米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 計算機;電気通信 -> 株式会社東芝

発明の名称 パターンド媒体の製造方法及び製造装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−4919(P2007−4919A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2005−185234(P2005−185234)
出願日 平成17年6月24日(2005.6.24)
代理人 【識別番号】100058479
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦
発明者 喜々津 哲 / 鎌田 芳幸 / 白鳥 聡志 / 櫻井 正敏
要約 課題
基板の中心孔に起因する課題を解決する、パターンド媒体の製造方法および製造装置を提供する。

解決手段
中心に孔を有する形状を持つ基板上に、トラックあるいはサーボ部あるいはデータ部に対応する凹凸をなす磁性膜のパターンを形成する工程と、
特許請求の範囲
【請求項1】
中心に孔を有する形状を持つ基板上に、トラックあるいはサーボ部あるいはデータ部に対応する凹凸をなす磁性膜のパターンを形成する工程と、
前記磁性膜のパターンの形成前または形成後に、液状化したガスを拡散させることで生じたガス流を前記基板の中心孔に対して噴射する工程と
を含むことを特徴とするパターンド媒体の製造方法。
【請求項2】
中心に孔を有する形状を持つ基板上にレジストを形成する工程と、
前記レジストをパターニングする工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記基板を加工して凹凸を形成する工程と、
加工した前記基板を後処理する工程と、
後処理した前記基板上に磁性膜を含む媒体膜を堆積する工程と
を含み、
前記後処理工程は液状化したガスを拡散させることで生じたガス流を基板の前記中心孔に対して噴射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媒体の製造方法。
【請求項3】
中心に孔を有する形状を持つ基板上に磁性膜を含む媒体膜を堆積する工程と、
前記媒体膜上にレジストを形成する工程と、
前記レジストをパターニングする工程と、
前記レジストパターンをマスクとして前記媒体膜を加工する工程と、
加工した前記媒体膜を有する基板を後処理する工程と
を含み、
前記後処理工程は液状化したガスを拡散させることで生じたガス流を前記中心孔に対して噴射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媒体の製造方法。
【請求項4】
前記基板の中心孔の端部がテーパーを有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項5】
前記液状化ガスはCO2であり、2〜5気圧に設定された加工チャンバー内で噴射されることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項6】
前記液状化ガスはH2O、O2、SF6、CF4、CHF3からなる群から選ばれるガスであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項7】
前記液状化ガスはBCl3、CCl4、CBrF3からなる群から選ばれるガスであることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のパターンド媒体の製造方法。
【請求項8】
中心に孔を持つ形状を有する、加工した基板またはその上に成膜した磁性膜を加工した基板を内部に設置する、圧力の調節が可能なチャンバーと、
液状化ガスを貯蔵するボンベと、
前記液状化ガスの圧力を調節するための圧力調整器と、
前記チャンバーに取り付けられ、前記基板の前記中心孔に向けて前記液状化ガスを噴射する噴射ノズルと
を備えたことを特徴とするパターンド媒体の製造装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明はパターンド媒体の製造方法及び製造装置に関し、より詳細には、中心に孔を有する形状を持つディスクリートトラック型パターンド媒体の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
