JP3844755B2 - 磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板上に記録層が所定の凹凸パターンで形成され、該凹凸パターンの凹部が非磁性材で充填された磁気記録媒体の製造方法に関する。

従来、ハードディスク等の磁気記録媒体は、記録層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により著しい面記録密度の向上が図られており、今後も一層の面記録密度の向上が期待されている。

しかしながら、ヘッドの加工限界、磁界の広がりに起因するサイドフリンジ、クロストークなどの問題が顕在化してきており、従来の改良手法による面記録密度の向上は限界にきているため、一層の面記録密度の向上を実現可能である磁気記録媒体の候補として、記録層を所定の凹凸パターンで形成し、凹凸パターンの凹部に非磁性材を充填してなるディスクリートタイプの磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

記録層を所定の凹凸パターンで形成する加工技術としては、反応性イオンエッチング等のドライエッチングの手法（例えば、特許文献２参照）を利用しうる。

又、非磁性材の充填を実現する手段としては半導体製造の分野で用いられているスパッタリング等の加工技術を利用しうる。尚、スパッタリング等の加工技術を用いると非磁性材の表面は記録層の凹凸パターンに倣って凹凸形状に形成され、非磁性材は凹凸パターンの凹部だけでなく、記録層の上面にも成膜される。

ヘッド浮上を安定させるためには、記録層及び非磁性材の表面を平坦化することが好ましい。又、良好な磁気特性を得るためにも、記録層上の余剰の非磁性材はできるだけ除去することが好ましい。この記録層上の余剰の非磁性材の除去及び平坦化についても半導体製造の分野で用いられているＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等の加工技術を利用しうる。

特開平９−９７４１９号公報 特開平１２―３２２７１０号公報

しかしながら、非磁性材の成膜厚さが薄いと、凹凸パターンの凹部に非磁性材が完全に充填されず、記録層及び非磁性材の表面を充分に平坦化できないことがある。又、記録層の間の凹部に非磁性材を完全に充填しても、非磁性材の成膜厚さが薄いと、記録層及び非磁性材の表面を充分に平坦化できないことがある。より詳細に説明すると、図２１（Ａ）に示されるように、非磁性材１０２の表面は記録層１０４の凹凸形状に倣って若干凹凸形状に形成されるが、非磁性材１０２は平坦化工程で全体的に除去されながら表面の凹凸が除々に均されるので、非磁性材の成膜厚さが薄いと、表面の凹凸を均す効果のある平坦化工程が実質的に短くなり、図２１（Ｂ）に示されるように、記録要素１０４の上面まで非磁性材１０２を除去しても非磁性材１０２の表面の凹凸が充分に均されないことがある。

これに対して、非磁性材を厚く成膜すれば、以上の問題を解決しうるが、材料の使用効率が低下し生産コストが増加するという問題がある。又、平坦化工程の時間が長くなり、生産効率が低下するという問題がある。更に、非磁性材の成膜厚さは基板上の部位により、一定の比率でばらつく傾向があるので、非磁性材を厚く成膜すると、それだけ非磁性材の膜厚分布（膜厚の差）が大きくなり、非磁性材を厚く成膜することによる表面の平坦化効果が減殺されたり、平坦化工程で表面を充分に平坦化することができず、却って磁気記録媒体の表面の凹凸が大きくなることもある。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、所定の凹凸パターンで形成された記録層を有し、且つ、表面が充分に平坦な磁気記録媒体を効率良く確実に製造することができる磁気記録媒体の製造方法を提供することをその課題とする。

本発明は、被加工体にバイアスパワーを印加しつつ被加工体の表面に非磁性材を成膜する成膜手法を非磁性材充填工程で用いると共に、成膜レートの比Ｖ／Ｖ_０を前記式（Ｉ）に示されるような範囲内に制限し、非磁性材充填工程において非磁性材の表面の凹凸を抑制することで、上記課題を解決したものである。

発明者は、記録要素及び非磁性材の表面粗さＲａ（中心線平均粗さ）が１．７以下であれば、安定したヘッド浮上が確実に得られることを実験等で確認した。

しかしながら、スパッタリング等の成膜手法を用いて非磁性材を被加工体の表面に成膜すると非磁性材の粒子は記録要素の凹凸形状に倣って一様に成膜される傾向があり、成膜された磁性材の表面の凹凸が大きくなりやすいため、平坦化工程を経ても記録要素及び非磁性材の表面粗さＲａを１．７以下とすることが困難であった。

そこで、発明者は、バイアススパッタリング法等、被加工体にバイアスパワーを印加しつつ被加工体の表面に非磁性材を成膜する成膜手法を用いて非磁性材を被加工体の表面に成膜することを試みた。バイアスパワーを印加する成膜手法は、非磁性材を成膜する成膜作用と、バイアスパワーで付勢されたガス等が成膜された非磁性材をエッチングするエッチング作用と、が同時に進行し、成膜作用がエッチング作用を上回ることで成膜が進行するが、エッチング作用は、成膜された非磁性材の突出した部位を他の部位よりも選択的に早く除去する傾向があるので、このエッチング作用により非磁性材充填工程において成膜される非磁性材の表面の凹凸を抑制できると考えたためである。

