磁気記録媒体及びその製造方法
【課題】強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】基体上に直接あるいは少なくとも中間層を介して磁気記録層が形成してある磁気記録媒体及びその製造方法において、磁気記録層は、記録領域と、記録領域を隔てる分離領域１０２とを有するパターンドメディアであり、Ｔｉを含む非磁性合金層１０３−２を分離領域１０２に形成する。
【解決手段】基体上に直接あるいは少なくとも中間層を介して磁気記録層が形成してある磁気記録媒体及びその製造方法において、磁気記録層は、記録領域と、記録領域を隔てる分離領域１０２とを有するパターンドメディアであり、Ｔｉを含む非磁性合金層１０３−２を分離領域１０２に形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高記録密度に適したディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体に代表されるパターン媒体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型コンピュータ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等の記憶装置に用いられる磁気ディスク装置は年々その重要性が高まり、大容量小型化へと発展を遂げている。磁気ディスク装置の大容量小型化には高密度化が不可欠である。
【０００３】
高密度化のための手法の一つに磁気記録媒体の磁化反転単位を小さくする事による媒体ノイズの低減が挙げられる。そのため従来の磁気記録媒体では、磁気記録層を構成する強磁性結晶粒があらかじめ磁気記録層に含まれる非磁性材料で分離される構造が採用された。
【０００４】
現在、より積極的にこの分離域を制御し磁気記録密度を向上する案として、記録トラック間に分離加工を施したディスクリートトラック媒体（ＤＴＭ）、さらには、記録ビット間にも分離加工を施したビットパターンド媒体（ＢＰＭ）が研究開発されており、いずれの場合も分離域形成加工技術が高密度化の重要なポイントとなっている。
【０００５】
ＤＴＭの作製方法として、エッチングなどにより磁性膜を物理的に加工する磁性膜加工型が提案されている。磁性膜加工型ＤＴＭは概ね次のようなプロセスで作製される。すなわち、（１）記録層の上に金属薄膜を設けレジスト塗布する。（２）リソグラフィー技術によりレジストに微細パターンを与える。（３）レジストパターン凹部の金属薄膜をドライプロセスによりエッチングし、記録層を露出させる。（４）露出した記録層をドライプロセスによりエッチングし記録トラック分離部（グルーブ）を形成する。（５）記録トラック（ランド）の残存レジスト及び金属薄膜を除去する。（６）グルーブ部分を非磁性材料で埋め戻し平坦化する。（７）保護層と潤滑層を付与する。現在、各プロセスで精度向上の為の様々な研究開発がなされている。
【０００６】
埋め戻し平坦化プロセスに関しては様々な作製方法が提案されているが中でも酸化物、窒化物、炭化物、硼化物を用いるのが一般的とされる。特許文献１では「ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２のような酸化物、Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，ＴｉＮのような窒化物、ＴｉＣのような炭化物、ＢＮのような硼化物、あるいはＣ系，ＣＨ系，ＣＦ系のうちいずれかの重合化合物」、また特許文献２では「ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ等の窒化物、ＴｉＣ等の炭化物、ＢＮ等の硼化物、およびＣ系、ＣＨ系、ＣＦ系のうちいずれかの重合化合物」で分離領域を構成する手法が提案されている。
【０００７】
また、特許文献３では「Ｃ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌまたはこれらの合金の窒化物」という表記の元で金属窒化物についての提案がなされている。
【０００８】
さらに特許文献４では埋め戻し材料を酸化物、窒化物、硼化物の他にＡｌ、Ｔｉ、ＣｒおよびＣｒ合金、ＮｉＴａ、ＴｉＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｒｕ、Ｔａを例に出し金属での埋め戻しを記載しているが効果と実施の形態が言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−９７４１９号公報
【特許文献２】特開２０００−２９８８２２号公報
【特許文献３】特開２００９−０８０９０２号公報
【特許文献４】特開２００８−１５９１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般的に磁気記録媒体はその記録領域において、データを格納する為のデータトラック領域とデータトラックの位置決め制御をするためのサーボ領域を有する。ＤＴＭなどのパターンメディアでは予めデータトラック領域とサーボ領域の記録領域を分離領域によって隔てるが、サーボ領域では記録領域と分離領域のサイズとピッチがデータトラック領域のそれらと比べて大きくなるのが一般的である。例えば、サーボ領域ではヘッド位置決めのために、強磁性層の有無を”１”、”０“情報として用いており、”０“が連続すると強磁性層の無い領域が形成され、強磁性層間の距離が広がってしまう。サーボ領域では、この”０“の数やその配置により強磁性層間の幅が一定とはならず、複数の幅が混在することになる。
【００１１】
このサーボ領域の埋め戻し平坦化はデータトラック領域と比べて相対的に困難となり、サーボ領域には凹凸（段差またはリセッション）が残りやすく最終的に磁気ヘッドの浮上性に悪影響を及ぼすに至る事が筆者らの研究により明らかとなった。すなわち以下の通りである。
【００１２】
通常埋め戻し平坦化工程はスパッタリング、ＣＶＤ等の真空ドライプロセス、またはＳＯＧに代表されるウェットプロセスで成膜し、その後イオンビームエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライプロセスやＣＭＰでエッチバックし余剰膜厚を取り除き記録領域と同じ高さにそろえようとすることが行われる。ＳＯＧやＣＭＰ等のウェットプロセスは微小粒子の残存により記録媒体の浮上性や電磁変換特性に悪影響を及ぼすことが多いとされることから、ドライプロセスを選択する場合が多い。ところが前記特許文献１〜４に示すような材料を用いて埋め戻しを行ってもパターンサイズやピッチが１００ｎｍを超えるような領域においては平坦化がなかなか進まない。
【００１３】
この様子を図１（ａ）〜図１（ｃ）及び図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて説明する。図１（ａ）〜図１（ｃ）は記録層（強磁性層）１０１−１のパターンサイズが小さく、又その間の分離領域１０２の幅が小さいデータトラック領域の様子を、図２（ａ）〜図２（ｃ）は強磁性層１０１−２のパターンサイズが大きく、又その間の分離領域１０２の幅が大きなサーボ領域の様子を示す。
【００１４】
データトラック領域では、分離領域１０２の幅が小さいため分離領域を非磁性材料で埋めると、記録層（強磁性層）１０１−１上に形成された非磁性材料層１０３−１の表面と分離領域１０２上の非磁性材料層表面との差Ｇｄは、記録層（強磁性層）１０１−１の高さＬｈよりも小さくなり（図１（ａ））、非磁性材料層を形成しただけで表面の凹凸が緩和される。その後、非磁性材料層をエッチバックすることにより、図１（ｂ）の状態を経て図１（ｃ）に示すように、記録層（強磁性層）１０１−１及び分離領域１０２において、表面が平坦化される。
【００１５】
サーボ領域では分離領域１０２の幅Ｇｗが大きく、図２（ａ）に示すように非磁性材料層１０３−１が薄い場合はもちろん、非磁性材料層を厚く形成しても強磁性層１０１−２上に形成された非磁性材料層１０３−１の表面と分離領域１０２上の非磁性材料層表面との差Ｇｄは、強磁性層１０１−２の高さＬｈにほぼ等しく、非磁性層材料膜１０３−１を形成しても表面の凹凸は緩和されない。その後、非磁性材料層１０３−１をエッチバックしても、サイズの大きなランドは痩せてくるが、中心部ではエッチング再付着の影響で高さが減りにくく、表面全体を平坦化することが困難である（図２（ｃ））。
【００１６】