磁気記録媒体をサーボ信号やトラックあるいは各データビットの形状に加工するパターンドメディアは、高密度磁気記録媒体として研究されている。媒体を加工する方式としては、従来の方法で作製した磁性膜をRIEやイオンミリング等で加工する磁性膜加工型と、基板をあらかじめ加工しておきその上に従来の方法で薄膜を作製する基板加工型に大きく分けられる。いずれの加工方法についても、従来のプロセスに加えて、磁性膜や基板の微細加工プロセスが入るために、ダストの発生や薄膜の機械的安定性の局所的劣化が問題となっている。
【0003】
特にこの問題は、ディスク状の媒体の内周部において深刻である。ディスクの内周側は、パターニングの際のレジストのスピンコート時には、レジストの不均一な回り込みが発生しやすい。また、RIEやイオンミリングのときには、電界の集中が起こるために膜厚が不均一になったり、ダストが発生しやすい。このように、ディスク基板において内周部は問題が発生しやすい場所であるにも関わらず、クリーニングは困難である。基板をスピンさせて洗浄液を噴射する、いわゆるスピン洗浄を行う際には、内周部は線速が遅いために、十分な洗浄効果が得にくい。また、内周端部が存在するために、そこに薬液がたまりやすく、新たなダストや膜の不均一の発生源となってしまう。プラズマ照射といったいわゆるドライプロセスを施す場合でも、上述のように、電界の不均一等の理由により、端部の存在のために完全な洗浄はできない。半導体プロセスにおいては、基板は中心孔のない平板であるので、このような中心部の問題は原理的には存在しない。したがってこの問題はディスク基板特有のものである。半導体プロセスには長い歴史があり種々の工夫がなされているが、中心孔に起因した問題に関しては、そのような知識はあまり役に立たない。
【0004】
特許文献1には、半導体製造工程において、半導体材料の機械化学研磨(CMP)処理後に、汚染粒子をCO2による極低温洗浄処理を用いて洗浄する方法が記載されている。この方法は、例えば25℃で850psi(5.8MPa)における圧力の下で液体CO2を、特別に設計されたノズルを通じて噴射する。液体CO2は大気圧下に噴射されるため、急激に膨張して気化してガス状CO2となり、さらに温度の低下を伴ってその一部が固体液体CO2の雪状粒子を形成する。このガス状および固体のCO2の流れは、ノズルによりウエハ表面に向けられる。運動量の転移によりウエハ表面上に高速度で到達し汚染粒子に衝突する極低温粒子は、ウエハ表面上の汚染粒子の粘着力に打勝つことができ、直ちに汚染粒子を取り除くことができる。しかし上で説明したように、特許文献1記載の技術は磁気記録媒体の中心孔に起因する問題を考慮したものではない。
【0005】
特許文献2には、半導体製造工程において、液体二酸化炭素スノーを使用して半導体上のフォトレジストとリデポを剥離する方法および装置が記載されている。しかし、通常エコスノーと呼ばれる、特許文献2記載の装置は半導体製造工程で用いられるものであり、磁気記録媒体での使用は考慮されておらず、中心孔の問題を解決することはできない。
【特許文献1】特開2004−79992号公報
【特許文献2】米国特許第5,853,962号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の目的は、基板の中心孔に起因する課題を解決する、パターンド媒体の製造方法および製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明のパターンド媒体の製造方法は、中心に孔を有する形状を持つ基板上に、トラックあるいはサーボ部あるいはデータ部に対応する凹凸をなす磁性膜のパターンを形成する工程と、
前記磁性膜のパターンの形成前または形成後に、液状化したガスを拡散させることで生じたガス流を前記基板の中心孔に対して噴射する工程と
を含むことを特徴とする。
【0008】
本発明のパターンド媒体の製造装置は、中心に孔を持つ形状を有する、加工した基板またはその上に成膜した磁性膜を加工した基板を内部に設置する、圧力の調節が可能なチャンバーと、
液状化ガスを貯蔵するボンベと、
前記液状化ガスの圧力を調節するための圧力調整器と、
前記チャンバーに取り付けられ、前記基板の前記中心孔に向けて前記液状化ガスを噴射する噴射ノズルと
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0009】
本発明は、基板の中心孔に起因する課題を解決する、磁気記録媒体の製造方法および製造装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【0011】
図1は、パターンド媒体を模式的に示す斜視図である。磁気記録媒体(パターンド媒体)11の表面には、バースト信号、アドレス、プリアンブルなどを含むトラッキングやデータアクセス制御のためのサーボ部13と、ユーザデータを書き込むデータ部12とが存在する。図1には、ディスク面におけるこれらの部分の配置を模式的に線で示している。
