。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。
【００５４】
任意選択的に設けてもよい潤滑剤層は、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。
【実施例】
【００５５】
以下、実施例によって本発明をより具体的に説明するが、これらは本発明を限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【００５６】
（実施例１）
図２に例示した製造方法にしたがって、情報記録媒体用基板を作製した。
【００５７】
最初に、単結晶シリコンインゴットをスライスして、直径６５ｍｍおよび厚さ０．６７５ｍｍを有するシリコン単結晶ブランク１１を得た。ブランク１１をコアリングして、ブランク１１の中心にφ２０ｍｍの中心孔８を形成して、シリコン単結晶支持体１０を得た。得られたシリコン単結晶支持体１０の主平面２にラップおよびポリッシュ加工を適用して、主平面２の平滑化、ならびに異物および突起の除去を行った。
【００５８】
次に、シリコン単結晶支持体１０の基板内周部および基板外周部において、チャンファリング加工を実施して、基板内周チャンファー部６および基板外周チャンファー部７を形成した。次いで、基板内周端面４、基板外周端面５、基板内周チャンファー部６および基板外周チャンファー部７のポリッシュ加工を実施して、これらの部位の異物および突起を除去した。
【００５９】
次いで、圧力６５ＰａのＳｉＨ２Ｃｌ２およびＮＨ３の混合ガスを、７７０℃に加熱したシリコン単結晶支持体１０に導き、シリコン単結晶支持体１０の全面に膜厚１００ｎｍの窒化シリコン膜３０を形成した。
【００６０】
引き続いて、図３に示す装置を用いて、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６から窒化シリコン膜を除去した。エッチング液流動路３０７に温度１６０℃および濃度８９％のリン酸水溶液を流し、２５分間にわたって処理した。
【００６１】
続いて、加熱炉中で、第１表に示した種々の酸化条件で熱酸化して、基板内周端面４および基板内周チャンファー部６に第１ＳｉＯ２膜２１を形成した。第１表のRun１〜８、１３および１４は酸化剤としてＯ２ガスを用いた例である。Run９および１０は、８０℃の温水に窒素ガスをバブリングして作製した水蒸気／窒素混合物を酸化剤として用いた例である。Run１１および１２は、基板の近傍で加熱されたＨ２およびＯ２の反応により局所的に発生する水蒸気を用いて熱酸化を行った例である。ここで、２：１の体積比のＨ２およびＯ２の混合物を窒素キャリアガスを用いて加熱炉中に導入した。Run１５および１６は、酸化剤としてＮ２Ｏガスを用いた例である。
【００６２】
続いて、第１ＳｉＯ２膜２１を形成したシリコン単結晶支持体１０を、２５分間にわたって温度１６０℃および濃度８９％のリン酸水溶液に浸漬して、主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７から窒化シリコン膜３０を除去した。次いで、酸素雰囲気下で１分間にわたって９００℃に加熱することによって、主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７に、膜厚１ｎｍの第２ＳｉＯ２膜２２を形成した。最後に、主平面２上の第２ＳｉＯ２膜２２のポリッシュ処理を行って表面形状を調整して、情報記録媒体用基板を得た。
【００６３】
（比較例Ａ）
基板内周端面４および基板内周チャンファー部６の熱酸化、ならびに主平面２、基板外周端面５および基板外周チャンファー部７の熱酸化を行わなかったことを除いて、実施例１の手順を繰り返して、情報記録媒体用基板を得た。
【００６４】
（比較例Ｂ）
実施例１の手順にしたがって、基板内周チャンファー部６および基板外周チャンファー部７を形成したシリコン単結晶支持体１０を得た。得られたシリコン単結晶支持体１０の基板内周端面４、基板外周端面５、基板内周チャンファー部６および基板外周チャンファー部７のポリッシュ加工を実施して、これらの部位の異物および突起を除去した。
【００６５】
続いて、窒化シリコン膜３０の形成を行うことなしに、酸素雰囲気下で５分間にわたって１０００℃に加熱することによって、シリコン単結晶支持体１０の全面に膜厚１００ｎｍのＳｉＯ２膜を形成した。最後に、主平面２上の第２ＳｉＯ２膜２２のポリッシュ処理を行って表面形状を調整して、情報記録媒体用基板を得た。
【００６６】
（評価）
実施例１のそれぞれのRun、比較例ＡおよびＢについて、２０枚の情報記録媒体用基板を作製し、それら基板を基板内周端面４近傍をチャックして、試験用ＨＤＤに組み込み、１０００Ｇの加速度、１ｍｓの加速度継続時間の条件で落下衝撃試験を行い、基板の破壊率を求めて評価した。また、平均の円環抗折強度を測定した。さらに、基板外周端面５の体格に位置する２点間の電気抵抗値を、外周抵抗として測定した。これらの測定の結果を第１表に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