しかしながら、実際にこのような、バイアスパワーを印加する成膜手法を用いて非磁性材を成膜しても、非磁性材の表面の凹凸を充分抑制できなかったり、成膜された非磁性材が剥離することがあり、平坦化工程を経ても記録層及び非磁性材の表面粗さＲａを１．７以下に抑制することは困難であった。

そこで、発明者は更に鋭意検討を重ね、バイアスパワーを印加する成膜手法における様々な成膜加工条件を試行錯誤したところ、バイアスパワーが０の場合の成膜レートＶ_０に対する成膜レートＶの比Ｖ／Ｖ_０を前記式（Ｉ）に示されるような範囲内に制限するように成膜加工条件を調節することで、平坦化工程後において記録層及び非磁性材の表面粗さを１．７以下に抑制できるだけのレベルまで、非磁性材充填工程において非磁性材の表面の凹凸を充分小さく抑制できることを見出した。

尚、Ｖ／Ｖ_０を前記式（Ｉ）に示されるような範囲内に制限するようにスパッタリング条件を調節することで、非磁性材充填工程において成膜される非磁性材の表面の凹凸が充分小さく抑制できる理由は必ずしも明らかではないが、概ね以下のように考えられる。

Ｖ／Ｖ_０という成膜レートの比は、バイアスパワーを印加する成膜手法における成膜作用と、エッチング作用との比率を代表する値であり、この値が小さい程、エッチング作用の比率が高く、非磁性材充填工程において成膜される非磁性材の表面の凹凸を抑制できると考えられる。

又、非磁性材充填工程において成膜される非磁性材の表面粗さは、被加工体の表面の凹凸の度合いに応じて増減し、凹凸パターンの凸部の幅Ｌ、凹部の深さｄが大きい程、表面粗さは大きくなると考えられる。一方、非磁性材の成膜厚さｔが大きい程、成膜される非磁性材の表面粗さは小さくなると考えられる。

従って、凹凸パターンの凸部の幅Ｌ、凹部の深さｄが大きく成膜厚さｔが小さい程、エッチング作用の比率を高める方向、即ちＶ／Ｖ_０を小さくする方向に成膜加工条件を調整すればよいと考えられる。換言すれば、Ｌ・ｄ／ｔが大きい程、Ｖ／Ｖ_０を小さくする方向に成膜加工条件を調整すればよく、前記式（Ｉ）の左辺に示されるような上限値以下にＶ／Ｖ_０を制限することで、非磁性材の表面の凹凸を充分抑制できると考えられる。

又、非磁性材の剥離は、バイアスパワーを印加する成膜手法におけるエッチング作用が原因で発生すると考えられる。従って、非磁性材の剥離を防止するためには、エッチング作用を抑制する方向、即ちＶ／Ｖ_０を大きくする方向に成膜加工条件を調整する必要があり、前記式（Ｉ）の右辺に示される下限値以上にＶ／Ｖ_０を制限することで、非磁性材の剥離を抑制できると考えられる。

尚、前記式（Ｉ）における各変数の単位は、Ｖ（Å／ｍｉｎ）、Ｖ_０（Å／ｍｉｎ）、Ｌ（ｎｍ）、ｄ（ｎｍ）、ｔ（ｎｍ）である。

即ち、次のような本発明により、上記課題の解決を図ることができる。

（１）基板上に記録層が所定の凹凸パターンで形成され、該凹凸パターンの凹部が非磁性材で充填された磁気記録媒体の製造方法であって、前記基板上に前記記録層が前記所定の凹凸パターンで形成された被加工体にバイアスパワーを印加しつつ該被加工体の表面に前記非磁性材を成膜して前記凹部に前記非磁性材を充填し、且つ、前記バイアスパワーを含む成膜加工条件を調節することにより前記非磁性材の単位時間当たりの成膜厚さである成膜レートＶを調節可能とされた非磁性材充填工程を含んでなり、前記バイアスパワーが０の場合の前記成膜レートをＶ_０、前記非磁性材の成膜厚さをｔ、前記凹凸パターンの凸部の幅をＬ、前記凹部の深さをｄとして、前記式（Ｉ）が成立するように前記成膜加工条件を調節して該非磁性材充填工程を実行するようにしたことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。

（２）前記非磁性材充填工程の後に、余剰の前記非磁性材を除去して前記記録要素及び非磁性材の表面を平坦化する平坦化工程が設けられたことを特徴とする前記（１）の磁気記録媒体の製造方法。

尚、本出願において、「基板上に記録層が所定の凹凸パターンで形成され」とは、基板上に記録層が所定のパターンで多数の記録要素に分割して形成され、記録要素の間に凹部が形成された場合の他、記録層が部分的に分割され、例えば、螺旋形状の記録要素や、一部が連続した所定のパターンの記録要素が基板上に形成され、該記録要素の間に凹部が形成された場合、記録層に凸部、凹部双方が形成された場合も含む意義で用いることとする。