【0012】
図2は、図1のパターンド媒体におけるデータ部とサーボ部の一例を拡大して示す平面図である。図2のサーボ部13では、凹凸加工を施した基板の凸部上の磁性薄膜のパターンが、現行の磁気記録媒体のサーボパターンに対応している。サーボ部13には、たとえばトラッキング制御を行うためのバースト信号14が含まれている。図2のデータ部12では、周方向に連続したトラックを形成する磁性薄膜が凹部によって分離された状態で形成されている。このタイプのパターンド媒体は、ディスクリートトラック媒体とも呼ばれる。
【0013】
図3は、図1のパターンド媒体におけるデータ部とサーボ部の他の例を拡大して示す平面図である。図3のデータ部12では、データビットを形成する磁性薄膜が凹部によって分離された状態で形成されている。このタイプは、狭義のパターンド媒体である。
【0014】
図2に示したディスクリートトラック媒体では、線記録密度は現行の媒体と同様にヘッドによってトラック上に形成される磁化転移幅によって決まる。図3に示した狭義のパターンド媒体ではデータビットの加工形状によって線記録密度が決まる。図3は、図2と比較して一般に記録密度を高くすることができるが、作製が困難であり、ヘッドのアクセス制御も複雑になる。本発明は図2および図3のいずれのタイプにも適用できる。
【0015】
また、図2ではABCDバースト信号を例にとって図示しているが、後述するように、本発明は基板の段差によってサーボ信号を生成する際のノイズ除去に効果を奏するので、ABCDバーストに限らず位相差サーボやそれ以外のサーボ方式に対しても適用できる。すなわち、本発明は基板の加工形状によってサーボ信号を得る媒体に対して適用できる。
【0016】
図4に基板加工型のパターンド媒体の断面図を示す。基板21には、サーボ部およびデータ部に相当する凹凸パターンの加工が施されている。この基板21上に、下地層22、磁性薄膜23、保護膜24が形成されている。なお、磁気記録媒体の表面が平坦となるように埋め込みを施していても構わない。
【0017】
図5に磁性膜加工型のパターンド媒体を示す。磁性薄膜23にサーボやデータトラック部の形状の加工が施されている。なお、磁性膜加工型の場合、加工形状に従った信号が得られればいいので、加工は下地層22や基板21に及んでいても構わない。また、磁性膜が一部残る程度の浅い構造であっても構わない。
【0018】
図6に基板加工型のパターンド媒体の加工プロセスフローチャートを示す。まず、基板上にレジストを形成する(S1)。レジストは、後のエッチングプロセスにおいて、加工する対象よりもエッチング速度の遅い材料が用いられる。レジストの下にエッチングレートの遅い膜を別途堆積する(ハードマスクと呼ばれる)場合もある。このレジストを所望のパターンに加工する(S2)。加工には加工したい形状を持つスタンパを押し付けて転写するインプリント法や、露光装置を用いる方法、電子線ビーム等で直接描画する方法などがある。パターニング工程には、レジストの凹部の底の部分を除去するといった追加工を施す場合も含まれる。パターニングされたレジストをマスクとして基板を加工する(S3)。基板の加工には、RIEのような化学作用を利用するものを用いても良いし、イオンミリングのような物理的な作用を利用するものを用いても良い。また、溶液等に浸して侵食させるいわゆるウェットエッチングを用いても良い。加工プロセスの後に後処理工程を行う(S4)。加工プロセスには、媒体を構成する必要のない材料を用いる場合もあるので、そのようなものを除去する場合がある。また、加工形状をより良くする工程(たとえばバリを取る)を含む場合もある。次の処理のために表面処理を施す場合もある。媒体膜の堆積工程(S5)では、下地層、磁性膜、保護膜、潤滑膜といった膜を順次成膜する。各膜はさらに複数の膜から成っていても構わない。
【0019】
図7に磁性膜加工型のパターンド媒体の加工プロセスフローチャートを示す。磁性膜加工型の各プロセスは概ね図6と同様である。このプロセスでは、まず基板上に磁性膜を含む媒体膜を堆積する(S11)。次にレジストを、基板の上ではなく、媒体膜(磁性膜あるいはそれ以外の膜)の上に形成する(S12)。レジストのパターンニング(S13)は図6の場合と同じである。磁性膜の加工(S14)も基板加工型における基板加工プロセス(S3)と同様である。加工プロセスの後に後処理工程を行う(S15)。ただし、基板加工型とはエッチングに用いる物質が異なる場合がある。加工するものも磁性体だけの場合や他の膜も同時に加工する場合がある。特に下地層に軟磁性薄膜を用いる垂直二層媒体の場合には、軟磁性下地層を加工すると各パターン間の磁気的相互作用を小さくできて好ましい場合がある。加工の後に必要であればさらに保護膜の堆積工程(S16)を含むことができる。保護膜は加工部分、未加工部分両方を保護した方が好ましいときもあるので、そのような場合には、加工後に堆積する。
