JP2012033249A - 磁気転写用マスター基板、それを用いた磁気転写方法および磁気転写媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】高記録密度の磁気記録媒体の製造において、耐久性および磁気転写性能の向上した磁気転写用マスター基板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】当該磁気転写用マスター基板は、表面に信号配列に対応した凹部を有する非磁性基体と、前記凹部内に埋め込まれ、前記非磁性基体の表面より一部が突出している強磁性体と、前記非磁性基体表面および前記強磁性体の少なくとも一部を覆う非磁性保護膜とを含み、前記強磁性体の非磁性基体表面より突出した部分の基板に垂直に切断した際の断面における角部における曲率半径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、前記強磁性体の非磁性基体表面より突出した部分の高さが２ｎｍ以上であり、前記非磁性保護膜表面から前記強磁性体頂部までの高さが前記曲率半径よりも小さい。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁気記録媒体に関する。より詳しくは、本発明の磁気記録媒体は、サーボ情報を別途書き込む必要のない磁気記録媒体に関する。また、本発明は、サーボ情報を容易に記録することができる磁気記録媒体の製造方法を包含する。

一般的なＨＤＤ装置は、磁気記録媒体上にヘッドを１０ｎｍ程度浮上させて、データの記録再生を行うものである。磁気記録媒体上のビット情報は、同心円状に配置されているデータトラックに格納されている。データの記録・再生時において、磁気ヘッドは、そのデータトラック上に位置決めされる。磁気記録媒体上には、位置決めのためのサーボデータが、データトラックに対して一定の角度間隔で記録されている。このサーボ情報は、一般的には磁気ヘッドを用いて記録されることが多く、近年の記録トラックの増大に伴い、書込み時間が増長し、ＨＤＤの生産効率を落とすという問題が生じている。

上記問題を鑑み、磁気ヘッドによってサーボ情報の書込みをする代わりに、サーボ情報を担持するマスター基板を用い、磁気転写技術によって磁気転写媒体にサーボ情報を一括で記録する方法が提案されている。例えば強磁性体でサーボパターンが形成されているようなマスター基板を用い、垂直記録媒体に対してマスター基板のサーボ情報を転写する方法が特許文献１に開示されている。

マスター基板は、磁気ディスクと直接、密着・剥離を繰返すため、繰り返し使用されるにつれ、マスター基板上の強磁性体の変形、欠落が進行し、記録信号の強度低下、欠落が生じることになる。それを解決するために、マスター基板の構成に関しては、例えば特許文献２、特許文献３、特許文献４などが開示されている。

特許文献２では、磁気記録媒体へ記録情報を転写する磁気転写用マスター担体において、転写用記録情報に応じた強磁性体からなる複数の転写情報記録部があって、隣接する転写情報記録部の間には転写情報記録部を区画する非磁性材料部が存在し、転写情報記録部の表面と非磁性材料部の表面が実質的に同一の平面を形成することを特徴とする磁気転写用マスター担体を開示する。当該転写記録情報部の厚さが２０〜１０００ｎｍである。また、引用文献２において、実質的に同一の平面であることは、具体的には、磁性層のある部分と磁性層の無い部分の凹凸が３０ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下であることを意味する。

特許文献３では、磁化パターンに対応する位置に形成された凹部を備え、強磁性薄膜は、前記凹部に形成されるとともにその表面が前記基体の前記凹部側の一主面から突出するように形成されており、前記強磁性薄膜の前記表面と前記基体の一主面との段差が２００ｎｍ以下（３０ｎｍ以下である場合を除く）であることを特徴とするマスター情報担体が開示されている。

また、特許文献３の別の項目では、磁化パターンに対応する位置に凹部が形成された基体と、表面が前記凹部の内部に配置されるように前記凹部内に形成された強磁性薄膜とを備え、前記基体の前記凹部側の一主面と前記強磁性薄膜の前記表面との間の距離が１００ｎｍ以下（３０ｎｍ以下である場合を除く）であることを特徴とするマスター情報担体が開示されている。

特許文献４では、第１の構成として非磁性基体の表面に情報信号配列に対応する形状パターンが、基体表面に堆積された強磁性薄膜の配列により設けられ、強磁性薄膜の配列において隣接する強磁性薄膜間に、非磁性の固体が充填されていることを特徴とするマスター基板が開示されている。また、第２の構成として、情報配列信号に対応する形状パターンが基体表面に形成された凹部の配列により設けられ、基体表面に形成されたた凹部に、強磁性薄膜が充填されていることを特徴とするマスター基板が開示されている。また、いずれの構成においても、強磁性薄膜および非磁性基体の表面に硬質保護膜を形成することも開示されている。

また特許文献５では、磁気転写用マスター担体の凸部の先端面と共に、側面に磁性層が形成された磁気転写用マスター担体を開示している。さらに、当該凸部は側面から成長した磁性層と繋がり易く、連続した磁性膜を形成し易いように先端が面取りされてもよい。