これは、データトラック領域のようにサイズの小さなパターン部分では凹部が縦横両方からの膜成長により比較的容易に埋め戻されてエッチバック後に容易に平坦になるのに対し、サーボ領域のようにサイズの大きなパターン部分では凹部中心近傍の膜成長は縦方向からの膜成長しか望めないためである。その為段差Ｇｄは容易に小さくすることはできない。このように成された凹部はエッチバック後に平坦になりにくい。埋め戻し平坦化プロセスは完成メディアの最終表面形状を左右する重要な工程であり、その成功如何が磁気ヘッドの浮上性を決定付けると言える。
【００１７】
本発明の目的は、強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための一実施形態として、基体上に直接あるいは少なくとも中間層を介して磁気記録層が形成してある磁気記録媒体において、前記磁気記録層は、記録領域と前記記録領域を隔てる分離領域とを有するパターンドメディアであり、Ｔｉを含む非磁性合金層が前記分離領域に形成されていることを特徴とする磁気記録媒体とする。
【００１９】
また、上記の磁気記録媒体の製造方法において、前記磁気記録層を加工して前記記録領域を形成する工程と、前記分離領域を基板バイアスを用いたスパッタリング法により形成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とする。
【００２０】
また、データの記録またはサーボ信号の記録ができる強磁性層と、前記強磁性層間に配置された分離領域とを有する磁気記録媒体において、前記分離領域は幅が異なる複数の領域を有し、幅が異なる複数の前記分離領域には、それぞれＴｉを含む非磁性合金層が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体とする。
【発明の効果】
【００２１】
分離領域にＴｉを含む非磁性合金層を形成することにより、例えばパターンサイズの大きなサーボ領域においても記録領域と分離領域のリセッションを小さくすることができ、磁気ヘッド浮上性に優れた、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１（ａ）】パターンサイズの小さな領域において、分離領域を従来の非磁性材料で埋め戻した状態を示す要部断面図である。
【図１（ｂ）】パターンサイズの小さな領域において、分離領域を埋め戻した従来の非磁性材料層を途中までエッチバックした状態を示す要部断面図である。
【図１（ｃ）】パターンサイズの小さな領域において、分離領域を埋め戻した従来の非磁性材料層のエッチバックが終了した状態を示す要部断面図である。
【図２（ａ）】パターンサイズの大きな領域において、分離領域を従来の非磁性材料で途中まで埋め戻した状態を示す要部断面図である。
【図２（ｂ）】パターンサイズの大きな領域において、分離領域を従来の非磁性材料で埋め戻した状態を示す要部断面図である。
【図２（ｃ）】パターンサイズの大きな領域において、分離領域を埋め戻した従来の非磁性材料層のエッチバックが終了した状態を示す要部断面図である。
【図３】本実施の形態に係る非磁性材料を用い、パターンサイズの大きな領域において分離領域を埋め戻した状態を示す要部断面図である。
【図４】第1の実施例に係る磁気記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図５】第1の実施例に係る磁気記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】第1の実施例に係る磁気記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図７】第1の実施例に係る磁気記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図８】第1の実施例に係る磁気記録媒体において、磁性膜加工深さ２０ｎｍ、埋め戻し膜厚３０ｎｍの場合に埋め戻し材料としてＴｉＣｒ合金を用いた場合の段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【図９】第2の実施例に係る磁気記録媒体において、磁性膜加工深さ２０ｎｍ、埋め戻し膜厚３０ｎｍの場合に埋め戻し材料としてＴｉＣｏ合金を用いた場合の段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【図１０】第3の実施例に係る磁気記録媒体において、磁性膜加工深さ２０ｎｍ、埋め戻し膜厚３０ｎｍの場合に埋め戻し材料としてＴｉＡｌ合金を用いた場合の段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【図１１】第1〜第3の実施例や比較例に係る磁気記録媒体において、磁性膜加工深さ２０ｎｍ、埋め戻し膜厚３０ｎｍの場合の段差Ｇｄの分離領域(凹部)の幅Ｇｗ依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上記課題を解決するために、次のような構成を採用する。すなわち、基体上に直接あるいは少なくとも中間層を介して記録層が形成してある磁気記録媒体において、前記磁気記録層は記録領域と前記記録領域を隔てる分離領域からなるパターンドメディアであり、前記分離領域がＴｉを含む非磁性合金からなることを特徴とする。前記Ｔｉを含む非磁性合金はアモルファス構造であることでより好適とすることが出来る。
【００２４】
サーボ領域において、非磁性材料層として、Ｔｉを含む非磁性合金層１０３−２で分離領域１０２を埋め戻したときの様子を図３に示す。このような構成をとることで埋め戻し成膜後において段差を小さくすることができ、その後に行われるエッチバックで平坦な表面を得ることができる。
【００２５】
さらに言うと、記録領域と、前記記録領域を隔てる分離領域からなるパターンドメディアタイプの磁気記録媒体において、前記分離領域をＴｉＣｒ、ＴｉＣｏ、ＴｉＡｌのうち少なくとも一つの非磁性アモルファス合金にすることでヘッドの低浮上性に優れ、高記録密度化に適した記録領域分離型磁気記録媒体とすることができる。
【００２６】
これは、前記分離領域をＴｉＣｒ、ＴｉＣｏ、ＴｉＡｌのうち少なくとも一つの非磁性アモルファス合金にすることでデータトラック領域のみならず比較的パターンサイズとピッチの大きなサーボ領域のリセッションを小さく、さらには面粗さを小さく出来ることで磁気ヘッドの浮上基準面が相対的に近づき、記録領域と磁気ヘッドの距離を近づける事が出来るためである。
【００２７】
Ｔｉの組成比率はＴｉＣｒが３０〜７０ａｔ％、ＴｉＣｏが３０〜７０ａｔ％、ＴｉＡｌが２０〜８０ａｔ％とすることで非磁性アモルファス合金とすることが出来るがさらに好適にはＴｉの組成比率をＴｉＣｒで４０〜６０ａｔ％、ＴｉＣｏでは４０〜６０ａｔ％、ＴｉＡｌでは３０〜７０ａｔ％とすることでサーボ領域においてもリセッションを小さくすることが出来る。
【００２８】
なお、ここでは分離領域が大きな例としてサーボ領域を取り上げて説明したが、これに限定されるものではない。
以下、図面を用いて実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
第１の実施例について、図４〜図８を用いて説明する。図４〜図７は、本実施例に係る記録領域分離型の磁気記録媒体(磁気ディスク)の製造工程を示す概略断面図である。図４は、非磁性基板（基板）１の上に、ＡｌＴｉ密着層２、軟磁性層３、ＮｉＷシード層４、Ｒｕ中間層５、Ｃｏ系合金グラニュラー磁性層（記録層１）６、Ｃｏ系合金磁性層（記録層２）７、Ｔａマスク層前駆体８の積層膜が形成された状態を示す。軟磁性層３は、ＦｅＣｏ系下部軟磁性層３ａと、Ｒｕ反強磁性結合層３ｂと、ＦｅＣｏ系上部軟磁性層３ｃの積層膜である。
【００３０】
非磁性基板１上にＴａマスク層前駆体８を形成するまでの工程は、以下に説明するような通常の製造方法に従って行った。
【００３１】
まず、基板１として用いるソーダライムガラス基体（外径６５ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍ）の洗浄を十分行なった。これを約１．３×１０−５Ｐａ（１０のマイナス５乗パスカル）（１．０×１０−７Ｔｏｒｒ）以下まで排気された真空槽内に導入した。最初に密着層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＡｌ−５０ａｔ％Ｔｉ密着層２を５ｎｍ形成した。