【0020】
本発明のパターンド媒体の製造方法は、上記二つのプロセスにおける後処理工程S4またはS15において、少なくとも1回の、液状化したガスを拡散させることで生じたガス流を少なくともディスク基板の中心孔に対して噴射する工程を行うことを特徴とする。
【0021】
しかし、この工程に半導体プロセスにおいて従来から用いられるエコスノー装置を用いると、HDD媒体特有の問題が生じる。
【0022】
図8に、本発明の磁気記録媒体の基板の凸部にある磁気記録膜の部分とシールドの片側の部分の位置関係を模式的に示す。端部に81は中心線、82はディスク基板、83は内径部のテーパー部、84はデータ領域、すなわちパターンド媒体においては加工が施される領域である。テーパー部83とデータ領域84とは明確に分離される。一般的には、データ部でもテーパー部でもない領域が1mm以上テーパー部83とデータ領域84との間に存在する。その理由は、テーパー部を超えた領域がディスク基板のクランプ領域として設定され、かつ記録再生ヘッドはクランプとの干渉があるため、テーパー部にまで近づけないためである。
【0023】
エコスノーを用いたプロセスを図8に示したような本発明で製造する磁気記録媒体に適用しても、洗浄される領域はデータ部84であり、テーパー部83あるいは内径端部を洗浄することはない。また、基板の内径部は空洞であるので、内径を利用した基板の保持機構(HDD装置における基板クランプ機構と同様のもの)が存在する。ここに上記の噴射されたガス流を当てると、素地やホルダーのダストを巻き上げる確率を増やすことになり、HDD媒体としては好ましくない。さらに、プロセス途中に形成される汚染物質は、エコスノーで剥離できる「汚染物質」に比べてはるかに大きいため、除去することはできない。
【0024】
そこで、発明者らは、図9に模式的に示す装置を別途試作した。図9に示される装置は、液状化したガスを拡散させることで生じたガス流を噴射する装置である。91は噴射ガスのボンベ、92は加圧/減圧装置(圧力調整装置)、93は噴出しノズル、94は加工チャンバー、95はディスク基板/媒体、96は噴出ガス流である。この装置は、エコスノー装置と類似している。異なる点は、ガスがCO2だけでなく、水や、反応性ガスであるCF4、CHF3、SF6またはC26なども使えること、また、圧力調整装置92で、ノズル93の先端における圧力効果を任意の大きさに調整できる点、さらにディスク基板を設置でき、かつ噴出ガス流がディスク基板の内径領域にかかるように調整されている点である。ボンベ91から出たガスは、圧力調整装置92で加圧/減圧されここで液化する。液化するために圧力調整装置92は用いるガスの液化温度以下に保持されていても良い。液化されたガスは、調整された圧力をもって加工チャンバー94内に噴出される。この際、急激な減圧のためにガスは固化した状態、あるいは圧力調整装置92内よりも低温の液体の状態でディスク基板に噴射される。このときに、公知文献には噴射されたガス流により残留レジストなどを除去する方法が記載されているが、本発明においては、このガス流をディスク基板の内径部、特に内径端部に噴射する。液状化ガス噴射の効果を向上させるために、加工チャンバー92の圧力を液状化ガスの種類に応じて調整することもできる。
【0025】
用いる液状化ガスの種類は、ディスクの内径部に存在する除去したい残留物に依存する。
【0026】
残留物が、CまたはSiO2のような保護膜の残留物である場合は、CO2、H2O、O2、SF6、CF4、CHF3を用いる。
【0027】
残留物が、磁性体のような金属の残留物である場合は、BCl3、CCl4、CBrF3を用いる。
【0028】
図9に示す本発明の液状化ガス噴射装置を用いて、端部やテーパー部を含むディスク内径部に、条件を変えて様々なガスを噴射させる実験を行った。
【0029】
加工チャンバー内の圧力を2〜5気圧(0.2〜0.5MPa)の間に調整し、圧力調整装置により噴射圧を10気圧に調節した液体CO2の噴射を行ったところ、ディスク内径部の十分な洗浄効果が得られた。チャンバー内を5気圧以上に設定することは、チャンバー操作の安全性を考慮した際に好ましくない。
【0030】