第１表のRun１〜８、１３および１４の結果から分かるように、Ｏ２ガスを用いて第１ＳｉＯ２膜２１を形成した場合、第１ＳｉＯ２膜２１の膜厚が５０ｎｍ以上の場合に、２００Ｎ以上の円環抗折強度および０％の落下衝撃試験における破壊確率という優れた機械的強度を有する基板が得られた。これに対して、熱酸化を行わず、基板内周部の第１ＳｉＯ２膜２１のない比較例Ａの情報記録媒体用基板は、１６０Ｎという低い円環抗折強度を有し、かつ落下衝撃試験の破壊確率も３０％という高い値を示した。また、Ｏ２ガスを用いて第１ＳｉＯ２膜２１を形成したものの、膜厚が５０ｎｍ未満の場合においては、落下衝撃試験における破壊確率を０％にすることができなかった。
【００６９】
また、第１表のRun９〜１２、１５および１６の結果から明らかなように、Ｏ２ガスに代えて、水蒸気、局所的に発生させた水蒸気（Ｈ２＋Ｏ２）、ならびにＮ２Ｏなどの他の酸化剤を使用して第１ＳｉＯ２膜２１を形成した場合であっても、５０ｎｍ以上の膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜２１を形成することによって、２００Ｎ以上の円環抗折強度および０％の落下衝撃試験における破壊確率という優れた機械的強度を有する基板が得られた。
【００７０】
さらに、シリコン単結晶支持体１０の全面を熱酸化した比較例Ｂの情報記録媒体用基板は、十分な機械的強度を有するものの、基板外周端面に１００ｎｍという大きな膜厚のＳｉＯ２膜を有するために１０ＭΩ以上の外周抵抗をしめした。このことから、比較例Ｂの基板に対する成膜中のバイアス電圧印加が困難であることがわかった。これに対して、第１ＳｉＯ２膜２１とは別個に膜厚１ｎｍの第２ＳｉＯ２膜２２を形成したRun３〜１６の情報記録媒体用基板は、１ＭΩ以下の外周抵抗を有し、成膜中のバイアス電圧印加が可能であることがわかった。
【００７１】
（実施例２）
本実施例では、実施例１のRun４の条件で作製した情報記録媒体用基板を用いて、情報記録媒体を作製した。
【００７２】
最初に、主平面２の上の第２ＳｉＯ２膜表面の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１、ＡＦＭにて測定、基準長さ１０μｍ）を０．２ｎｍに調整するために、ポリッシュ処理を行った。本実施例においては、コロイダルシリカを滴下・含浸させたテープを用いる毎葉式表面ポリッシュ法を用いた。本実施例においては、１０秒間のポリッシュ処理によって、所望のＲａを有する情報記録媒体用基板が得られた。本実施例においては、第２ＳｉＯ２膜２２を形成の膜厚が１ｎｍと小さいため、第２ＳｉＯ２膜２２の膜厚減少のためのポリッシュ処理を行う必要がなく、比較的小型の毎葉式表面ポリッシュ装置を用いることができた。
【００７３】
ポリッシュ処理の後に、情報記録媒体用基板の主平面上に、スパッタ法を用いて、膜厚２ｎｍのＣｒＴｉからなる下地層、膜厚４０ｎｍのＣｏＺｒＮｄからなる軟磁性層、膜厚１６ｎｍのＣｏＮｉＦｅＳｉからなるシード層、膜厚１２ｎｍのＲｕからなる中間層、膜厚２０ｎｍのＣｏＰｔからなる磁気記録層、および膜厚３ｎｍのアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）からなる保護層を順次形成した。最後に、スピンコート法を用いて、膜厚２ｎｍの潤滑剤からなる潤滑剤層を形成し、情報記録媒体を得た。
【００７４】
熱アシスト媒体用に近接場光を利用したφ１５ｎｍのビームスポットを形成するためのレーザ照射用ヘッドと、このレーザにより昇温された部分に情報を書き込むための磁気記録ヘッドを搭載したスピンスタンドを用いて、得られた情報記録媒体のＴＡＡ(Track Average Amplitude)を測定し、電磁変換特性を評価した。ＴＡＡの測定は、回転数４２００ｒｐｍにおいて、中心からの半径２２ｍｍのトラックを用い、記録周波数５０６ＭＨｚの条件で実施した。この条件は、２Ｔｂｉｔｓ／平方インチの記録密度に相当する。本実施例の情報記録媒体は、８０を超える優れたＴＡＡ値を示した。
【００７５】
（参考例３）
本実施例では、慣用技術の方法で作製された比較例Ｂの情報記録媒体用基板を用いて、情報記録媒体を作製した。
【００７６】
比較例Ｂの情報記録媒体用基板は、主平面上に１００ｎｍの膜厚を有するＳｉＯ２膜を有するため、表面粗さを調整するためのポリッシュ処理に加えて、ＳｉＯ２膜の膜厚を低減するためのポリッシュ処理を行う必要があった。膜厚を低減するためのポリッシュ処理は、毎葉式表面ポリッシュ装置を用いると極めて長い処理時間を必要とする。そこで、本参考例においては、大型のバッチ式ポリッシュ装置を用いた。バッチ式ポリッシュ装置を用いて、主平面のポリッシュ処理を行い、主平面上のＳｉＯ２膜の膜厚を１０ｎｍ以下に低減し、ＳｉＯ２膜表面の算術平均粗さＲａを０．２ｎｍに調整した。主平面のポリッシュ処理は、１８０秒の処理時間を要した。
【００７７】
加えて、比較例Ｂの情報記録媒体用基板は、基板外周端面上に１００ｎｍの膜厚を有するＳｉＯ２膜を有するため、バッチ式ポリッシュ装置を用いて基板外周端面のポリッシュ処理をおこない、基板外周端面のＳｉＯ２膜の膜厚を１０ｎｍ以下に低減させた。基板外周端面のポリッシュ処理は、１８０秒の処理時間を要した。
【００７８】
続いて、実施例２と同様の手順により、下地層、軟磁性層、シード層、中間層、磁気記録層、保護層および潤滑剤層を積層して、情報記録媒体を得た。得られた情報記録媒体のＴＡＡ値を実施例２と同様の条件で測定した。本参考例の情報記録媒体は、８０を超える優れたＴＡＡ値を示した。
【００７９】