本発明は、非磁性材充填工程において成膜される非磁性材の表面の凹凸が抑制されるので、非磁性材を薄く成膜しても平坦化工程で記録層及び非磁性材の表面を平坦化することができる。又、非磁性材を薄く成膜できるので、平坦化工程の時間をそれだけ短縮でき、生産効率を向上させることができる。従って、記録層が凹凸パターンで形成されていても、表面が充分に平坦な磁気記録媒体を効率良く確実に製造することが可能となる。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

本実施形態は、基板表面上に連続記録層等を形成してなる図１に示されるような被加工体の加工出発体に加工を施すことにより、連続記録層を所定の凹凸パターンで多数の記録要素に分割すると共に記録要素の間の凹部（凹凸パターンの凹部）に非磁性材を充填し、図２に示されるような磁気記録媒体を製造する磁気記録媒体の製造方法に関するものであり、非磁性材充填工程に特徴を有している。他の工程については従来と同様であるので説明を適宜省略することとする。

図１に示されるように、被加工体１０の加工出発体は、ガラス基板１２に、下地層１４、軟磁性層１６、配向層１８、連続記録層２０、第１のマスク層２２、第２のマスク層２４、レジスト層２６がこの順で形成された構成とされている。

下地層１４は、厚さが３０〜２００ｎｍで、材料はＣｒ（クロム）又はＣｒ合金である。

軟磁性層１６は、厚さが５０〜３００ｎｍで、材料はＦｅ（鉄）合金又はＣｏ（コバルト）合金である。

配向層１８は、厚さが３〜３０ｎｍで、材料はＣｏＯ、ＭｇＯ、ＮｉＯ等である。

連続記録層２０は、厚さが５〜３０ｎｍで、材料はＣｏＣｒ（コバルト−クロム）合金である。

第１のマスク層２２は、厚さが３〜５０ｎｍで、材料はＴｉＮ（窒化チタン）である。

第２のマスク層２４は、厚さが３〜３０ｎｍで、材料はＮｉ（ニッケル）である。

レジスト層２６は、厚さが３０〜３００ｎｍで、材料はネガ型レジスト（ＮＢＥ２２Ａ 住友化学工業株式会社製）である。

図２に示されるように、磁気記録媒体３０は垂直記録型のディスクリートタイプの磁気ディスクで、前記連続記録層２０がトラックの径方向に微細な間隔で多数の記録要素３１に分割され、記録要素３１の間の凹部３３に非磁性材３２が充填され、記録要素３１及び非磁性材３２に保護層３４、潤滑層３６がこの順で形成された構成とされている。尚、磁気記録媒体３０はサーボ領域において、連続記録層２０が所定のサーボパターンで多数の記録要素に分割されている（図示省略）。又、記録要素３１と非磁性材３２の間には隔膜３８が形成されている。

非磁性材３２の材料はＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）、保護層３４及び隔膜３８の材料はいずれもダイヤモンドライクカーボンと呼称される硬質炭素膜、潤滑層３６の材料はＰＦＰＥ（パーフロロポリエーテル）である。尚、本明細において「ダイヤモンドライクカーボン（以下、「ＤＬＣ」という）」という用語は、炭素を主成分とし、アモルファス構造であって、ビッカース硬度測定で２００〜８０００ｋｇｆ／ｍｍ²程度の硬さを示す材料という意義で用いることとする。

非磁性材３２の充填は、図３に示されるようなバイアススパッタリング装置を用いて行う。

バイアススパッタリング装置４０は、真空チャンバ４２と、真空チャンバ４２内でＳｉＯ_２（非磁性材）のターゲット４４を保持するためのターゲットホルダ４６と、真空チャンバ４２内で被加工体１０を保持するための被加工体ホルダ４８と、を備えている。

真空チャンバ４２は、Ａｒ（アルゴン）ガス等のスパッタリングガスを給気するための給気孔４２Ａと、スパッタリングガスを排気するための排気孔４２Ｂと、が設けられている。

ターゲットホルダ４６には、電源４６Ａが結線され、被加工体ホルダ４８には、電源４８Ａが結線されている。

バイアススパッタリング装置４０は、バイアス電圧（電源４８Ａの電圧）の大きさ、真空チャンバ４２内の圧力、ターゲット４４及び被加工体１０の間隔等のスパッタリング条件（成膜加工条件）を調節可能とされ、スパッタリング条件を調節することで成膜レートＶを調節可能とされている。

次に、被加工体１０の加工方法について、図４に示すフローチャートに沿って説明する。

まず、図１に示される被加工体１０の加工出発体を用意する（Ｓ１０２）。被加工体１０の加工出発体はガラス基板１２に、下地層１４、軟磁性層１６、配向層１８、連続記録層２０、第１のマスク層２２、第２のマスク層２４をこの順でスパッタリング法により形成し、更にレジスト層２６をディッピング法で塗布することにより得られる。尚、スピンコート法によりレジスト層２６を塗布してもよい。