水蒸気を用いた場合は、プロセスチャンバー内の圧力を減圧し(0.001〜0.1MPa)、圧力調整装置により噴射圧を5気圧に調節した水蒸気ガスを噴射させることで二酸化炭素と同様の洗浄効果が見られた。
【0031】
さらに噴射する液状ガスを反応性ガスであるSF6にした場合は、チャンバー内圧力を調整しなくても十分な洗浄効果が得られた。このとき噴射圧は圧力調整装置により10気圧に設定した。特にインプリントレジストをSOGとした場合に相性が良く、非常に良好な洗浄効果が得られた。
【0032】
本発明の液状化ガス噴射装置を用いることにより、ディスク内径部における良好な洗浄効果が得られたが、若干のダストの発生が認められ追加の洗浄工程が必要になった。しかし、本発明の液状化ガス噴射装置を用いることにより、追加工程の必要性という手間を上回る、パターンド媒体内周部における異常突起の減少による浮上特性の向上という効果が得られた。
【0033】
磁気記録媒体は、スパッタ装置等によって下地層や磁性膜等の薄膜堆積を行うときには基板の外周を保持するのが一般的である。このため、これらの薄膜は内周のテーパー部あるいは端部にも形成される。しかし、この部分はデータ面ほど良くする必要がないために表面加工精度が悪く、さらに膜が斜めに入射されるために膜質が良くない。このためか、内周部においては異常突起のために記録再生ヘッドの浮上が安定でない、と言う問題があった。この問題は、パターンド媒体でより顕著となっていた。その理由はおそらく、上記の表面精度の悪さや膜質の悪さに加えて、レジストの塗布やRIEといった化学物質・化学作用を伴うプロセスが施され、内径端部やテーパー部の表面が改質されていたために、薄膜の密着性が劣化していたためであると思われる。上述のように、内径部はヘッドがアクセスしないために、この部分の膜質の劣化あるいはこの部分での異常突起の発生は直接的には媒体の浮上特性に影響を及ぼすものではない。しかし、媒体は多層の薄膜からなり、内部に応力を有しており、さらにそれが傾いた表面性の悪い素地の上に堆積されていることから、膜の応力破壊が起こりやすい。膜の応力破壊が起こると、その破片はヘッドがアクセスする内周部に達する。また、パターンド媒体の場合には加工プロセス途中において同様の破壊が起こることも想定され、それもヘッドアクセス領域の浮上特性の劣化につながるものと思われる。
【0034】
ガス流の内径部への噴射は、この化学的な改質層の特性を変化させ媒体薄膜の密着性が向上し、それが異常突起を少なくして浮上特性が良くなったものと思われる。ガス種を変えた実験を行ったが、内周部の浮上特性劣化を抑える効果は程度の差はあるがガス種によらず得られ、CO2、H2O、O2、をはじめ、フッ素系反応ガス(SF6、CF4、CHF3)でも効果があることを確認した。またRIEに用いられる他の反応ガス、たとえば、塩素系(BCl3、CCl4、CBrF3)でも効果が得られた。カルボニル系の反応ガスでも同様の効果があることが予想される。
【0035】
(実施例1)
本発明のパターンド媒体製造方法を用いて、図4、図5に示す断面構造、および図2、図3に示す平面構造を有するパターンド媒体を作製した。
【0036】
基板としては、(A)ガラス、(B)NiP表面硬化処理済みAl合金、の二種類を用いた。
【0037】
この基板上に、
(a)CoZrNb 軟磁性下地100nm/CoB 5nm/Ta 5nm/Pd 5nm/Ru 10nm/CoCrPt−SiO 記録膜15nm/C 保護膜4nm
(ここで軟磁性下地は反強磁性結合した二層となるようにしている)
(b)FeTaN軟磁性下地80nm/Ti 5nm/Pd 10nm/[Co 0.3nm/Pd 0.9nm]20 記録膜/C 保護膜4nm
(ここで記録膜はCO 0.3nmとPd 0.9nmを交互に20回積層した、いわゆる磁性人工格子膜である)
(C)NiAl 60nm/Cr 10nm/CrMo 20nm/CoCrPtTa記録膜15nm/C保護膜4nm
の3種類の中から選ばれるいずれか1種を成膜した。このうち、(a)と(b)は磁化の容易軸が膜面垂直を向いているいわゆる垂直磁気記録媒体で、(C)は磁化の容易軸が膜面内を向いているいわゆる面内磁気記録媒体である。
【0038】
パターンド媒体の加工方法としては、(あ)基板加工型(図4)、(い)磁性体加工型(図5)の二つを用いた。なお、(a)と(C)の磁気記録媒体にはディスクリートトラック型(図2)のパターンを形成し、(b)の磁気記録媒体には、狭義パターンド型(図3)のパターンを形成した。
【0039】
浮上特性の向上を狙って、磁性膜の間をSiO2で埋めて平坦化したものも作製した。SiO2の成膜にはバイアススパッタ法を用い、成膜後にArイオンミリングでエッチング(エッチバック)して平坦化した。