また、特許文献６は、磁気転写用マスター担体において、マスター担体とスレーブ媒体とを密着させて磁気転写した後、互いに容易剥離して、スレーブ媒体に傷がつかないようにするために、マスター担体に形成されたパターンの凸部が球面状の頂面を有することを開示する。

特開２００２−０８３４２１号公報 特開２０００−１９５０４６号公報 特許第３３４３３４３号明細書 特許第３３２９２５９号明細書 特開２００９−２９５２５０号公報 特開２００３−１７８４４０号公報

年々、記録密度の向上とともに、パターン寸法は微細化している。そのため、近年磁気記録媒体に情報信号を転写するための信号配列に対応したマスター基板の強磁性体のパターンも１００ｎｍピッチ以下にする必要が出てきた。このような状況の中で、従来の特許文献３および４に開示されるマスター基板のような、非磁性基体表面に対して強磁性体表面が突出した構造では、パターンが微細化することで、強磁性体パターンのエッジの僅かな欠落・変形による出力信号の低下により、サーボ欠陥として不良になることが起きている。また、パターンの微細化とともに強磁性薄膜自体の剥離が顕著になり、マスター基板の繰り返し使用に耐えられなくなっている。

このようなトラックピッチ１００ｎｍ以下の高記録密度の磁気記録媒体の製造に関して、我々は、強磁性体パターンの少なくとも一部が非磁性保護膜により覆われ、非磁性保護膜と強磁性体の頭表面が平坦であることによりマスター基板の耐久性が向上することを見出した。さらに、強磁性体の断面形状が特定の形状であることが、トラックピッチが１００ｎｍ以下のマスター基板における強磁性体パターンのエッジの欠落・変形による出力信号の低下の防止に有効であることを見出した。

本発明は、以上の課題に鑑み、磁気記録媒体に情報信号を転写するための信号配列に対応した強磁性体のパターンを有する磁気転写用マスター基板において、表面に信号配列に対応した凹部を有する非磁性基体と、前記凹部内に埋め込まれ、前記非磁性基体の表面より一部が突出している強磁性体と、前記非磁性基体表面および前記強磁性体の少なくとも一部を覆う非磁性保護膜とを含み、前記強磁性体の非磁性基体表面より突出した部分の基板に垂直に切断した際の断面における角部における曲率半径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、前記強磁性体の非磁性基体表面より突出した部分の高さが２ｎｍ以上であり、前記非磁性保護膜表面から前記強磁性体頂部までの高さが前記曲率半径よりも小さいことを特徴とする磁気転写用マスター基板を提供する。

また、本発明は、磁気記録媒体に情報信号を転写するための信号配列に対応した強磁性体のパターンを有する磁気転写用マスター基板の製造方法であって、（１）非磁性基体を提供する工程、（２）前記非磁性基体表面に前記信号配列に対応した凹部を形成する工程、（３）前記凹部および前記非磁性基体の凹部を形成した面に強磁性体を積層する工程、（４）前記非磁性基体および前記強磁性体をエッチング加工して、前記強磁性体パターンを形成する工程であって、前記強磁性体のエッチングレートを前記非磁性基体のエッチングレートより小さくして前記強磁性体を前記非磁性基体表面より２ｎｍ以上の高さで突出させ、前記強磁性体の前記非磁性基体表面より突出した部分の基板に垂直に切断した際の断面における角部の曲率半径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下とする工程、および（５）前記非磁性基体表面および前記強磁性体の少なくとも一部を非磁性保護膜で覆う工程であって、前記非磁性保護膜表面から前記強磁性体頂部までの高さが前記曲率半径よりも小さくする工程を含むことを特徴とする磁気転写用マスター基板の製造方法に関する。

さらに、我々は、上記マスター基板の非磁性保護膜が硬度１ＧＰａ以下であることが、マスター基板のクリーニングを行わずにマスター転写耐久性をあげるのに有効であることを見出した。

また、上記のマスター基板と、磁気記録媒体とを重ね合わせて両者を密着させる工程と、密着させた状態で、マスター基板と磁気記録媒体からなる積層体に磁界を印加して、マスター基板の信号配列に対応した強磁性体のパターンに対応する磁化パターンを磁気記録媒体に記録する工程と、マスター基板と磁気記録媒体とを剥離させる工程と、を含むことを特徴とする磁気転写方法および磁気転写媒体に関する。

本発明は、高記録密度の磁気記録媒体の製造において、耐久性および磁気転写性能の向上したマスター基板およびその製造方法、ならびにそれを用いた磁気転写方法および磁気転写媒体を提供するものである。