この被加工体１０の加工出発体のレジスト層２６に転写装置（図示省略）を用いて、コンタクトホールを含む所定のサーボパターン（図示省略）及び微細な間隔で記録要素３１の凹凸パターンに相当する図５に示されるような凹凸パターンをナノ・インプリント法により転写する（Ｓ１０４）。尚、レジスト層２６を露光・現像して、分割パターンに相当する多数の凹部を形成してもよい。

次に、アッシングにより、図６に示されるように凹凸パターンの凹部底面のレジスト層２６を除去する（Ｓ１０６）。尚、この際、凹部以外の領域のレジスト層２６も若干除去されるが、凹部底面との段差の分だけ残存する。

次に、Ａｒ（アルゴン）ガスを用いたイオンビームエッチングにより、図７に示されるように凹部底面の第２のマスク層２４を除去する（Ｓ１０８）。尚、この際、凹部以外の領域のレジスト層２６も若干除去される。

次に、ＳＦ_６（６フッ化硫黄）ガスを用いた反応性イオンエッチングにより、図８に示されるように凹部底面の第１のマスク層２２を除去する（Ｓ１１０）。これにより、溝底面に連続記録層２０が露出する。尚、この際、凹部以外の領域のレジスト層２６は完全に除去される。又、溝以外の領域の第２のマスク層２４も一部除去されるが若干量が残存する。

次に、ＣＯガス及びＮＨ_３ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより、図９に示されるように凹部底面の連続記録層２０を除去する（Ｓ１１２）。これにより、連続記録層２０が多数の記録要素３１に分割される。

尚、この反応性イオンエッチングにより、凹部以外の領域の第２のマスク層２４が完全に除去される。又、凹部以外の領域の第１のマスク層２２も一部が除去されるが若干量が記録要素３１の上面に残存する。

次に、ＳＦ_６ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより、図１０に示されるように記録要素３１の上面に残存する第１のマスク層２２を完全に除去する（Ｓ１１４）。

次に、被加工体１０の表面を洗浄する（Ｓ１１６）。具体的には、ＮＨ_３ガス等の還元性のガスを供給して被加工体１０の表面のＳＦ_６ガス等を除去する。

次に、ＣＶＤ法により、図１１に示されるように、記録要素３１にＤＬＣの隔膜３８を１〜２０ｎｍの厚さで成膜する（Ｓ１１８）。

次に、バイアススパッタリング装置４０を用いて記録要素３１の間の凹部３３にＳｉＯ_２の粒子を充填するように、非磁性材３２を成膜する（Ｓ１２０）。ここで、非磁性材３２は隔膜３８を完全に被覆するように成膜する。尚、記録要素３１は隔膜３８で被覆・保護されているので、非磁性材３２のバイアススパッタリングにより劣化することがない。

この際、成膜レートＶ（Å／ｍｉｎ）、バイアスパワーが０の場合の成膜レートＶ_０（Å／ｍｉｎ）、非磁性材３２の成膜厚さｔ（ｎｍ）、記録要素３１の幅（凹凸パターンの凸部の幅）Ｌ（ｎｍ）、記録要素３１間の凹部３３の深さｄ（ｎｍ）が、前記式（Ｉ）に示される、
０．１≦Ｖ／Ｖ_０≦−０．００３×（Ｌ・ｄ／ｔ）＋１．２
の関係を満たすようにバイアススパッタリング装置４０のスパッタリング条件（成膜加工条件）を調節しておく。具体的には、バイアス電圧の大きさ、真空チャンバ４２内の圧力、ターゲット４４及び被加工体１０の間隔等のスパッタリング条件を調節する。尚、バイアス電圧、真空チャンバ４２内の圧力が大きい程、Ｖ／Ｖ_０の値が減少する傾向があり、ターゲット４４及び被加工体１０の間隔が短い程、Ｖ／Ｖ_０の値がやや増加する傾向がある。

このようにスパッタリング条件を調節した状態で、被加工体ホルダ４８に被加工体１０を保持し、給気孔４２Ａから真空チャンバ４２内にスパッタリングガスを給気すると、スパッタリングガスはターゲット４４に衝突してＳｉＯ_２の粒子が飛散し、被加工体１０の表面に堆積する。ＳｉＯ_２の粒子は記録要素の凹凸形状に倣って一様に堆積しようとするので、図１２（Ａ）に示されるように表面が凹凸形状となる傾向がある。

一方、電源４８Ａが被加工体ホルダ４８にバイアス電圧を印加することにより、スパッタリングガスはバイアス電圧によって被加工体１０の方向に付勢されて堆積済みのＳｉＯ_２に衝突し、堆積済みのＳｉＯ_２の一部をエッチングする。このエッチング作用は、堆積済みのＳｉＯ_２のうち、突出した部分を他部よりも早く選択的に除去する傾向があるので、図１２（Ｂ）に示されるようにＳｉＯ_２の表面の凹凸は次第に均される。