【００３２】
続いて下部軟磁性層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＦｅ−３５ａｔ％Ｃｏ−９ａｔ％Ｔａ−４ａｔ％Ｚｒ合金下部軟磁性層３ａを２０ｎｍ成膜した。続いて反強磁性結合層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＲｕ層３ｂを０．５ｎｍ形成した。続いて上部軟磁性層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＦｅ−３５ａｔ％Ｃｏ−９ａｔ％Ｔａ−４ａｔ％Ｚｒ合金上部軟磁性層３ｃを２５ｎｍ成膜した。
【００３３】
続いて基板冷却室に搬送しスパッタによる熱の影響で上昇した基板温度を５５゜Ｃまで低下した後、シード層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．９Ｐａ（７ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｎｉ−８ａｔ％Ｗシード層４を８ｎｍ形成した。
【００３４】
続いて中間層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約２Ｐａ（１５ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＲｕ中間層４を１５ｎｍ形成した。さらに磁気記録層形成室１に搬送しＡｒ雰囲気約０．９Ｐａ（７ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、９０ｍｏｌ％（Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−１８ａｔ％Ｐｔ）８ｍｏｌ％ＳｉＯ２合金からなるグラニュラー磁性層（記録層１）６を１３ｎｍ形成した後、磁気記録層形成室２に搬送しＡｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｃｏ−１３ａｔ．％Ｃｒ−１８ａｔ．％Ｐｔ−７ａｔ．％Ｂ磁性層（記録層２）７を７ｎｍ形成した。
【００３５】
続いてＴａマスク層前駆体形成室に搬送しＡｒ雰囲気約０．９Ｐａ（７ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｔａマスク層前駆体８を３０ｎｍ形成した。
【００３６】
前記基板１としては、ソーダライムガラスの他に、化学強化したアルミノシリケート、Ｎｉ−Ｐ無電解めっきを施したＡｌ−Ｍｇ合金基板、シリコン，硼珪酸ガラス等からなるセラミックス、またはガラスグレージングを施したセラミックス等からなる非磁性の剛体基板等を用いることができる。
【００３７】
密着層２は、ソーダライムガラスからのアルカリ金属の電気化学的溶出を防ぐため、またガラスと軟磁性層３との密着性を向上するために設けてあるもので、ＡｌＴｉの他にＮｉＴａ，ＡｌＴａ，又はＣｏＴｉＡｌでも良く、厚さは任意である。また、特に用いる必要がなければ省略することもできる。また密着層２と軟磁性層３の間に軟磁性裏打ち層を設けても構わない。この場合の代表的な構成として、密着層２の上にＮｉ−１８ａｔ％Ｆｅを６ｎｍ、Ｆｅ−５０ａｔ％Ｍｎを１７ｎｍ、Ｃｏ−１０ａｔ％Ｆｅを３ｎｍ、この順に順次成膜してその後軟磁性層３を設けた。
【００３８】
シード層４として、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＴａ合金、ＴａＴｉ合金等を用いることも可能である。また、シード層４と軟磁性層３の間にＮｉＣｒＴｉ合金を積層してもよい。基板冷却工程は上部軟磁性層３ｃの形成後ではなく、上部軟磁性層３ｃの形成前、記録層６の形成前に設けることもでき、さらにこれらを複数組み合わせても構わない。
【００３９】
次に、上記Ｔａマスク層前駆体８まで形成された基板１を真空層から出しレジストコーティング機に入れ、前記Ｔａマスク層前駆体上にレジスト材としてメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）層９を６０ｎｍ設けた後、ナノインプリント技術により図５に示す所望の微細パターンを形成した。
【００４０】
すなわち、前記微細パターンの形成に用いたスタンパーはレジスト凸部の幅が９０ｎｍ、レジスト凹部の幅が２０，５０，１００，２００，３００ｎｍ残渣を５ｎｍの形状に同心円状に型押しできる領域を含むデータトラック領域とデータトラック領域よりもパターンサイズとピッチが大きなサーボ領域を模擬したものである。
【００４１】
次に上記微細パターンを有するＰＭＭＡ層９まで設けた基板をＴａマスク層前駆体８までを形成したものとは別の真空装置に導入しＴａマスク層８２の形成を行った。まず酸素による反応性酸素イオンエッチング（ＲＩＥ−Ｏ２）室へ搬送しレジスト残渣５ｎｍを除去した。続いて反応性ＣＦ４イオンエッチング室へ搬送しＴａマスク層を形成した。引続きＡｒによるイオンビームエッチング（ＩＢＥ）室に搬送し既Ｔａマスク層下のグラニュラー磁性層（記録層１）６を１３ｎｍ、Ｃｏ系合金磁性層（記録層２）７も７ｎｍエッチング加工した。ここまでの工程を経た本発明による磁気記録媒体の断面模式図を図６に示す。
【００４２】
引き続き反応性ＣＦ４イオンエッチング室へ搬送しＴａマスク層をＣＦ４イオンエッチングで全て除去し図７に示す構成とした。図７に示す構成のサンプルを複数枚用意し、以下に示す埋め戻し平坦化サンプルの作製を行った。
【００４３】
磁性膜凸部の幅が９０ｎｍ、凹部の幅（Ｇｗ）が２０，５０，１００，２００，３００ｎｍ、深さが２０ｎｍエッチングされたサンプル（図７に示す構造）を真空から曝露することなくスパッタ成膜室へと搬送しＴｉＣｒ合金ターゲットを用いて加工された磁性膜表面に合金薄膜を３０ｎｍ成膜した。
【００４４】
用いた合金ターゲットのＴｉ組成比率は１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ａｔ％、他に純Ｔｉ、純Ｃｒターゲットも比較の為に用いた。図８（ａ）（ｂ）は、各Ｇｗにおける段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【００４５】
Ｇｗが２０ｎｍの時にＧｄはＴｉの組成比率に関らず大きく変化しない。ところが、Ｇｗが大きくなるにつれてＧｄはＴｉの組成比率に依存性を示し、Ｔｉが３０〜７０ａｔ％ではＧｗが１００，２００，３００ｎｍと非常に大きく通常では埋め戻しだけでの平坦化は望めない領域にも拘らずＧｄを１５ｎｍ以下に抑えることができている。特にＴｉが４０〜６０ａｔ％ではＧｄを１３ｎｍ以下にすることができた。即ち、ＴｉＣｒ合金が埋め戻し平坦化に効果的な材料でありアモルファス性を示すＴｉ組成比率３０〜７０ａｔ％、特に２０〜６０ａｔ％が効果的であることが分かった。
【００４６】
これらのサンプルをイオンビームエッチング（ＩＢＥ）またはガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）でエッチバックし、埋め戻し膜の余剰膜厚を取り除いたところエッチング効果と再付着効果が合いまって、記録領域と分離領域の段差がサーボ領域でも２ｎｍ以下とすることができ、磁気ヘッド浮上性に優れた表面形状を得ることができた。
【００４７】
以上で述べたように、本実施例によれば、強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができた。
【実施例２】
【００４８】
図９（ａ）（ｂ）を用いて第２の実施例について説明する。なお、実施例１に記載され、本実施例に未記載の内容は本実施例にも同様に適用することができる。
【００４９】
加工された磁性膜表面に合金薄膜を設ける際にＴｉＣｏターゲットを用いて合金薄膜を３０ｎｍ設けたことを除いては実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。合金ターゲットのＴｉ組成比率は１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ａｔ％である。図９（ａ）（ｂ）は、各Ｇｗにおける段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【００５０】