本発明の磁気転写用マスター基板の断面図である。 図１の一部を拡大した図である。 本発明の製造方法を示す断面図である。 本発明の磁気転写方法を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
（磁気転写用マスター基板およびその製造方法）
図１は本発明の磁気転写用マスター基板の例であり、図２はその拡大図である。本発明のマスター基板は、非磁性基体１の表面に信号配列に対応した凹部が形成され、前記凹部内に強磁性体２が非磁性基体１の表面より一部が突出した形で埋め込まれ、さらに、非磁性基体１表面および強磁性体２の少なくとも一部が非磁性保護膜３により覆われている（図１参照）。詳細には、本発明のマスター基板は、強磁性体２の非磁性基体１の表面より突出した部分の基板に垂直に切断した際の断面における角部の曲率半径ｒが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、強磁性体２の非磁性基体１表面より突出した部分の高さｈ₁が２ｎｍ以上であり、さらに非磁性保護膜３表面から強磁性体２頂部までの高さｈ₂が当該曲率半径ｒより小さい（図２参照）
次いで、本発明のマスター基板の製造方法を図３（１）〜（５）を用いて説明する。

本発明は、まず、非磁性基体１上にレジスト膜４を形成し、当該レジスト膜４を転写する情報に応じてパターニングする（図３（１））。詳細には、強磁性体２が埋め込まれる箇所に合わせてレジスト膜４が除去される。

非磁性基体１は、基板そのものでもよいし、基板上に別の非磁性体をパターン形成用の膜として成膜したものでもよい。非磁性基体１は、非磁性、加工性、汎用性からＳｉ、ＳｉＯ₂、Ａｌ、Ａｌ₂Ｏ₃およびそれらの化合物を用いることができる。また、パターン形成用非磁性体膜には、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌなどの非磁性金属、カーボン、Ｓｉ、ガラス、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）なども利用することができる。また、成膜方法は、スパッタ法、ＣＶＤ法など一般的な成膜法を利用することができる。

レジスト膜４は非磁性基体１のエッチング工程での加工耐性およびその後の十分な除去性能を有するものであればよく、パターニング方法に合わせて選択することができる。レジスト膜４のパターニングは、電子ビームによる露光および続く現像によるものでもよく、またナノインプリントリソグラフィを用いてもよい。電子ビームによる露光および現像の場合は、露光および現像性能および次のエッチング工程での加工耐性および除去性能から一般的な電子ビーム用レジストを用いることができる。ナノインプリントリソグラフィの場合は、凹凸パターンを形成したスタンパを、非磁性基体１上に塗布したレジスト膜４に押しつけることで、スタンパの凹凸パターンをレジスト膜４に転写する。凹凸転写方法の違いにより、光インプリント、熱インプリント、室温インプリントがあり、そのいずれも使用することができる。ナノインプリントリソグラフィでパターン化されるレジスト膜４は、転写性と非磁性基体１のエッチング工程での加工耐性および除去性能からポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、アクリル系光硬化樹脂、有機材を含有したＳＯＧやポリイミド樹脂などを用いることができる。

レジスト膜４のパターニングの後、レジスト膜４のパターンをマスクとして非磁性基体１をエッチングし、次いでレジスト膜４を除去して、非磁性基体１の凹凸パターンを形成する（図３（２））。非磁性基体１の加工は、非磁性基体１の材料とレジスト膜４の材料を選択することにより、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、イオンビームエッチング（ＩＢＥ）、ウェットエッチングなど、各種のエッチングで行うことができる。レジスト膜４の除去も、剥離液を用いたウェット法やＲＩＥ、ＩＢＥなどのドライエッチングで行うことができる。

また、非磁性基体１表面に当該非磁性基体を加工する際にマスクとなる第２の薄膜（図示せず）をあらかじめ形成し、レジスト膜４のパターンをマスクとして第２の薄膜をエッチングし、次にパターン化された第２の薄膜をマスクとして、非磁性基体１を加工してもよい。例えば、非磁性基体１としてＳｉ基板を、第２の薄膜としてカーボンを、およびレジスト膜４としてＳＯＧを用いてもよい。Ｓｉ基板上に第２の薄膜としてカーボンをスパッタで成膜し、カーボン薄膜上にＳＯＧレジスト膜４のパターンを形成後、酸素ガスを用いたＲＩＥでカーボン薄膜をパターニングし、その後、カーボン薄膜をマスクとしてＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥでＳｉ基板を加工することができる。

さらに、レジスト等のマスク用薄膜を用いずに、非磁性基体１の凹凸パターンを形成してもよい。例えば、基板上に非磁性膜を形成し、これに室温ナノインプリントリソグラフィや熱インプリントリソグラフィにより凹凸パターンを形成することができる。当該非磁性膜は、マスター基板に最終的に残存し、磁気転写における磁気記録媒体との密着剥離に耐えられる耐久性が必要とされる観点から、ＳＯＧやポリイミド樹脂が好適である。

非磁性基体１に凹凸パターンを形成した後、強磁性体２を前記非磁性基体１の凹凸パターン上に成膜する（図３（３））。この時の膜厚は、非磁性体基体１表面凹部に強磁性体２が充填され、さらに凹部に積層された強磁性体２が非磁性基体１表面より厚くなる膜厚であり、好ましくは２ｎｍ以上である。好ましくは、後工程の簡便性から強磁性体２の表面は略平坦である。

強磁性体２としてはＦｅ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｉやそれらを含む合金を利用することができる。より好ましくは、飽和磁化の大きい、ＦｅＣｏやＦｅＰｔなどである。強磁性体２の成膜は、スパッタ法や蒸着法、めっき法などを用いることができる。