この際、Ｖ／Ｖ_０の値が、−０．００３×（Ｌ・ｄ／ｔ）＋１．２以下に制限され、一定のエッチング作用が確実に得られるので、ＳｉＯ_２の表面の凹凸は小さく抑制される。一方、Ｖ／Ｖ_０の値は０．１以上に制限され、エッチング作用に一定の制限がかけられているので堆積済みのＳｉＯ_２の剥離を防止できる。

即ち、図１３に示されるように、非磁性材３２は、前述の図２１（Ａ）に示されるような従来の成膜形状に対し、表面の凹凸が抑制された平坦な形状に成膜される。尚、図１２（Ａ）、（Ｂ）は、バイアススパッタリングによる成膜作用及びエッチング作用の理解のため、これらの作用を別個に示しているが、実際にはこれらの作用は同時に進行し、成膜作用がエッチング作用を上回ることで表面の凹凸が小さく抑制されつつ成膜が進行する。

次に、イオンビームエッチングにより非磁性材３２を、図１４に示されるように記録要素３１の上面まで除去し、記録要素３１及び非磁性材３２の表面を平坦化する（Ｓ１２２）。尚、記録要素３１の上面の隔膜３８は完全に除去してもよいし、一部を残してもよい。

非磁性材３２は非磁性材充填工程（Ｓ１２０）において表面の凹凸が微小に制限された形状に成膜されているので、イオンビームエッチングにより全体的に除去されながら表面の凹凸が確実に均され、平坦化される。

尚、この際、高精度な平坦化を行うためにはＡｒイオンの入射角は表面に対して−１０〜１５°の範囲とすることが好ましい。一方、非磁性材充填工程で記録要素３１及び非磁性３２の表面の良好な平坦性が得られていれば、Ａｒイオンの入射角は３０〜９０°の範囲とするとよい。このようにすることで、加工速度が速くなり、生産効率を高めることができる。ここで「入射角」とは、被加工体の表面に対する入射角度であって、被加工体の表面とイオンビームの中心軸とが形成する角度という意義で用いることとする。例えば、イオンビームの中心軸が被加工体の表面と平行である場合、入射角は０°である。

次に、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により記録要素３１及び非磁性材３２の上面に１〜５ｎｍの厚さでＤＬＣの保護層３４を形成する（Ｓ１２４）。

更に、ディッピング法により保護層３４の上に１〜２ｎｍの厚さでＰＦＰＥの潤滑層３６を塗布する（Ｓ１２６）。これにより、前記図２に示される磁気記録媒体３０が完成する。

以上のように、非磁性材充填工程（Ｓ１２０）において表面の凹凸を微小に制限した形状に非磁性材３２を成膜できるので、非磁性材充填工程（Ｓ１２０）で非磁性材３２を薄く成膜しても平坦化工程（Ｓ１２２）で記録要素３１及び非磁性３２の表面を確実に平坦化することができる。又、非磁性材３２を薄く成膜することで非磁性材３２の材料の使用効率を高めることができると共に平坦化工程の時間を短縮することができ、生産効率を高めることができる。

尚、本実施形態において、非磁性材３２の材料はＳｉＯ_２であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、バイアススパッタリングに適した材料であれば、他の非磁性材を用いてもよい。

又、本実施形態において、非磁性材充填工程（Ｓ１２０）では、バイアススパッタリング法を用いて非磁性材３２を成膜し、記録要素３１の間の凹部３３に非磁性材３２を充填しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、被加工体にバイアスパワーを印加しつつ被加工体の表面に非磁性材を成膜できれば、成膜手法は特に限定されず、例えば、バイアスパワーを印加するＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＩＢＤ（Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等の成膜手法を用いて、非磁性材３２を成膜し、記録要素３１の間の凹部３３に非磁性材３２を充填してもよい。この場合も、成膜加工条件を前記式（Ｉ）が成立するように調節することで、平坦化工程後において記録層及び非磁性材の表面粗さを１．７以下に抑制できるだけのレベルまで、非磁性材充填工程において、表面の凹凸を微小に制限した形状に非磁性材３２を成膜できる。

又、本実施形態において、アルゴンガスを用いたイオンビームエッチングにより非磁性材３２を、記録要素３１の上面まで除去し、記録要素３１及び非磁性材３２の表面を平坦化しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、Ｋｒ（クリプトン）、Ｘｅ（キセノン）等の他の希ガスを用いたイオンビームエッチングにより、非磁性材３２を、記録要素３１の上面まで除去し、記録要素３１及び非磁性材３２の表面を平坦化してもよい。又、ＳＦ_６、ＣＦ_４（４フッ化炭素）、Ｃ_２Ｆ_６（６フッ化エタン）等のハロゲン系のガスを用いた反応性イオンビームエッチングにより平坦化を行っても良い。又、非磁性材成膜後レジストなどを平坦に塗布した後、イオンビームエッチング法を用いて記録要素上まで余剰の非磁性材を除去するエッチバック法やＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いて平坦化を行っても良い。