ここでもＴｉが３０〜７０ａｔ％ではＧｗが１００，２００，３００ｎｍと非常に大きく通常では埋め戻しだけでの平坦化は望めない領域にも拘らずＧｄを１５ｎｍ以下に抑えることができている。特にＴｉが４０〜６０ａｔ％ではＧｄを１３ｎｍ以下にすることができた。即ち、ＴｉＣｏ合金が埋め戻し平坦化に効果的な材料でありアモルファス性を示すＴｉ組成比率３０〜７０ａｔ％、特に４０〜６０ａｔ％が効果的であることが分かった。
【００５１】
実施例１と同様にこれらのサンプルをイオンビームエッチング（ＩＢＥ）またはガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）でエッチバックし、埋め戻し膜の余剰膜厚を取り除いたところ記録領域と分離領域の段差がサーボ領域でも２ｎｍ以下とすることができ、磁気ヘッド浮上性に優れた表面形状を得ることができた。
【００５２】
以上で述べたように、本実施例によれば、強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができた。
【実施例３】
【００５３】
図１０（ａ）（ｂ）を用いて第３の実施例について説明する。なお、実施例１に記載され、本実施例に未記載の内容は本実施例にも同様に適用することができる。
【００５４】
加工された磁性膜表面に合金薄膜を設ける際にＴｉＡｌターゲットを用いて合金薄膜を３０ｎｍ設けたことを除いては実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。合金ターゲットのＴｉ組成比率は１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ａｔ％である。図１０（ａ）（ｂ）は、各Ｇｗにおける段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【００５５】
ここではＴｉが２０〜８０ａｔ％ではＧｗが１００，２００，３００ｎｍと非常に大きく通常では埋め戻しだけでの平坦化は望めない領域にも拘らずＧｄを１５ｎｍ以下に抑えることができている。特にＴｉが３０〜７０ａｔ％ではＧｄを１３ｎｍ以下にすることができた。即ち、ＴｉＡｌ合金が埋め戻し平坦化に効果的な材料でありアモルファス性を示すＴｉ組成比率２０〜８０ａｔ％、特に３０〜７０ａｔ％が効果的であることが分かった。
【００５６】
実施例1と同様にこれらのサンプルをイオンビームエッチング（ＩＢＥ）またはガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）でエッチバックし、埋め戻し膜の余剰膜厚を取り除いたところ記録領域と分離領域の段差がサーボ領域でも２ｎｍ以下とすることができ、磁気ヘッド浮上性に優れた表面形状を得ることができた。
【００５７】
以上で述べたように、本実施例によれば、強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができた。
【比較例】
【００５８】
図１１（ａ）（ｂ）に実施例１，２，３の代表例３種類、本実施例の範囲外である合金組成の代表例２種類と純Ｔｉ、比較例としてＡｇ及びＴｉを含まない合金例３種類についてＧｄのＧｗ依存性を示す。膜厚は全て３０ｎｍとした。本実施例の代表例３種類は、Ｇｗが１００ｎｍ以上となってもＧｄが１３ｎｍ以下に抑えられている。一方、本実施例以外の７種類の埋め戻しサンプルはＧｗが１００ｎｍ以上になった場合にＧｄは１５ｎｍ以上になっている。このことからもＴｉを含む非磁性アモルファス合金が比較的大きなパターンサイズ、ピッチに対しても埋め戻し平坦化をするための特に優れた材料であるということが言える。
【符号の説明】
【００５９】
１…非磁性基板、２…ＡｌＴｉ密着層、３…軟磁性層、３ａ…ＦｅＣｏＴａＺｒ下部軟磁性層、３ｂ…Ｒｕ反強磁性結合層、３ｃ…ＦｅＣｏＴａＺｒ上部軟磁性層、４…ＮｉＷシード層、５…Ｒｕ中間層、６…Ｃｏ系合金グラニュラー磁性層（記録層１）、７…Ｃｏ系合金磁性層（記録層２）８…Ｔａマスク層前駆体、８２…Ｔａマスク層、９…メタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）層、１０１−１…記録層(強磁性層)、１０１−２…強磁性層、１０２…分離領域(凹部)、１０３−１…非磁性材料層、１０３−２…Ｔｉを含む非磁性合金層。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高記録密度に適したディスクリートトラック媒体やビットパターン媒体に代表されるパターン媒体、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型コンピュータ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等の記憶装置に用いられる磁気ディスク装置は年々その重要性が高まり、大容量小型化へと発展を遂げている。磁気ディスク装置の大容量小型化には高密度化が不可欠である。
【０００３】
高密度化のための手法の一つに磁気記録媒体の磁化反転単位を小さくする事による媒体ノイズの低減が挙げられる。そのため従来の磁気記録媒体では、磁気記録層を構成する強磁性結晶粒があらかじめ磁気記録層に含まれる非磁性材料で分離される構造が採用された。
【０００４】
現在、より積極的にこの分離域を制御し磁気記録密度を向上する案として、記録トラック間に分離加工を施したディスクリートトラック媒体（ＤＴＭ）、さらには、記録ビット間にも分離加工を施したビットパターンド媒体（ＢＰＭ）が研究開発されており、いずれの場合も分離域形成加工技術が高密度化の重要なポイントとなっている。
【０００５】
ＤＴＭの作製方法として、エッチングなどにより磁性膜を物理的に加工する磁性膜加工型が提案されている。磁性膜加工型ＤＴＭは概ね次のようなプロセスで作製される。すなわち、（１）記録層の上に金属薄膜を設けレジスト塗布する。（２）リソグラフィー技術によりレジストに微細パターンを与える。（３）レジストパターン凹部の金属薄膜をドライプロセスによりエッチングし、記録層を露出させる。（４）露出した記録層をドライプロセスによりエッチングし記録トラック分離部（グルーブ）を形成する。（５）記録トラック（ランド）の残存レジスト及び金属薄膜を除去する。（６）グルーブ部分を非磁性材料で埋め戻し平坦化する。（７）保護層と潤滑層を付与する。現在、各プロセスで精度向上の為の様々な研究開発がなされている。
【０００６】
埋め戻し平坦化プロセスに関しては様々な作製方法が提案されているが中でも酸化物、窒化物、炭化物、硼化物を用いるのが一般的とされる。特許文献１では「ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２のような酸化物、Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮ，ＴｉＮのような窒化物、ＴｉＣのような炭化物、ＢＮのような硼化物、あるいはＣ系，ＣＨ系，ＣＦ系のうちいずれかの重合化合物」、また特許文献２では「ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の酸化物、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＮ、ＴｉＮ等の窒化物、ＴｉＣ等の炭化物、ＢＮ等の硼化物、およびＣ系、ＣＨ系、ＣＦ系のうちいずれかの重合化合物」で分離領域を構成する手法が提案されている。
【０００７】
また、特許文献３では「Ｃ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌまたはこれらの合金の窒化物」という表記の元で金属窒化物についての提案がなされている。
【０００８】
さらに特許文献４では埋め戻し材料を酸化物、窒化物、硼化物の他にＡｌ、Ｔｉ、ＣｒおよびＣｒ合金、ＮｉＴａ、ＴｉＯｘ、Ａｌ２Ｏ３、Ｒｕ、Ｔａを例に出し金属での埋め戻しを記載しているが効果と実施の形態が言及されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−９７４１９号公報
【特許文献２】特開２０００−２９８８２２号公報
【特許文献３】特開２００９−０８０９０２号公報
【特許文献４】特開２００８−１５９１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