その後、非磁性基体１および強磁性体２を加工して強磁性体パターンを形成する。（図３（４））。
本発明のマスター基板において、強磁性体２の非磁性基体１表面より突出した部分の基板に垂直に切断した際の断面における角部の曲率半径ｒが１ｎｍ以上であることが、マスター基板の耐久性の観点から好ましい。角部の曲率半径ｒが１ｎｍより小さいと耐久性が低下し、サーボ信号の一部欠落や信号強度の低い部分が発生しやすくなる。

さらに、角部の曲率半径ｒが１０ｎｍ以下であることが、磁気転写された磁気記録媒体の信号特性の観点から好ましい。曲率半径が１０ｎｍより大きいと、ドライブ評価におけるサーボ信号において、ノイズが発生するようになる。これは、強磁性体パターンのエッジ部で磁気転写時に磁束集中できず、ノイズ源となるためと考えられる。

また、強磁性体２の非磁性基体１表面より突出した部分の高さｈ₁が、２ｎｍ以上であることが好ましい。２ｎｍより小さい場合、高密度磁気記録媒体のドライブ評価におけるサーボ信号において信号強度が小さい部分が現れる場合がある。これはｈ₁が２ｎｍ未満である場合には、強磁性体パターンの一部で転写媒体の磁化を反転させるだけの磁化量を十分に得ることができないためと考えられる。

非磁性基体１および強磁性体２の加工は、ドライエッチング、ウェットエッチング、化学機械研磨（ＣＭＰ）で行うことができる。詳細には、非磁性基体１のエッチングレートが強磁性体２のエッチングレートより高い材料および／またはエッチング条件を選択する。そのような材料および／またはエッチング条件を選ぶことにより非磁性基体１の加工量が強磁性体２の加工量より大きくなり、強磁性体２が非磁性基体１に対して突出した形状のマスター基板を作製することができる。

さらに、強磁性体２の非磁性基体１から突出した部分の角部を滑らかにし、当該角部の曲率半径ｒを制御するために、以下のような方法を用いることができる。
反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を用いたドライエッチングにおいて、ＲＦパワーと基板バイアスの比率を小さくするほど、曲率半径が大きくなる。例えば、ＲＦパワー／基板バイアスの比率は、１〜５０である。好ましくは、１〜２０である。エッチング量と角部の曲率半径の制御性、および強磁性体２への磁気特性ダメージの観点から、ＲＦパワーは１０〜１５００Ｗが好ましく、基板バイアスは５〜８００Ｗが好ましい。

また、非磁性基体１より強磁性体２のエッチングレートが小さい範囲において、強磁性体２のエッチングレートが大きくなるガス種を選択するほど、曲率半径ｒを大きくすることができる。例えば、非磁性基体１のエッチングレート／強磁性体２のエッチングレートの比率は１〜５０であってもよく、好ましくは２〜５である。例えば、非磁性基体１がカーボン系材料で、強磁性体２がＦｅＣｏ合金の場合には、ＦｅＣｏ合金のエッチングレートがカーボン系材料のエッチングレートより小さい範囲内において、ＡｒとＯ₂の混合ガスに対するＯ₂ガス割合を小さくすることでカーボン系材料のエッチングレートが低下する。その結果、カーボン系材料に対するＦｅＣｏ合金のエッチングレート比は大きくなり、曲率半径ｒが大きくなる。同様に、非磁性基体１がＳｉ系材料で、強磁性体２がＦｅＣｏ合金の場合には、エッチングガス中のＣＦ₄含有量を小さくすることで、Ｓｉ系材料に対するＦｅＣｏ合金のエッチングレート比は大きくなり、曲率半径ｒは大きくなる。

さらに、エッチング時の真空度が低いほど、曲率半径ｒを大きくすることができる。曲率半径ｒの制御とＲＦプラズマの安定性から真空度は、０．０５〜１０Ｐａが好ましい。
一方、化学機械研磨（ＣＭＰ）を用いたウェットエッチングの場合には、非磁性基体１に対して強磁性体２のエッチングレートが小さい範囲において、強磁性体２のエッチングレートが大きいスラリー剤を選択するほど、曲率半径ｒを大きくすることができる。例えば、非磁性基体１がカーボン系材料で、強磁性体２がＦｅＣｏ合金の場合には、研磨時の研磨パッドの押し付け圧力を小さくすること、または、スラリーの砥粒を細かくすることで、カーボン系材料に対するＦｅＣｏ合金のエッチングレート比は大きくなり、強磁性体の角部の曲率半径ｒを大きくすることができる。

また、非磁性基体１がカーボン系材料で、強磁性体２がＦｅＣｏ合金の場合には、スラリーのｐＨを８より小さくすることで、カーボン系材料に対するＦｅＣｏ合金のエッチングレート比は大きくなり、曲率半径ｒを大きくすることができる。