又、本実施形態において、第１のマスク層２２、第２のマスク層２４、レジスト層２６を連続記録層２０に形成し、３段階のドライエッチングで連続記録層２０を分割しているが、連続記録層２０を高精度で分割できれば、レジスト層、マスク層の材料、積層数、厚さ、ドライエッチングの種類等は特に限定されない。

又、本実施形態において、連続記録層２０（記録要素３１）の材料はＣｏＣｒ合金であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、鉄属元素（Ｃｏ、Ｆｅ（鉄）、Ｎｉ）を含む他の合金、これらの積層体等の他の材料の記録要素で構成される磁気記録媒体の加工のためにも本発明を適用可能である。

又、本実施形態において、連続記録層２０の下に下地層１４、軟磁性層１６、配向層１８が形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、連続記録層２０の下の層の構成は、磁気記録媒体の種類に応じて適宜変更すればよい。例えば、下地層１４、軟磁性層１６、配向層１８のうち一又は二の層を省略してもよい。又、基板上に連続記録層を直接形成してもよい。

又、本実施形態は、データ領域の加工を例示しているが、サーボ領域についても前記式（Ｉ）が成立するように非磁性材充填工程のスパッタリング条件を設定することで、サーボ領域における記録要素及び非磁性材の表面粗さも小さく抑制できることは言うまでもない。

又、本実施形態において、磁気記録媒体３０は記録要素３１がトラックの径方向に微細な間隔で並設された垂直記録型のディスクリートタイプの磁気ディスクであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、記録要素がトラックの周方向（セクタの方向）に微細な間隔で並設された磁気ディスク、トラックの径方向及び周方向の両方向に微細な間隔で並設された磁気ディスク、凹凸パターンが形成された連続記録層を有するパームタイプの磁気ディスク、トラックが螺旋形状をなす磁気ディスクの製造についても本発明は当然適用可能である。又、ＭＯ等の光磁気ディスク、磁気と熱を併用する熱アシスト型の磁気ディスク、更に、磁気テープ等ディスク形状以外の他のディスクリートタイプの磁気記録媒体の製造に対しても本発明を適用可能である。

上記実施形態のとおり、非磁性材充填工程（Ｓ１２０）において、成膜レートＶ（Å／ｍｉｎ）、バイアスパワーが０の場合の成膜レートＶ_０（Å／ｍｉｎ）、記録要素３１の幅Ｌ（ｎｍ）、記録要素３１間の凹部３３の深さｄ（ｎｍ）、ＳｉＯ_２の成膜厚さｔ（ｎｍ）が前記式（Ｉ）に示される関係を満たすようにスパッタリング条件を調節し、記録要素３１の幅Ｌ（ｎｍ）、記録要素３１間の凹部３３の深さｄ（ｎｍ）が異なる複数の種類の磁気記録媒体３０を作製した。又、記録要素３１の幅Ｌ（ｎｍ）、記録要素３１間の凹部３３の深さｄ（ｎｍ）が等しい一部の種類について非磁性材充填工程（S１２０）におけるバイアスパワー、ＳｉＯ_２（非磁性材３２）の成膜厚さｔ（ｎｍ）が異なるようにして、複数の磁気記録媒体３０を作製した。尚、平坦化工程（Ｓ１２２）は、Ａｒイオンの入射角を表面に対して約２°に調節した。

本実施例で作製した磁気記録媒体３０の記録要素３１の幅Ｌ（ｎｍ）、記録要素３１間の凹部３３の深さｄ（ｎｍ）、非磁性材充填工程（S１２０）におけるバイアスパワー、ＳｉＯ_２の成膜厚さｔ（ｎｍ）、成膜レートＶ（Å／ｍｉｎ）、バイアスパワーが０の場合の成膜レートＶ_０（Å／ｍｉｎ）を表１に示す。又、縦軸をＶ／Ｖ_０、横軸を前記式（Ｉ）の右辺−０．００３×（Ｌ・ｄ／ｔ）＋１．２とした図１５のグラフ中に、本実施例で作製した磁気記録媒体３０を三角形の記号で示す。

これらの磁気記録媒体３０について非磁性材充填工程（Ｓ１２０）後、成膜されたＳｉＯ_２の表面を光学顕微鏡で観察したところ、図１６に示されるように、いずれの磁気記録媒体３０についてもＳｉＯ_２の剥離は認められず表面は良好であった。又、これらの磁気記録媒体３０の平坦化工程（Ｓ１２２）後の記録要素及びＳｉＯ_２の表面を原子間力顕微鏡で観察し、表面粗さＲａを測定したところ、いずれの磁気記録媒体３０についても表面粗さＲａは１．７（ｎｍ）以下だった。

尚、これらの磁気記録媒体３０のうち一の磁気記録媒体３０について、平坦化工程（Ｓ１２２）において過剰にイオンビームエッチイングによる加工を行い、表面粗さＲａをほぼ１．７（ｎｍ）としてから、保護層３４、潤滑層３６を形成し、リードライトテスタに装着して浮上テストを行った。レーザー光を用いて浮上変動を測定したところ図１７に示されるような結果が得られた。