【0040】
媒体に形成したパターンは、110ktpiのトラック密度に相当するもの(サーボ信号、トラック、アドレス等)であった。狭義パターンド媒体の場合には、1Mbpiの記録密度に相当するパターンをデータ領域に形成した。
【0041】
以上の各種媒体に対して、浮上特性を調べた。スピンスタンドに媒体を設置し、4200rpmで回転させ、設計値で浮上量12nmのスライダーを浮上させた。浮上させた位置は半径の1/4より内側の領域とした。1時間の浮上動作の後、スライダーにとりつけたAE(Acoustic Emission)センサーの出力を調べた。通常の磁気記録媒体の浮上特性評価結果より、製品レベルの浮上特性を得るには、1時間の浮上動作でヘッドクラッシュしないのはもちろん、AEセンサーの出力が5Vよりも低くないといけないことがわかっている。
【0042】
実験に供した試料と検査結果をまとめたものを表1に示す。表1において、「基板」は基板の種類で、上記の(A)ガラス、(B)NiP表面硬化処理済みAl合金である。「媒体」は上記の(a)(B)(C)である。「加工」とは、上記の(あ)基板加工型(図4)、(い)磁性膜加工型(図5)である。「埋込」はSiO2埋め込み平坦化のあり、なしである。「径」とは用いた基板のディスク径で、本実施例の場合には2.5インチ型と1.8インチ型の2種類を用いた。「噴射」は、本発明による、「液状化したガスを拡散させることで生じたガス流を少なくともディスク基板の中心孔に対して噴射する工程」を行ったか否かである。原料ガスはCO2を用いた。磁性膜加工型の場合には、図7におけるマスクのパターニング(S13)の後、あるいは磁性膜の加工(S14)の後にこの工程を施した。基板加工型の場合には、図6における基板の加工(S3)の後にこの工程を施した。ただし、番号2、4、7の試料を作成する場合には、ディスク基板の中心孔にマスクを設置し、ガス流が中心孔に当たらないようにした。「1hr浮上」と「AE強度」が検査結果の欄で、前者は1時間の連続動作に対してヘッドクラッシュが起こったものを「×」、ヘッドクラッシュが起こらなかったものを「○」と記した。後者は、AE信号のピーク強度で、単位はボルト(V)である。
【0043】
【表1】


【0044】
表1からわかるように、Al基板で基板加工型で埋め込みしないものは1時間の浮上動作ができなかった。また、AE強度から判断して、本発明を実施しなかったものは全て不合格となった。しかし、ガス流噴射を中心孔に行う工程を入れることによって、全てAE試験合格レベルの浮上が内周側でできることになり、浮上特性を改善する効果が得られることがわかった。
【0045】
さらに、1時間浮上ができなかった番号5、6、7の試料に対して、原料ガスをH2O、O2、SF6、CF4、CHF3として、液状化したガスを拡散させることで生じたガス流を少なくともディスク基板の中心孔に対して噴射する工程を施した。これらの媒体の浮上特性を上記と同様の手法で評価した。ただし、1時間の浮上試験はおこなわず、ヘッドをロードしてから最初の5分間のAE信号のピーク強度を測定するだけとした。いずれの場合も5V以下の信号強度であり、ガスの種類や基板の種類によらず、また、反応性のフッ素系ガスを用いても浮上特性が向上することが確認された。
【0046】
浮上特性評価終了後、中心孔の単面の形状をSEMを用いて調べた。その結果、ガラス基板には全て図8に示すようなテーパーがついていたが、Al基板の方は図8のようなテーパーは明確にはわからなかった。特に番号13の試料はバリのようなものがわずかに確認された。Al基板でテーパーが分かりにくかったりバリが確認されたりした理由は、パターン形成のためのインプリント時に、位置あわせのために基板の中心孔にシリンダーを通す際に擦れたものと推察される。しかしながら、端面にテーパーがない状態でも本発明による製造法は浮上特性を向上させるのに効果があることがわかった。しかし、テーパーがある場合の方が浮上特性が良い傾向があり、好ましい。
【0047】
(実施例2)
実施例1と同様の媒体を作製し、同様の浮上特性検査を行った。ただし、基板サイズは0.85インチ型のものとした。また、検査は、1時間の浮上試験はおこなわず、ヘッドをロードしてから最初の5分間のAE信号のピーク強度を測定するだけとした。原料ガスにはCO2を用いた。その結果を表2に示す。表1で良好な特性が得られた試料は基板のサイズを小さくしても良好な浮上特性を示すことがわかった。
【0048】
【表2】


【0049】
そこで、これらの試料に対し、原料ガスを反応性の塩素系ガスであるBCl3、CCl4、CBrF3として同様の実験を行った。ヘッドをロードしてから最初の5分間のAE信号のピーク強度はいずれも5V以下で、浮上特性を向上させる効果があることがわかった。