いずれの方法であっても、非磁性基体１のエッチングレートが強磁性体２のエッチングレートより低い場合では、強磁性体２表面が非磁性基体１表面より下がる形状となり好ましくない。

次いで、非磁性基体１表面および強磁性体２の少なくとも一部を覆うように非磁性保護膜３を形成する（図３（５））。非磁性保護膜３において、非磁性保護膜３表面から強磁性体２頂部までの高さｈ₂は強磁性体２の曲率半径ｒよりも小さく、好ましくはｈ₂は０である。ｈ₂がｒよりも大きい場合には、耐久性が低下し、サーボ信号の一部欠落や信号強度の低い部分が発生しやすくなる。一方、ｈ₂がｈ₁よりも大きい場合、すなわち非磁性保護膜３表面が強磁性体２表面よりも高くなる場合には磁気転写工程の際に強磁性体２と磁気転写媒体との間にスペーシングが発生してしまうため好ましくない。

本願発明の非磁性保護膜３には、ポリイミド、ＳＯＧ、カーボン、Ａｌ、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｓｉ、ＳｉＯ₂およびそれらの化合物を用いてもよい。非磁性保護膜３として、硬度１ＧＰａ以下のＳＯＧやポリイミドを用いることは、磁気転写において微細なパーティクルを混入した場合でも、パーティクルが非磁性保護膜３中に捕捉され、マスター基板と磁気記録媒体との面間の密着性を阻害されないため、好適である。硬度が１ＧＰａより高い場合、微細なパーティクルの混入により、マスター基板と磁気記録媒体との面間の密着性を確保できず、磁気転写媒体のサーボ信号の信号強度が低下する部分が現れる。さらに、微細なパーティクルを混入させた状態で、マスター基板と磁気記録媒体との間に無理に圧力がかかった場合には、マスター基板と磁気記録媒体に傷がつき、さらにパーティクルが増加して余計に磁気転写媒体のサーボ信号の信号強度が低下する部分が現れてしまうことになる。

非磁性保護膜３の形成は、上記形状を形成しうるものであれば、当業者によく知られた方法を用いることができる。例えば、本発明の非磁性保護膜３の形成はスピンコート法により行なってもよい。スピンコート法により形成される非磁性保護膜３としては、ＳＯＧやポリイミドを用いることができる。

また、本願発明の非磁性保護膜３は、非磁性体により強磁性体２の全てを覆い、全体をライトエッチングすることで、強磁性体２を露出させ、形成してもよい。ライトエッチングは、酸素ガスを用いたＲＩＥや、ＩＢＥ、または、シクロヘキサノンなどの有機溶剤をスピンコートで塗布することでも行うことができる。

（磁気転写方法）
次に上記のようにして得られた磁気転写用マスター基板を用いた磁気転写の方法を図４（１）および図４（２）に示す。

磁気転写用マスター基板１０１、被転写媒体１０２、磁石１０３を準備する。
まず、図４（１）で示すように、被転写媒体表面に対し略垂直方向の第１の外部磁界を印加し、被転写媒体１０２を一方向に磁化する。

その後、図４（２）のように、転写用マスター基板１０１と前記被転写媒体１０２を密着させ、被転写媒体の記録面と略垂直な方向に、第１の磁界と逆向きの外部磁界１０５を印加する。転写用マスター基板１０１には強磁性体によるパターン１０４が設けられており、マスター基板１０１上に形成された強磁性体パターンのない部分では磁束が少ししか通らず、第１の磁界で磁化した向きが残る。強磁性体パターンのある部分では多量の磁束が通ることで第２の磁界１０５の向きに磁化される。結果として、マスター基板表面に形成された凹凸に対応した磁化パターンが転写される。外部磁界を印加する際には、図４（２）のように、磁石１０３がマスター基板１０１および被転写媒体１０２の上下に配置され、それぞれ同時に回転して転写してもよい。

以上のようにして磁化パターンが記録された磁気記録媒体は、トラックパターンが１００ｎｍより小さいマスター基板を用いて繰り返し転写されたものであっても、信号欠陥がなく、十分なサーボ信号強度を有することができる。

（実施例１）
＜マスター基板の作製＞
図１に示す構成を用い、本発明の磁気転写用マスター基板を作製した。

まず、外径Φ６５ｍｍ、内径Φ２０ｍｍ、厚さ０．６３５ｍｍのＳｉ基板を準備し、スパッタ法により、カーボン膜を８０ｎｍ成膜した。カーボン膜は、後の工程でパターン加工され、非磁性基体の一部となるものである。

次に、ＳＯＧレジストをスピンコート法により膜厚７０ｎｍで塗布した。ＳＯＧは、市販の東京応化工業製OCNL５０５を用いた。
その後、転写する情報に応じたパターンが形成されたＮｉスタンパを用いてインプリントを行い、ＳＯＧ表面に転写パターンに応じた凹凸パターンを形成した。パターンを形成するインプリントは、Ｎｉスタンパを基板のレジスト面に重ね合わせ、室温の状況で、１００ＭＰａの加圧を１分間行い、その後、スタンパを剥離して行った。ここで形成したパターンは、トラックピッチ６０ｎｍに対応するものである。