一般的に磁気記録媒体はその記録領域において、データを格納する為のデータトラック領域とデータトラックの位置決め制御をするためのサーボ領域を有する。ＤＴＭなどのパターンメディアでは予めデータトラック領域とサーボ領域の記録領域を分離領域によって隔てるが、サーボ領域では記録領域と分離領域のサイズとピッチがデータトラック領域のそれらと比べて大きくなるのが一般的である。例えば、サーボ領域ではヘッド位置決めのために、強磁性層の有無を”１”、”０“情報として用いており、”０“が連続すると強磁性層の無い領域が形成され、強磁性層間の距離が広がってしまう。サーボ領域では、この”０“の数やその配置により強磁性層間の幅が一定とはならず、複数の幅が混在することになる。
【００１１】
このサーボ領域の埋め戻し平坦化はデータトラック領域と比べて相対的に困難となり、サーボ領域には凹凸（段差またはリセッション）が残りやすく最終的に磁気ヘッドの浮上性に悪影響を及ぼすに至る事が筆者らの研究により明らかとなった。すなわち以下の通りである。
【００１２】
通常埋め戻し平坦化工程はスパッタリング、ＣＶＤ等の真空ドライプロセス、またはＳＯＧに代表されるウェットプロセスで成膜し、その後イオンビームエッチング、反応性イオンビームエッチング等のドライプロセスやＣＭＰでエッチバックし余剰膜厚を取り除き記録領域と同じ高さにそろえようとすることが行われる。ＳＯＧやＣＭＰ等のウェットプロセスは微小粒子の残存により記録媒体の浮上性や電磁変換特性に悪影響を及ぼすことが多いとされることから、ドライプロセスを選択する場合が多い。ところが前記特許文献１〜４に示すような材料を用いて埋め戻しを行ってもパターンサイズやピッチが１００ｎｍを超えるような領域においては平坦化がなかなか進まない。
【００１３】
この様子を図１（ａ）〜図１（ｃ）及び図２（ａ）〜図２（ｃ）を用いて説明する。図１（ａ）〜図１（ｃ）は記録層（強磁性層）１０１−１のパターンサイズが小さく、又その間の分離領域１０２の幅が小さいデータトラック領域の様子を、図２（ａ）〜図２（ｃ）は強磁性層１０１−２のパターンサイズが大きく、又その間の分離領域１０２の幅が大きなサーボ領域の様子を示す。
【００１４】
データトラック領域では、分離領域１０２の幅が小さいため分離領域を非磁性材料で埋めると、記録層（強磁性層）１０１−１上に形成された非磁性材料層１０３−１の表面と分離領域１０２上の非磁性材料層表面との差Ｇｄは、記録層（強磁性層）１０１−１の高さＬｈよりも小さくなり（図１（ａ））、非磁性材料層を形成しただけで表面の凹凸が緩和される。その後、非磁性材料層をエッチバックすることにより、図１（ｂ）の状態を経て図１（ｃ）に示すように、記録層（強磁性層）１０１−１及び分離領域１０２において、表面が平坦化される。
【００１５】
サーボ領域では分離領域１０２の幅Ｇｗが大きく、図２（ａ）に示すように非磁性材料層１０３−１が薄い場合はもちろん、非磁性材料層を厚く形成しても強磁性層１０１−２上に形成された非磁性材料層１０３−１の表面と分離領域１０２上の非磁性材料層表面との差Ｇｄは、強磁性層１０１−２の高さＬｈにほぼ等しく、非磁性層材料膜１０３−１を形成しても表面の凹凸は緩和されない。その後、非磁性材料層１０３−１をエッチバックしても、サイズの大きなランドは痩せてくるが、中心部ではエッチング再付着の影響で高さが減りにくく、表面全体を平坦化することが困難である（図２（ｃ））。
【００１６】
これは、データトラック領域のようにサイズの小さなパターン部分では凹部が縦横両方からの膜成長により比較的容易に埋め戻されてエッチバック後に容易に平坦になるのに対し、サーボ領域のようにサイズの大きなパターン部分では凹部中心近傍の膜成長は縦方向からの膜成長しか望めないためである。その為段差Ｇｄは容易に小さくすることはできない。このように成された凹部はエッチバック後に平坦になりにくい。埋め戻し平坦化プロセスは完成メディアの最終表面形状を左右する重要な工程であり、その成功如何が磁気ヘッドの浮上性を決定付けると言える。
【００１７】
本発明の目的は、強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するための一実施形態として、基体上に直接あるいは少なくとも中間層を介して磁気記録層が形成してある磁気記録媒体において、前記磁気記録層は、記録領域と前記記録領域を隔てる分離領域とを有するパターンドメディアであり、Ｔｉを含む非磁性合金層が前記分離領域に形成されていることを特徴とする磁気記録媒体とする。
【００１９】
また、上記の磁気記録媒体の製造方法において、前記磁気記録層を加工して前記記録領域を形成する工程と、前記分離領域を基板バイアスを用いたスパッタリング法により形成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とする。
【００２０】
また、データの記録またはサーボ信号の記録ができる強磁性層と、前記強磁性層間に配置された分離領域とを有する磁気記録媒体において、前記分離領域は幅が異なる複数の領域を有し、幅が異なる複数の前記分離領域には、それぞれＴｉを含む非磁性合金層が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体とする。
【発明の効果】
【００２１】
分離領域にＴｉを含む非磁性合金層を形成することにより、例えばパターンサイズの大きなサーボ領域においても記録領域と分離領域のリセッションを小さくすることができ、磁気ヘッド浮上性に優れた、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１（ａ）】パターンサイズの小さな領域において、分離領域を従来の非磁性材料で埋め戻した状態を示す要部断面図である。
【図１（ｂ）】パターンサイズの小さな領域において、分離領域を埋め戻した従来の非磁性材料層を途中までエッチバックした状態を示す要部断面図である。
【図１（ｃ）】パターンサイズの小さな領域において、分離領域を埋め戻した従来の非磁性材料層のエッチバックが終了した状態を示す要部断面図である。
【図２（ａ）】パターンサイズの大きな領域において、分離領域を従来の非磁性材料で途中まで埋め戻した状態を示す要部断面図である。
【図２（ｂ）】パターンサイズの大きな領域において、分離領域を従来の非磁性材料で埋め戻した状態を示す要部断面図である。
【図２（ｃ）】パターンサイズの大きな領域において、分離領域を埋め戻した従来の非磁性材料層のエッチバックが終了した状態を示す要部断面図である。
【図３】本実施の形態に係る非磁性材料を用い、パターンサイズの大きな領域において分離領域を埋め戻した状態を示す要部断面図である。
【図４】第1の実施例に係る磁気記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図５】第1の実施例に係る磁気記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】第1の実施例に係る磁気記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図７】第1の実施例に係る磁気記録媒体の製造工程を示す概略断面図である。
【図８】第1の実施例に係る磁気記録媒体において、磁性膜加工深さ２０ｎｍ、埋め戻し膜厚３０ｎｍの場合に埋め戻し材料としてＴｉＣｒ合金を用いた場合の段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【図９】第2の実施例に係る磁気記録媒体において、磁性膜加工深さ２０ｎｍ、埋め戻し膜厚３０ｎｍの場合に埋め戻し材料としてＴｉＣｏ合金を用いた場合の段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【図１０】第3の実施例に係る磁気記録媒体において、磁性膜加工深さ２０ｎｍ、埋め戻し膜厚３０ｎｍの場合に埋め戻し材料としてＴｉＡｌ合金を用いた場合の段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【図１１】第1〜第3の実施例や比較例に係る磁気記録媒体において、磁性膜加工深さ２０ｎｍ、埋め戻し膜厚３０ｎｍの場合の段差Ｇｄの分離領域(凹部)の幅Ｇｗ依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
上記課題を解決するために、次のような構成を採用する。すなわち、基体上に直接あるいは少なくとも中間層を介して記録層が形成してある磁気記録媒体において、前記磁気記録層は記録領域と前記記録領域を隔てる分離領域からなるパターンドメディアであり、前記分離領域がＴｉを含む非磁性合金からなることを特徴とする。前記Ｔｉを含む非磁性合金はアモルファス構造であることでより好適とすることが出来る。