【0050】
以下、本発明に実施形態に係る磁気記録媒体の各層に用いられる材料や、各層の積層構造について説明する。
【0051】
<基板>
基板としては、たとえばガラス基板、Al系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、Si単結晶基板などを用いることができる。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどがある。セラミック基板としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることができる。Si単結晶基板、いわゆるシリコンウエハーは表面に酸化膜を有していても構わない。また、上記金属基板、非金属基板の表面にメッキ法やスパッタ法を用いてNiP膜が形成されたものを用いることもできる。
【0052】
<下地層>
下地層は磁気記録膜の結晶の制御、粒径の制御、密着性の向上等の理由で用いられる。通常の磁気記録媒体で知られている下地層を用いることができる。下地層は上記の目的を効率よく達成するために、複数の層から構成されても良い。下地層は金属であっても、誘電体であっても、またそれらの混合であっても構わない。下地層を構成する層の表面がイオン照射、ガス暴露等によって改質されているものでも良い。
【0053】
また、下地層は磁性膜であっても良い。特に磁気記録膜が垂直磁化膜である場合には、高透磁率を有する軟磁性下地層(SUL)を設けることにより、軟磁性下地層上に垂直磁気記録膜を有するいわゆる垂直二層媒体を構成することができる。垂直二層媒体の軟磁性下地層は、記録磁極からの記録磁界を通過させ、記録磁極の近傍に配置されたリターンヨークへ記録磁界を還流させるために設けられている。すなわち、軟磁性下地層は記録ヘッドの機能の一部を担っており、記録膜に急峻な垂直磁界を印加して、記録効率を向上させる役目を果たす。
【0054】
軟磁性下地層には、Fe、NiおよびCoのうち少なくとも1種を含む高透磁率材料が用いられる。このような材料として、FeCo系合金たとえばFeCo、FeCoVなど、FeNi系合金たとえばFeNi、FeNiMo、FeNiCr、FeNiSiなど、FeAl系およびFeSi系合金たとえばFeAl、FeAlSi、FeAlSiCr、FeAlSiTiRu、FeAlOなど、FeTa系合金たとえばFeTa、FeTaC、FeTaNなど、FeZr系合金たとえばFeZrNなどが挙げられる。
【0055】
軟磁性下地層に、Feを60at%以上含有するFeAlO、FeMgO、FeTaN、FeZrNなどの微結晶構造、または微細な結晶粒子がマトリクス中に分散されたグラニュラー構造を有する材料を用いることもできる。
【0056】
軟磁性下地層の他の材料として、Coと、Zr、Hf、Nb、Ta、TiおよびYのうち少なくとも1種とを含有するCo合金を用いることもできる。Coは、好ましくは80at%以上含まれる。このようなCo合金をスパッタリングにより成膜した場合にはアモルファス層が形成されやすい。アモルファス軟磁性材料は、結晶磁気異方性、結晶欠陥および粒界がないため、非常に優れた軟磁性を示す。また、アモルファス軟磁性材料を用いることにより、媒体の低ノイズ化を図ることができる。好適なアモルファス軟磁性材料としては、たとえばCoZr、CoZrNb、及びCoZrTa系合金などを挙げることができる。
【0057】
軟磁性下地層の下に、軟磁性下地層の結晶性の向上あるいは基板との密着性の向上のためにさらに下地層を設けてもよい。下地層材料としては、Ti、Ta、W、Cr、Pt、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。
【0058】
軟磁性下地層と垂直磁気記録膜との間に、非磁性体からなる中間層を設けてもよい。中間層の役割は、軟磁性下地層と記録膜との交換結合相互作用を遮断すること、および記録膜の結晶性を制御することである。中間層材料としては、Ru、Pt、Pd、W、Ti、Ta、Cr、Si、もしくはこれらを含む合金、またはこれらの酸化物、窒化物を用いることができる。
【0059】
スパイクノイズ防止のために軟磁性下地層を複数の層に分け、厚さ0.5〜1.5nmのRuを挟んで反強磁性結合させてもよい。また、軟磁性層と、CoCrPt、SmCo、FePtなどの面内異方性を持った硬磁性膜またはIrMn、PtMnなどの反強磁性体からなるピニング層とを交換結合させてもよい。この場合、交換結合力を制御するために、Ru膜の上下に、磁性膜たとえばCo、または非磁性膜たとえばPtを積層してもよい。