インプリントによりレジスト膜上に形成したパターンは残膜が存在しているため、インプリント工程後に、残膜除去工程を実施した。ＳＯＧの残膜は、２０〜４０ｎｍであった。残膜除去は、CF₄ガスを用いたＲＩＥで実施した。

ＳＯＧの残膜除去後、ＳＯＧに形成された凹凸パターンをマスクとして、カーボン膜をエッチングし、カーボン膜に凹凸パターンを形成した。カーボン膜のエッチングは、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥで実施した。加工深さは、膜厚と同じ８０ｎｍであった。

その後、マスクとして用いたＳＯＧを除去した。ＳＯＧ除去は、ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥで実施した。ここまでで、非磁性基体１への凹凸パターンが形成された。
次に、強磁性体２としてＦｅＣｏ（Ｃｏ 約３０％）をスパッタ法で、非磁性基体１の凹部を含めた部分の膜厚２００ｎｍ、凹み部以外の部分の膜厚が約１２０ｎｍとなるよう成膜した。

その後、ＲＩＥによりエッチングを行った。ＲＩＥは、ＲＦパワー１００Ｗ、基板バイアス２０Ｗ、Ａｒガスに対して、Ｏ₂ガスを１０％混合して、真空度０．１Ｐａの条件で２５２ｓｅｃ間、加工を行った。この条件で、あらかじめ別に測定したエッチングレートは、ＦｅＣｏ：０．５ｎｍ/ｓに対して、カーボン膜：１．０ｎｍ/ｓであった。

こうして作製したマスター基板の断面形状を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で確認したところ、非磁性基体１の凹部に埋め込まれた強磁性体２の厚さが６８ｎｍ、非磁性基体１の表面より突出した強磁性体２の高さｈ₁が６ｎｍ、突出した強磁性体２の基板に垂直に切断した際の断面における角部の曲率半径ｒが４ｎｍである構造となっていた。

次いで、非磁性基体１および強磁性体２の一部を覆うように、非磁性保護膜３を形成した。まず、ＳＯＧ（東京応化製OCNL５０５）を上記強磁性体パターンが形成された基板表面にスピンコート法により塗布し、非磁性保護膜３を形成した。非磁性保護膜３の膜厚は非磁性基体１の表面から８ｎｍであった。その後、ＣＦ₄ガスを用いたＲＩＥ処理でライトエッチングを行い、ＳＯＧ非磁性保護膜３を表面から２ｎｍ除去した。

こうして作製したマスター基板の断面形状を、ＴＥＭで確認したところ、非磁性基体１の凹部に埋め込まれた強磁性体２の厚さが６８ｎｍ、非磁性基体１の表面より突出した強磁性体２の高さｈ₁が６ｎｍ、突出した強磁性体２の基板に垂直に切断した際の断面における角部の曲率半径ｒが４ｎｍの構造であり、さらに、非磁性基体１の表面からの非磁性保護膜３の厚さは６ｎｍであり、強磁性体２の非磁性保護膜３より突出した部分の高さｈ₂は０であった。すなわち、強磁性体２の角部は非磁性保護膜３に覆われ、非磁性保護膜３と強磁性体２との上部表面が略平坦構造となっていた。

（実施例２）
＜各種の断面形状を有するサンプルの作製＞
実施例１におけるＲＩＥ条件のみを変更して、種々のマスター基板を作製した。本実施例では、ＲＩＥ条件をＲＩＥパワー１００〜２００Ｗ、基板バイアス１０〜５０Ｗ、Ａｒガス１００に対するＯ₂ガスの流量１０〜５０、真空度０．１〜１．５Ｐａ、加工時間１００〜４００ｓｅｃにすることで、非磁性基体の表面より突出した強磁性体材料の高さが１．０〜１６．０ｎｍ、突出した強磁性体の角部の曲率半径１．０〜１５．０ｎｍの各種のものができた。

その後、それぞれのサンプルに対し、実施例１と同等の作製方法により非磁性保護膜３を形成した。なお強磁性体２の高さｈ₁に応じて、ＳＯＧの希釈量およびスピンコートの回転数を調整し、ｈ₁に対して２ｎｍ厚くなるように、ＳＯＧの塗布を行った。結果を表１、表２に示す。表１では、ｈ₂が０となるようにＲＩＥを行った。また表２では、ＲＩＥの作業時間を調整して、ｈ₂を変更したサンプルを作製した。
（実施例３）
＜磁気転写試験＞
実施例１および２によって作製したマスター基板を使って、磁気記録媒体にサーボ情報の磁気転写を行った。さらに、マスター基板の磁気転写での繰返し耐久性を調べるために、被転写媒体を交換しながら、上記の磁気転写を繰り返し行った。なお、繰返しにおいては、１０００回ごとに、マスター基板の表面をテープワイピングすることで、表面のクリーニングを行った。
＜サーボ特性評価＞
上の方法で、磁気転写を行った磁気記録媒体について、繰り返し数１枚目、５万枚目、１０万枚目の磁気記録媒体についてサーボ特性の評価を行った。