【００２４】
サーボ領域において、非磁性材料層として、Ｔｉを含む非磁性合金層１０３−２で分離領域１０２を埋め戻したときの様子を図３に示す。このような構成をとることで埋め戻し成膜後において段差を小さくすることができ、その後に行われるエッチバックで平坦な表面を得ることができる。
【００２５】
さらに言うと、記録領域と、前記記録領域を隔てる分離領域からなるパターンドメディアタイプの磁気記録媒体において、前記分離領域をＴｉＣｒ、ＴｉＣｏ、ＴｉＡｌのうち少なくとも一つの非磁性アモルファス合金にすることでヘッドの低浮上性に優れ、高記録密度化に適した記録領域分離型磁気記録媒体とすることができる。
【００２６】
これは、前記分離領域をＴｉＣｒ、ＴｉＣｏ、ＴｉＡｌのうち少なくとも一つの非磁性アモルファス合金にすることでデータトラック領域のみならず比較的パターンサイズとピッチの大きなサーボ領域のリセッションを小さく、さらには面粗さを小さく出来ることで磁気ヘッドの浮上基準面が相対的に近づき、記録領域と磁気ヘッドの距離を近づける事が出来るためである。
【００２７】
Ｔｉの組成比率はＴｉＣｒが３０〜７０ａｔ％、ＴｉＣｏが３０〜７０ａｔ％、ＴｉＡｌが２０〜８０ａｔ％とすることで非磁性アモルファス合金とすることが出来るがさらに好適にはＴｉの組成比率をＴｉＣｒで４０〜６０ａｔ％、ＴｉＣｏでは４０〜６０ａｔ％、ＴｉＡｌでは３０〜７０ａｔ％とすることでサーボ領域においてもリセッションを小さくすることが出来る。
【００２８】
なお、ここでは分離領域が大きな例としてサーボ領域を取り上げて説明したが、これに限定されるものではない。
以下、図面を用いて実施例により詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
第１の実施例について、図４〜図８を用いて説明する。図４〜図７は、本実施例に係る記録領域分離型の磁気記録媒体(磁気ディスク)の製造工程を示す概略断面図である。図４は、非磁性基板（基板）１の上に、ＡｌＴｉ密着層２、軟磁性層３、ＮｉＷシード層４、Ｒｕ中間層５、Ｃｏ系合金グラニュラー磁性層（記録層１）６、Ｃｏ系合金磁性層（記録層２）７、Ｔａマスク層前駆体８の積層膜が形成された状態を示す。軟磁性層３は、ＦｅＣｏ系下部軟磁性層３ａと、Ｒｕ反強磁性結合層３ｂと、ＦｅＣｏ系上部軟磁性層３ｃの積層膜である。
【００３０】
非磁性基板１上にＴａマスク層前駆体８を形成するまでの工程は、以下に説明するような通常の製造方法に従って行った。
【００３１】
まず、基板１として用いるソーダライムガラス基体（外径６５ｍｍ、内径１５ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍ）の洗浄を十分行なった。これを約１．３×１０−５Ｐａ（１０のマイナス５乗パスカル）（１．０×１０−７Ｔｏｒｒ）以下まで排気された真空槽内に導入した。最初に密着層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＡｌ−５０ａｔ％Ｔｉ密着層２を５ｎｍ形成した。
【００３２】
続いて下部軟磁性層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＦｅ−３５ａｔ％Ｃｏ−９ａｔ％Ｔａ−４ａｔ％Ｚｒ合金下部軟磁性層３ａを２０ｎｍ成膜した。続いて反強磁性結合層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＲｕ層３ｂを０．５ｎｍ形成した。続いて上部軟磁性層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＦｅ−３５ａｔ％Ｃｏ−９ａｔ％Ｔａ−４ａｔ％Ｚｒ合金上部軟磁性層３ｃを２５ｎｍ成膜した。
【００３３】
続いて基板冷却室に搬送しスパッタによる熱の影響で上昇した基板温度を５５゜Ｃまで低下した後、シード層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約０．９Ｐａ（７ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｎｉ−８ａｔ％Ｗシード層４を８ｎｍ形成した。
【００３４】
続いて中間層形成室に搬送し、Ａｒ雰囲気約２Ｐａ（１５ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法によりＲｕ中間層４を１５ｎｍ形成した。さらに磁気記録層形成室１に搬送しＡｒ雰囲気約０．９Ｐａ（７ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、９０ｍｏｌ％（Ｃｏ−１５ａｔ％Ｃｒ−１８ａｔ％Ｐｔ）８ｍｏｌ％ＳｉＯ２合金からなるグラニュラー磁性層（記録層１）６を１３ｎｍ形成した後、磁気記録層形成室２に搬送しＡｒ雰囲気約０．８Ｐａ（６ｍＴｏｒｒ）の条件下でＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｃｏ−１３ａｔ．％Ｃｒ−１８ａｔ．％Ｐｔ−７ａｔ．％Ｂ磁性層（記録層２）７を７ｎｍ形成した。
【００３５】
続いてＴａマスク層前駆体形成室に搬送しＡｒ雰囲気約０．９Ｐａ（７ｍＴｏｒｒ）の条件下で、ＤＣマグネトロンスパッタリング法により、Ｔａマスク層前駆体８を３０ｎｍ形成した。
【００３６】
前記基板１としては、ソーダライムガラスの他に、化学強化したアルミノシリケート、Ｎｉ−Ｐ無電解めっきを施したＡｌ−Ｍｇ合金基板、シリコン，硼珪酸ガラス等からなるセラミックス、またはガラスグレージングを施したセラミックス等からなる非磁性の剛体基板等を用いることができる。
【００３７】
密着層２は、ソーダライムガラスからのアルカリ金属の電気化学的溶出を防ぐため、またガラスと軟磁性層３との密着性を向上するために設けてあるもので、ＡｌＴｉの他にＮｉＴａ，ＡｌＴａ，又はＣｏＴｉＡｌでも良く、厚さは任意である。また、特に用いる必要がなければ省略することもできる。また密着層２と軟磁性層３の間に軟磁性裏打ち層を設けても構わない。この場合の代表的な構成として、密着層２の上にＮｉ−１８ａｔ％Ｆｅを６ｎｍ、Ｆｅ−５０ａｔ％Ｍｎを１７ｎｍ、Ｃｏ−１０ａｔ％Ｆｅを３ｎｍ、この順に順次成膜してその後軟磁性層３を設けた。
【００３８】
シード層４として、ＮｉＦｅ合金、ＮｉＴａ合金、ＴａＴｉ合金等を用いることも可能である。また、シード層４と軟磁性層３の間にＮｉＣｒＴｉ合金を積層してもよい。基板冷却工程は上部軟磁性層３ｃの形成後ではなく、上部軟磁性層３ｃの形成前、記録層６の形成前に設けることもでき、さらにこれらを複数組み合わせても構わない。
【００３９】
次に、上記Ｔａマスク層前駆体８まで形成された基板１を真空層から出しレジストコーティング機に入れ、前記Ｔａマスク層前駆体上にレジスト材としてメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）層９を６０ｎｍ設けた後、ナノインプリント技術により図５に示す所望の微細パターンを形成した。
【００４０】
すなわち、前記微細パターンの形成に用いたスタンパーはレジスト凸部の幅が９０ｎｍ、レジスト凹部の幅が２０，５０，１００，２００，３００ｎｍ残渣を５ｎｍの形状に同心円状に型押しできる領域を含むデータトラック領域とデータトラック領域よりもパターンサイズとピッチが大きなサーボ領域を模擬したものである。
【００４１】
次に上記微細パターンを有するＰＭＭＡ層９まで設けた基板をＴａマスク層前駆体８までを形成したものとは別の真空装置に導入しＴａマスク層８２の形成を行った。まず酸素による反応性酸素イオンエッチング（ＲＩＥ−Ｏ２）室へ搬送しレジスト残渣５ｎｍを除去した。続いて反応性ＣＦ４イオンエッチング室へ搬送しＴａマスク層を形成した。引続きＡｒによるイオンビームエッチング（ＩＢＥ）室に搬送し既Ｔａマスク層下のグラニュラー磁性層（記録層１）６を１３ｎｍ、Ｃｏ系合金磁性層（記録層２）７も７ｎｍエッチング加工した。ここまでの工程を経た本発明による磁気記録媒体の断面模式図を図６に示す。
【００４２】
引き続き反応性ＣＦ４イオンエッチング室へ搬送しＴａマスク層をＣＦ４イオンエッチングで全て除去し図７に示す構成とした。図７に示す構成のサンプルを複数枚用意し、以下に示す埋め戻し平坦化サンプルの作製を行った。