[比較例１]
上記実施例に対し、非磁性材充填工程（Ｓ１２０）において、Ｖ／Ｖ_０が前記式（Ｉ）の右辺−０．００３×（Ｌ・ｄ／ｔ）＋１．２よりも大きくなるようにスパッタリング条件を調節して非磁性材を成膜し、複数の磁気記録媒体３０を作製した。他の条件は上記実施例と同様とした。

本比較例１で作製した磁気記録媒体３０の記録要素３１の幅Ｌ（ｎｍ）、記録要素３１間の凹部３３の深さｄ（ｎｍ）、非磁性材充填工程（S１２０）におけるバイアスパワー、ＳｉＯ_２の成膜厚さｔ（ｎｍ）、成膜レートＶ（Å／ｍｉｎ）、バイアスパワーが０の場合の成膜レートＶ_０（Å／ｍｉｎ）を表１に示す。又、前記図１５のグラフ中に、本比較例１で作製した磁気記録媒体３０を菱形の記号で示す。

これらの磁気記録媒体３０について非磁性材充填工程（Ｓ１２０）後、成膜されたＳｉＯ_２の表面を光学顕微鏡で観察したところ、いずれの磁気記録媒体３０についてもＳｉＯ_２の剥離は認められなかった。又、これらの磁気記録媒体３０の平坦化工程（Ｓ１２２）後の記録要素及びＳｉＯ_２の表面を原子間力顕微鏡で観察し、表面粗さＲａを測定したところ、いずれの磁気記録媒体３０についても表面粗さＲａは１．７（ｎｍ）を超えていた。

[比較例２]
上記実施例に対し、非磁性材充填工程において、Ｖ／Ｖ_０が前記式（Ｉ）の左辺である０．１よりも小さくなるようにスパッタリング条件を調節してＳｉＯ_２を成膜し、複数の磁気記録媒体３０を作製した。他の条件は上記実施例と同様とした。

本比較例２で作製した磁気記録媒体３０の記録要素３１の幅Ｌ（ｎｍ）、記録要素３１間の凹部３３の深さｄ（ｎｍ）、非磁性材充填工程（S１２０）におけるバイアスパワー、ＳｉＯ_２の成膜厚さｔ（ｎｍ）、成膜レートＶ（Å／ｍｉｎ）、バイアスパワーが０の場合の成膜レートＶ_０（Å／ｍｉｎ）を表１に示す。又、前記図１５のグラフ中に、本比較例２で作製した磁気記録媒体３０を正方形の記号で示す。

これらの磁気記録媒体３０について非磁性材充填工程後、成膜されたＳｉＯ_２の表面を光学顕微鏡で観察したところ、図１８に示されるような非磁性材の剥離が認められた。尚、ＳｉＯ_２が剥離したため、これらの磁気記録媒体３０の平坦化工程後の記録要素及びＳｉＯ_２の表面粗さＲａは測定できなかった。

[比較例３]
上記実施例の磁気記録媒体３０のうち一の磁気記録媒体３０について、平坦化工程（Ｓ１２２）において過剰にイオンビームエッチイングによる加工を行い、表面粗さＲａをほぼ２．５（ｎｍ）としてから、保護層３４、潤滑層３６を形成し、リードライトテスタに装着して浮上テストを行った。レーザー光を用いて浮上変動を測定したところ図１９に示されるような結果が得られた。

[比較例４]
連続記録層を有する非分割タイプで連続記録層の表面粗さＲａが約０．８（ｎｍ）であり、連続記録層記録層以外の構成は上記磁気記録媒体３０と構成が共通の市販品と同様の構成の磁気記録媒体を作製し、リードライトテスタに装着して浮上テストを行った。レーザー光を用いて浮上変動を測定したところ図２０に示されるような結果が得られた。

図１５に図示したように、非磁性材の剥離が発生しておらず、平坦化工程後の表面粗さＲａが１．７（ｎｍ）以下に抑制された磁気記録媒体（実施例）、平坦化工程後の表面粗さＲａが１．７（ｎｍ）を超えている磁気記録媒体（比較例１）、非磁性材の剥離が発生した磁気記録媒体（比較例２）は、前記式（Ｉ）の右辺−０．００３×（Ｌ・ｄ／ｔ）＋１．２、Ｖ／Ｖ_０、前記式（Ｉ）の左辺０．１を境界として分布する傾向があることが明らかである。即ち、前記式（Ｉ）を満たすように非磁性材充填工程のスパッタリング条件を調節することで、平坦化工程後の表面粗さＲａを１．７（ｎｍ）以下に抑制できることがわかる。