サーボ特性の評価は、評価用ドライブを用いてドライブ試験を行った。サーボフォローイングの可否と、再生信号の出力の評価を行い、下記の評価基準で判定を行った。サーボ仕様としては、信号ＯＦＦ部分に対してＯＮ部分の信号出力として５倍以上が求められ、以下の基準で○を合格、△および×を不合格とした。

○：サーボフォローイングでき、信号ＯＦＦ部分に対してＯＮ部分の信号出力が５倍以上
△：サーボフォローイングでき、信号ＯＦＦ部分に対してＯＮ部分の信号出力が５倍未満
×：サーボフォローイング不能
結果を表１および表２に示す。

表１の結果から、サンプル１−１、１−３〜８、および１−１２〜１４のように、ｈ₁が２ｎｍ以上であり、また、ｒが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、さらに、非磁性基体１表面および強磁性体２の少なくとも一部が非磁性保護膜３により覆われ、ｈ₂が０であるものに関しては、磁気転写を１０万回繰り返しても良好なサーボ特性を保持する磁気転写媒体を得ることができた。

これに対し、サンプル１−１０および１−１１のように、ｈ₁が２ｎｍ未満のものでは、磁気転写１枚目のサーボ特性からサーボフォローイングはできるものの信号ＯＦＦ部分に対してＯＮ部分の信号出力が５倍未満であり、不合格であった。これらの被転写媒体のサーボ部分を磁気力顕微鏡（ＭＦＭ）で確認したところ、一つ一つの磁気パターンにおいて、一部に磁力の弱い部分があった。このことから、信号出力が５倍未満となったのは、強磁性体パターンの一部で被転写媒体への密着が低いものが発生し、十分な磁化が行われなかったためと考えられる。

また、サンプル１−１５および１−１６のように、ｒが１０ｎｍより大きいものでは、磁気転写１枚目のサーボ特性から信号ＯＦＦ部分に対してＯＮ部分の信号出力が５倍未満であり、不合格であった。これらの被転写媒体のサーボ部分をＭＦＭで確認したところ、一つ一つの磁気パターンのエッジが不明瞭になっていた。このことから、信号出力が５倍未満となったのは、強磁性体の角部の曲率が大きすぎるために、磁気パターンのエッジ部分の磁力が弱まってしまったためと考えられる。

また、サンプル１−８’および１−９’のように、ｈ₁が１５ｎｍより大きいもので、非磁性保護膜３のないものに関しては、磁気転写１枚目のサーボ特性は合格であったが、５万枚目および１０万枚目のサーボ特性において不合格であった。この被転写媒体のサーボ部分をＭＦＭで確認したところ、一つ一つの磁気パターンにおいて、一部に磁力の弱い部分があった。このことから、信号出力が５倍未満となったのは、繰り返し使用でマスター基板の強磁性体パターンの一部に欠陥が生じ、一部のパターンで被転写媒体への転写欠陥が発生したためと考えられる。

これらに対して、サンプル１−８および１−９のようにｈ₁が１５ｎｍより大きいものであっても、非磁性保護膜３を形成したものでは、１０万枚目のサーボ特性においても合格であった。非磁性保護膜３によって、強磁性体パターンの欠陥が抑えられたためと考えられる。

また、サンプル１−２’、１−３’および１−４’のように、ｒが２ｎｍより小さいもので非磁性保護膜３がない場合には、磁気転写１枚目のサーボ特性に対して、５万枚目および１０万枚目のサーボ特性において低下がみられ、不合格となった。これらの被転写媒体のサーボ部分をＭＦＭで確認したところ、一つ一つの磁気パターンにおいて、一部に磁力の弱い部分があった。このことから、信号出力が５倍未満となったのは、繰り返し使用でマスター基板の強磁性パターンの一部に欠陥が生じ、一部のパターンで被転写媒体への転写欠陥が発生したためと考えられる。

これらに対して、サンプル１−３および１−４のように、ｒが２ｎｍより小さいものであっても非磁性保護膜３を形成したものでは、１０万枚目のサーボ特性においても合格であった。非磁性保護膜３によって、強磁性体パターンの欠陥が抑えられたためと考えられる。

しかしながら、サンプル１−２では、１０万枚目のサーボ特性において不合格であった。
非磁性保護膜３を有するサンプルであって、不合格となったサンプル１−２の１０万枚目磁気転写の被転写媒体のサーボ部分をＭＦＭで確認したところ、一つ一つの磁気パターンにおいて、一部に磁力の弱い部分があった。さらに、原子間力顕微鏡（AFM）でサンプル１−２の表面を観察したところ、埋め込まれていた強磁性体パターンの一部に欠損が観察された。このことから、ｒが１ｎｍより小さいものでは、繰り返し使用によりマスター基板の強磁性体パターンの一部に欠陥が生じたと考えられる。