以上のように、主平面上のＳｉＯ２膜の膜厚を低減することによって、本参考例の情報記録媒体は、本発明に係る実施例２の情報記録媒体と同等の磁気特性を示した。しかしながら、主平面および基板外周端面上のＳｉＯ２膜の膜厚の低減に大型の装置が必要であること、および長い加工時間を必要とすることから、本参考例の方法は、製造コストの点で不利である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の情報記録媒体用基板の構成図であり、（ａ）は上面図であり、（ｂ）は切断線Ｉｂ−Ｉｂに沿った断面図である。
【図２】本発明の情報記録媒体用基板の製造方法の工程を説明する概略図であり、（ａ）〜（ｈ）は各工程を示す断面図である。
【図３】窒化シリコン膜の選択的除去に用いられる装置の概略図であり、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は領域IIIｂの拡大断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
２ 主平面
４ 基板内周端面
５ 基板外周端面
６ 基板内周チャンファー部
７ 基板外周チャンファー部
８ 中心孔
１０ シリコン単結晶支持体
２１ 第１ＳｉＯ２膜
２２ 第２ＳｉＯ２膜
３０ 窒化シリコン膜
１００ 基板中間体積層体
３０２ スペーサ
３０３ パッキン
３０４ 押さえ板
３０５ 固定治具
３０７ エッチング液流動路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ） 中心孔を有する円板形状を有し、主平面と、該中心孔に隣接する基板内周端面と、主平面および基板内周端面に隣接する基板内周チャンファー部と、該基板内周端面に対して主平面の反対側に位置する基板外周端面と、主平面および基板外周端面に隣接する基板外周チャンファー部とを有するシリコン単結晶支持体を準備する工程と、
（ｂ） 該シリコン単結晶支持体の全面上に窒化シリコン膜を堆積する工程と、
（ｃ） 基板内周端面および基板内周チャンファー部の上に形成された窒化シリコン膜を除去する工程と、
（ｄ） 基板内周端面および基板内周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、５０ｎｍ以上の膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜を形成する工程と、
（ｅ） 主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部の上に形成された窒化シリコン膜を除去する工程と、
（ｆ） 主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、１０ｎｍ以下の膜厚を有する第２ＳｉＯ２膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする情報記録媒体用基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法で製造された情報記録媒体用基板と、該情報記録媒体用基板の上に形成された磁気記録層とを少なくとも含むことを特徴とする情報磁気記録媒体。
【請求項１】
（ａ） 中心孔を有する円板形状を有し、主平面と、該中心孔に隣接する基板内周端面と、主平面および基板内周端面に隣接する基板内周チャンファー部と、該基板内周端面に対して主平面の反対側に位置する基板外周端面と、主平面および基板外周端面に隣接する基板外周チャンファー部とを有するシリコン単結晶支持体を準備する工程と、
（ｂ） 該シリコン単結晶支持体の全面上に窒化シリコン膜を堆積する工程と、
（ｃ） 基板内周端面および基板内周チャンファー部の上に形成された窒化シリコン膜を除去する工程と、
（ｄ） 基板内周端面および基板内周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、５０ｎｍ以上の膜厚を有する第１ＳｉＯ２膜を形成する工程と、
（ｅ） 主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部の上に形成された窒化シリコン膜を除去する工程と、
（ｆ） 主平面、基板外周端面および基板外周チャンファー部において、露出したシリコン単結晶支持体の表面を熱酸化して、１０ｎｍ以下の膜厚を有する第２ＳｉＯ２膜を形成する工程と
を含むことを特徴とする情報記録媒体用基板の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の製造方法で製造された情報記録媒体用基板と、該情報記録媒体用基板の上に形成された磁気記録層とを少なくとも含むことを特徴とする情報磁気記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−４００９８（Ｐ２０１０−４００９８Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０１７０１（Ｐ２００８−２０１７０１）
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（５０３３６１２４８）富士電機デバイステクノロジー株式会社 (1,023)
【Ｆターム（参考）】
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