又、従来の連続記録層を有する磁気記録媒体は、ヘッドの浮上変動が４ｎｍ（±２ｎｍ）以下であれば、情報の記録、読取特性が良好であることが実験等で確認されているが、図１９に示されるように平坦化工程後の表面粗さＲａが（１．７よりも大きい）２．５（ｎｍ）の比較例３の場合、ヘッドの浮上変動は６ｎｍ（±３ｎｍ）程度で、４ｎｍ（±２ｎｍ）を大幅に上回っていた。一方、図１７に示される実施例のように、平坦化工程後の表面粗さＲａが約１．７（ｎｍ）であれば、記録層が多数の記録要素に分割されたディスクリートタイプの磁気記録媒体でも、表面粗さＲａが０．８（ｎｍ）程度の連続記録層を有する比較例４の従来の磁気記録媒体とほぼ同様にヘッドの浮上変動が４ｎｍ（±２ｎｍ）以下に抑制されることが確認された。即ち、記録層が凹凸パターンで形成された磁気記録媒体でも、前記式（Ｉ）を満たすように非磁性材を成膜し、記録層の凹凸パターンの凹部を充填してから平坦化することで、ヘッド浮上が安定し、良好な情報の記録、読取特性が得られることがわかる。

本発明は、例えば、ディスクリートタイプのハードディスク等、凹凸パターンで形成された記録層を有する磁気記録媒体を製造するために利用することができる。

本発明の実施形態に係る被加工体の加工出発体の構造を模式的に示す側断面図 同被加工体を加工して得られる磁気記録媒体の構造を模式的に示す側断面図 同被加工体に非磁性材を充填するためのバイアススパッタリング装置の構造を模式的に示す側断面図 同磁気記録媒体の製造工程の概要を示すフローチャート レジスト層に凹凸パターンが転写された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 凹部底面のレジスト層が除去された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 凹部底面の第２のマスク層が除去された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 凹部底面の第１のマスク層が除去された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 記録要素が形成された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 記録要素の上面に残留するマスク層が除去された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 記録要素の上面及び記録要素の間の凹部に隔膜が形成された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 記録要素の間の凹部への非磁性材の充填工程を模式的に示す側断面図 非磁性材が成膜された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面図 記録要素及び非磁性材の表面が平坦化された前記被加工体の形状を模式的に示す側断面 本発明の実施例及び比較例１及び２に係る各磁気記録媒体と式（Ｉ）との関係を示すグラフ 本発明の実施例に係る磁気記録媒体の磁性材充填工程後の記録要素及び非磁性材の表面状態を示す光学顕微鏡写真 同磁気記録媒体のヘッド浮上変動を示すデータ 比較例２に係る磁気記録媒体の磁性材充填工程後の記録要素及び非磁性材の表面状態を示す光学顕微鏡写真 比較例３に係る磁気記録媒体のヘッド浮上変動を示すデータ 比較例４に係る磁気記録媒体のヘッド浮上変動を示すデータ 従来の非磁性材の成膜形状及び平坦化後の記録要素及び非磁性材の表面の断面形状を模式的に示す側断面図

符号の説明

１０…被加工体
１２…ガラス基板
１４…下地層
１６…軟磁性層
１８…配向層
２０…連続記録層
２２…第１のマスク層
２４…第２のマスク層
２６…レジスト層
３０…磁気記録媒体
３１…記録要素
３２…非磁性材
３３…凹部
３４…保護層
３６…潤滑層
３８…隔膜
４０…バイアススパッタリング装置
Ｓ１０２…被加工体の加工出発体作製工程
Ｓ１０４…レジスト層への分割パターン転写工程
Ｓ１０６…溝底面のレジスト層除去工程
Ｓ１０８…第２のマスク層加工工程
Ｓ１１０…第１のマスク層加工工程
Ｓ１１２…記録層加工工程
Ｓ１１４…第１のマスク層除去工程
Ｓ１１６…ドライ洗浄工程
Ｓ１１８…隔膜形成工程
Ｓ１２０…非磁性材充填工程
Ｓ１２２…平坦化工程
Ｓ１２４…保護層形成工程
Ｓ１２６…潤滑層形成工程

Claims (2)

1. 基板上に記録層が所定の凹凸パターンで形成され、該凹凸パターンの凹部が非磁性材で充填された磁気記録媒体の製造方法であって、
   前記基板上に前記記録層が前記所定の凹凸パターンで形成された被加工体にバイアスパワーを印加しつつ該被加工体の表面に前記非磁性材を成膜して前記凹部に前記非磁性材を充填し、且つ、前記バイアスパワーを含む成膜加工条件を調節することにより前記非磁性材の単位時間当たりの成膜厚さである成膜レートＶを調節可能とされた非磁性材充填工程を含んでなり、前記バイアスパワーが０の場合の前記成膜レートをＶ_０、前記非磁性材の成膜厚さをｔ、前記凹凸パターンの凸部の幅をＬ、前記凹部の深さをｄとして、次式（Ｉ）が成立するように前記成膜加工条件を調節して該非磁性材充填工程を実行するようにしたことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。
   ０．１≦Ｖ／Ｖ_０≦−０．００３×（Ｌ・ｄ／ｔ）＋１．２…（Ｉ）
2. 請求項１において、
   前記非磁性材充填工程の後に、余剰の前記非磁性材を除去して前記記録層及び非磁性材の表面を平坦化する平坦化工程が設けられたことを特徴とする磁気記録媒体の製造方法。