【００４３】
磁性膜凸部の幅が９０ｎｍ、凹部の幅（Ｇｗ）が２０，５０，１００，２００，３００ｎｍ、深さが２０ｎｍエッチングされたサンプル（図７に示す構造）を真空から曝露することなくスパッタ成膜室へと搬送しＴｉＣｒ合金ターゲットを用いて加工された磁性膜表面に合金薄膜を３０ｎｍ成膜した。
【００４４】
用いた合金ターゲットのＴｉ組成比率は１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ａｔ％、他に純Ｔｉ、純Ｃｒターゲットも比較の為に用いた。図８（ａ）（ｂ）は、各Ｇｗにおける段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【００４５】
Ｇｗが２０ｎｍの時にＧｄはＴｉの組成比率に関らず大きく変化しない。ところが、Ｇｗが大きくなるにつれてＧｄはＴｉの組成比率に依存性を示し、Ｔｉが３０〜７０ａｔ％ではＧｗが１００，２００，３００ｎｍと非常に大きく通常では埋め戻しだけでの平坦化は望めない領域にも拘らずＧｄを１５ｎｍ以下に抑えることができている。特にＴｉが４０〜６０ａｔ％ではＧｄを１３ｎｍ以下にすることができた。即ち、ＴｉＣｒ合金が埋め戻し平坦化に効果的な材料でありアモルファス性を示すＴｉ組成比率３０〜７０ａｔ％、特に２０〜６０ａｔ％が効果的であることが分かった。
【００４６】
これらのサンプルをイオンビームエッチング（ＩＢＥ）またはガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）でエッチバックし、埋め戻し膜の余剰膜厚を取り除いたところエッチング効果と再付着効果が合いまって、記録領域と分離領域の段差がサーボ領域でも２ｎｍ以下とすることができ、磁気ヘッド浮上性に優れた表面形状を得ることができた。
【００４７】
以上で述べたように、本実施例によれば、強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができた。
【実施例２】
【００４８】
図９（ａ）（ｂ）を用いて第２の実施例について説明する。なお、実施例１に記載され、本実施例に未記載の内容は本実施例にも同様に適用することができる。
【００４９】
加工された磁性膜表面に合金薄膜を設ける際にＴｉＣｏターゲットを用いて合金薄膜を３０ｎｍ設けたことを除いては実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。合金ターゲットのＴｉ組成比率は１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ａｔ％である。図９（ａ）（ｂ）は、各Ｇｗにおける段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【００５０】
ここでもＴｉが３０〜７０ａｔ％ではＧｗが１００，２００，３００ｎｍと非常に大きく通常では埋め戻しだけでの平坦化は望めない領域にも拘らずＧｄを１５ｎｍ以下に抑えることができている。特にＴｉが４０〜６０ａｔ％ではＧｄを１３ｎｍ以下にすることができた。即ち、ＴｉＣｏ合金が埋め戻し平坦化に効果的な材料でありアモルファス性を示すＴｉ組成比率３０〜７０ａｔ％、特に４０〜６０ａｔ％が効果的であることが分かった。
【００５１】
実施例１と同様にこれらのサンプルをイオンビームエッチング（ＩＢＥ）またはガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）でエッチバックし、埋め戻し膜の余剰膜厚を取り除いたところ記録領域と分離領域の段差がサーボ領域でも２ｎｍ以下とすることができ、磁気ヘッド浮上性に優れた表面形状を得ることができた。
【００５２】
以上で述べたように、本実施例によれば、強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができた。
【実施例３】
【００５３】
図１０（ａ）（ｂ）を用いて第３の実施例について説明する。なお、実施例１に記載され、本実施例に未記載の内容は本実施例にも同様に適用することができる。
【００５４】
加工された磁性膜表面に合金薄膜を設ける際にＴｉＡｌターゲットを用いて合金薄膜を３０ｎｍ設けたことを除いては実施例１と同様の手順でサンプルを作製した。合金ターゲットのＴｉ組成比率は１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０，９０ａｔ％である。図１０（ａ）（ｂ）は、各Ｇｗにおける段差ＧｄのＴｉ組成比率依存性を説明するための図であり、（ａ）はデータを、（ｂ）は（ａ）のデータに基づいて作成したグラフを示す。
【００５５】
ここではＴｉが２０〜８０ａｔ％ではＧｗが１００，２００，３００ｎｍと非常に大きく通常では埋め戻しだけでの平坦化は望めない領域にも拘らずＧｄを１５ｎｍ以下に抑えることができている。特にＴｉが３０〜７０ａｔ％ではＧｄを１３ｎｍ以下にすることができた。即ち、ＴｉＡｌ合金が埋め戻し平坦化に効果的な材料でありアモルファス性を示すＴｉ組成比率２０〜８０ａｔ％、特に３０〜７０ａｔ％が効果的であることが分かった。
【００５６】
実施例1と同様にこれらのサンプルをイオンビームエッチング（ＩＢＥ）またはガスクラスターイオンビーム（ＧＣＩＢ）でエッチバックし、埋め戻し膜の余剰膜厚を取り除いたところ記録領域と分離領域の段差がサーボ領域でも２ｎｍ以下とすることができ、磁気ヘッド浮上性に優れた表面形状を得ることができた。
【００５７】
以上で述べたように、本実施例によれば、強磁性層からなる記録領域等の間に非磁性層からなる分離領域が設けられ、強磁性層間の面内距離が異なっても優れた磁気ヘッド浮上性を有する、記録領域分離型の磁気記録媒体及びその製造方法を提供することができた。
【比較例】
【００５８】
図１１（ａ）（ｂ）に実施例１，２，３の代表例３種類、本実施例の範囲外である合金組成の代表例２種類と純Ｔｉ、比較例としてＡｇ及びＴｉを含まない合金例３種類についてＧｄのＧｗ依存性を示す。膜厚は全て３０ｎｍとした。本実施例の代表例３種類は、Ｇｗが１００ｎｍ以上となってもＧｄが１３ｎｍ以下に抑えられている。一方、本実施例以外の７種類の埋め戻しサンプルはＧｗが１００ｎｍ以上になった場合にＧｄは１５ｎｍ以上になっている。このことからもＴｉを含む非磁性アモルファス合金が比較的大きなパターンサイズ、ピッチに対しても埋め戻し平坦化をするための特に優れた材料であるということが言える。
【符号の説明】
【００５９】
１…非磁性基板、２…ＡｌＴｉ密着層、３…軟磁性層、３ａ…ＦｅＣｏＴａＺｒ下部軟磁性層、３ｂ…Ｒｕ反強磁性結合層、３ｃ…ＦｅＣｏＴａＺｒ上部軟磁性層、４…ＮｉＷシード層、５…Ｒｕ中間層、６…Ｃｏ系合金グラニュラー磁性層（記録層１）、７…Ｃｏ系合金磁性層（記録層２）８…Ｔａマスク層前駆体、８２…Ｔａマスク層、９…メタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）層、１０１−１…記録層(強磁性層)、１０１−２…強磁性層、１０２…分離領域(凹部)、１０３−１…非磁性材料層、１０３−２…Ｔｉを含む非磁性合金層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に直接あるいは少なくとも中間層を介して磁気記録層が形成してある磁気記録媒体において、
前記磁気記録層は、記録領域と前記記録領域を隔てる分離領域とを有するパターンドメディアであり、
Ｔｉを含む非磁性合金層が前記分離領域に形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、Ｔｉを含む非磁性アモルファス合金層であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＣｒ合金を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項３に記載の磁気記録媒体において、
前記ＴｉＣｒ合金は、Ｔｉ組成比率が３０〜７０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気記録媒体において、
前記ＴｉＣｒ合金は、Ｔｉ組成比率が４０〜６０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＡｌ合金を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気記録媒体において、