【0060】
<磁気記録膜>
磁気記録膜は、磁化容易軸が主に媒体垂直方向に向いている垂直磁化膜、あるいは磁化容易軸が主に媒体面内方向に向いている面内磁化膜のいずれでも用いることができる。磁気記録膜は、Coを主成分とする合金、たとえばCoPt合金からなると大きな異方性を得ることができて好ましい。磁気記録膜はさらに、酸化物を含んだ材料からなっても良い。この酸化物としては、酸化Co、酸化シリコン,酸化チタン、あるいは磁気記録膜を構成する金属の酸化物が好適である。
【0061】
磁気記録膜は、膜中に磁性粒子(磁性を有した結晶粒子)が分散している、いわゆるグラニュラー媒体であっても良い。特にディスクリートトラック媒体の場合には、線記録密度が従来媒体と同様のメカニズムで決定されると思われるので、従来媒体において線記録密度を高くできることが知られているグラニュラー媒体が好ましい。図3のパターンド媒体の場合には、線記録密度は加工精度で決まるので、グラニュラーでない微細構造の磁性薄膜を用いても良い。
【0062】
磁気記録膜は、Co、Cr、Pt、酸化物のほかに、B、Ta、Mo、Cu、Nd、W、Nb、Sm、Tb、Ru、Reから選ばれる1種類以上の元素を含むことができる。上記元素を含む事により、磁性粒子の微細化を促進、あるいは結晶性や配向性を向上させることができ、より高密度記録に適した記録再生特性、熱揺らぎ特性を得ることができる。また、COとPtやPdの貴金属を多数積層した、いわゆる磁性人工格子を磁気記録膜としても良い。また、FeやCOとPtやPdによって形成される規則層合金を用いることもできる。
【0063】
また、磁気記録膜は多層構造であっても構わない。異なる磁気特性を持つ二層以上の磁性膜の積層膜を磁気記録膜とすることでより高密度の記録が行えるようになる。また、複数の磁気記録膜と複数の非磁性膜との積層膜全体を磁気記録膜とする構成であっても構わない。たとえば、長手媒体の場合、複数の磁性膜の間にRu膜を挿入することにより、反強磁性結合を誘起させ、線記録密度を向上させることができることが知られており、この技術を用いても良い。
【0064】
磁気記録膜の厚さは、好ましくは2ないし60nm、より好ましくは5ないし30nmである。この範囲であると、より高記録密度に適した磁気記録再生装置として動作し得る。磁気記録膜の厚さが2nm未満であると、再生出力が低過ぎてノイズ成分の方が高くなる傾向があり、磁気記録膜の厚さが60nmを超えると、再生出力が高過ぎて波形を歪ませる傾向がある。
【0065】
磁気記録膜の保磁力は、237000A/m(3000Oe)以上とすることが好ましい。保磁力が237000A/m(3000Oe)未満であると、熱揺らぎ耐性が劣る傾向がある。
【0066】
<保護膜>
保護膜は、垂直磁気記録膜の腐食を防ぐとともに、磁気ヘッドが媒体に接触したときに媒体表面の損傷を防ぐ作用を有する。保護膜の材料としては、たとえばC、Si−N、Zr−O、Si−Nを含む材料が挙げられる。保護膜の厚さは、0.5〜10nmとすることが好ましい。保護膜の厚さを上記の範囲にすると、ヘッドと媒体の距離を小さくできるので、高密度記録に好適である。
【0067】
<潤滑膜>
潤滑剤としては、たとえばパーフルオロポリエーテル、フッ化アルコール、フッ素化カルボン酸などを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0068】
【図1】本発明の方法で製造するパターンド媒体の模式図。
【図2】本発明の方法で製造する一例のパターンド媒体の平面図。
【図3】本発明の方法で製造する他の例のパターンド媒体の平面図。
【図4】本発明の方法で製造する基板加工型パターンド媒体の断面図。
【図5】本発明の方法で製造する磁性体加工型パターンド媒体の断面図。
【図6】本発明の基板加工型パターンド媒体の加工プロセスフローチャート。
【図7】本発明の磁性膜加工型パターンド媒体の加工プロセスフローチャート。
【図8】本発明の製造方法で使用するディスク基板の内径部分を示す断面図。
【図9】本発明の液状化ガス噴射装置の模式図。
【符号の説明】
【0069】
11…磁気記録媒体、12…データ部、13…サーボ部、14…バースト信号、21…基板、22…下地層、23…磁性薄膜、24…保護膜、81…中心線、82…基板、83…テーパー部、84…データ領域、91…噴射ガスのボンベ、92…圧力調整装置、93…噴出しノズル、94…加工チャンバー、95…ディスク基板/媒体、96…噴出ガス流。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013