ＴｉＡｌ合金は、Ｔｉ組成比率が２０〜８０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気記録媒体において、
ＴｉＡｌ合金は、Ｔｉ組成比率が３０〜７０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＣｏ合金を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁気記録媒体において、
ＴｉＣｏ合金は、Ｔｉ組成比率が３０〜７０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１１】
請求項１０に記載の磁気記録媒体において、
ＴｉＣｏ合金は、Ｔｉ組成比率が３０〜７０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１２】
請求項１乃至１１に記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記磁気記録層を加工して前記記録領域を形成する工程と、
前記分離領域を基板バイアスを用いたスパッタリング法により形成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。
【請求項１３】
データの記録またはサーボ信号の記録ができる強磁性層と、前記強磁性層間に配置された分離領域とを有する磁気記録媒体において、
前記分離領域は幅が異なる複数の領域を有し、
幅が異なる複数の前記分離領域には、それぞれＴｉを含む非磁性合金層が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１４】
請求項１３記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＣｒ合金層、ＴｉＡｌ合金層、或いはＴｉＣｏ合金層であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１５】
データを格納するデータトラック領域と、ヘッドの位置決め制御をするサーボ領域とを備えた磁気記録媒体において、
前記データトラック領域は、第１の幅を有する第１の分離領域と前記第1の分離領域を隔てて互いに隣接し、データを記録する強磁性層とを有し、
前記サーボ領域は、第１の幅よりも大きな複数の幅を有する第２の分離領域と前記複数の幅を有する第２の分離領域を隔てて互いに隣接する強磁性層とを有し、
前記第１の分離領域及び前記第２の分離領域には、Ｔｉを含む非磁性合金層が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１６】
請求項１５記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＣｒ合金層、ＴｉＡｌ合金層、或いはＴｉＣｏ合金層であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１】
基体上に直接あるいは少なくとも中間層を介して磁気記録層が形成してある磁気記録媒体において、
前記磁気記録層は、記録領域と前記記録領域を隔てる分離領域とを有するパターンドメディアであり、
Ｔｉを含む非磁性合金層が前記分離領域に形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項２】
請求項１記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、Ｔｉを含む非磁性アモルファス合金層であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＣｒ合金を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項４】
請求項３に記載の磁気記録媒体において、
前記ＴｉＣｒ合金は、Ｔｉ組成比率が３０〜７０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気記録媒体において、
前記ＴｉＣｒ合金は、Ｔｉ組成比率が４０〜６０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＡｌ合金を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項７】
請求項６に記載の磁気記録媒体において、
ＴｉＡｌ合金は、Ｔｉ組成比率が２０〜８０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項８】
請求項７に記載の磁気記録媒体において、
ＴｉＡｌ合金は、Ｔｉ組成比率が３０〜７０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＣｏ合金を有することを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁気記録媒体において、
ＴｉＣｏ合金は、Ｔｉ組成比率が３０〜７０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１１】
請求項１０に記載の磁気記録媒体において、
ＴｉＣｏ合金は、Ｔｉ組成比率が３０〜７０ａｔ％であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１２】
請求項１乃至１１に記載の磁気記録媒体の製造方法において、
前記磁気記録層を加工して前記記録領域を形成する工程と、
前記分離領域を基板バイアスを用いたスパッタリング法により形成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。
【請求項１３】
データの記録またはサーボ信号の記録ができる強磁性層と、前記強磁性層間に配置された分離領域とを有する磁気記録媒体において、
前記分離領域は幅が異なる複数の領域を有し、
幅が異なる複数の前記分離領域には、それぞれＴｉを含む非磁性合金層が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１４】
請求項１３記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＣｒ合金層、ＴｉＡｌ合金層、或いはＴｉＣｏ合金層であることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１５】
データを格納するデータトラック領域と、ヘッドの位置決め制御をするサーボ領域とを備えた磁気記録媒体において、
前記データトラック領域は、第１の幅を有する第１の分離領域と前記第1の分離領域を隔てて互いに隣接し、データを記録する強磁性層とを有し、
前記サーボ領域は、第１の幅よりも大きな複数の幅を有する第２の分離領域と前記複数の幅を有する第２の分離領域を隔てて互いに隣接する強磁性層とを有し、
前記第１の分離領域及び前記第２の分離領域には、Ｔｉを含む非磁性合金層が形成されていることを特徴とする磁気記録媒体。
【請求項１６】
請求項１５記載の磁気記録媒体において、
前記Ｔｉを含む非磁性合金層は、ＴｉＣｒ合金層、ＴｉＡｌ合金層、或いはＴｉＣｏ合金層であることを特徴とする磁気記録媒体。
【図１（ａ）】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１（ｂ）】
【図１（ｃ）】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１１８９７４（Ｐ２０１１−１１８９７４Ａ）
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４４６６（Ｐ２００９−２７４４６６）
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月１６日（２０１１．６．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月２日（２００９．１２．２）
【出願人】（５０３１１６２８０）ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ (1,121)
【Ｆターム（参考）】
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