表２では、上記サンプル１−８および１−４において、ｈ₂を変化させた場合の結果を示す。

ｒが６．０ｎｍであるサンプル１−８に対して、ｈ₂をそれぞれ３．０ｎｍおよび５．０ｎｍとしたサンプル１−８−１および１−８−２では、１０万枚目のサーボ特性においても、合格となった。しかしながら、さらに高くしたサンプル１−８−３（ｈ₂＝８．０ｎｍ）および１−８−４（ｈ₂＝１２．０ｎｍ）では、繰り返し使用でサーボ特性において低下があり、５万枚目および１０万枚目のサーボ特性は不合格となった。

また、同様にｒ＝１．５ｎｍであるサンプル１−４に対して、ｈ₂を１．０ｎｍとしたサンプル１−４−１では、１０万枚目のサーボ特性においても、合格となった。しかしながら、さらに高くしたサンプル１−４−２（ｈ₂＝２．０ｎｍ）および１−４−３（ｈ₂＝３．０ｎｍ）では、繰り返し使用でサーボ特性において低下があり、５万枚目および１０万枚目のサーボ特性は不合格となった。

これらの不合格となった被転写媒体のサーボ部分をＭＦＭで確認したところ、一部に磁力の弱い部分が確認された。このことから、ｈ₂がｒよりも大きいこれらのサンプルでは、繰り返し使用でのマスター基板の強磁性体パターンの欠陥が生じたものと考えられる。
（実施例４）
次に、トラックピッチが耐久性に与える影響を示す。

実施例１〜３と同等の作製方法および測定・評価条件で、トラックピッチ４５、１００、１２５、２００のサンプルをそれぞれ作製し、評価した。結果を表３に示す。また、比較として実施例１〜３におけるサンプル１−２、１−１１、および１−１５も示す。

表３の結果、トラックピッチが１２５ｎｍ以上の場合には、いずれも１０万枚目のサーボ特性まで合格であったが、トラックピッチが１００ｎｍ以下の場合には、強磁性体２および非磁性保護膜３に関し、基板に垂直に切断した際の断面において、ｒが１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、ｈ₁が２ｎｍ以上であって、ｈ₂がｒより小さいものでなければ、サーボ特性が不合格になった。

サンプル２−３および２−４のように、トラックピッチが１２５ｎｍより大きい場合には、埋め込まれている強磁性体の体積が大きいため、ｒが１ｎｍより小さくても、繰り返し使用における強磁性体の剥離などの欠陥が生じにくく、耐久性が高くなり、１０万枚目のサーボ特性でも合格したと考えられる。また、サンプル２−７、２−８、２−１１、および２−１２のように、ｒが１０ｎｍより大きくても、または、ｈ₁が２ｎｍより小さくても、トラックピッチが１２５ｎｍより大きい場合には埋め込まれている磁性体の体積が大きいため、転写媒体の磁化を反転させるだけの磁化量を十分に得ることができたと考えられる。
（実施例５）
さらに、実施例１のサンプル１−８における非磁性保護膜３が表４に示す材料であるマスター基板を作製して、非磁性保護膜３の材質の違いによる影響を検討した。

サンプル３−１の非磁性保護膜３の形成は、ポリイミドコーティング剤（東レ株式会社製セミコファイン）を適当な濃度に希釈し、スピンコートにより非磁性基体１表面から１８ｎｍの厚さになるように塗布を行った。その後、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥをｈ₂が３ｎｍとなるまで行った。

サンプル３−２の作製は、実施例１と同様に行った。
サンプル３−３の作製は、実施例１におけるＳＯＧ塗布剤に日立化成HSＧ-２２５を用いる以外は同様に行った。

サンプル３−４および３−５では、アルミニウムターゲットを用いたスパッタ法により、非磁性基体１表面から１８ｎｍの厚さになるように成膜を行った。スパッタの際に３−４は純Ａｒガスで行ったが、３−５は１%Ｏ₂を含むＡｒガスを用いてスパッタを行った。その後、イオンビームエッチング（ＩＢＥ）をｈ₂が３ｎｍとなるまで行った。

サンプル３−６および３−７では、ＳｉターゲットおよびＳｉＯ₂ターゲットをそれぞれ用いたスパッタ法により、非磁性基体１表面から１８ｎｍの厚さになるように成膜を行った。スパッタの際には、純Ａｒガスで行った。その後、ＣＦ₄ガスによるＲＩＥをｈ₂が３ｎｍとなるまで行った。

サンプル３−８では、カーボンターゲットを用いたスパッタ法により、非磁性基体１表面から１８ｎｍの厚さになるように成膜を行った。スパッタの際には、純Ａｒガスで行った。その後、Ｏ₂ガスを用いたＲＩＥをｈ₂が３ｎｍとなるまで行った。

また、各種材料の硬度を、薄膜硬度測定装置（ナノインデンター：Agilent Technologies製 型番Nano Indenter G200）を用いて測定した。薄膜硬度は、上記と同様の方法で作製した２００ｎｍの膜厚のサンプルを準備し、ナノインデンターによる押し込み量と押し込み力から測定した。

上記のとおり作製したマスター基板を用いて、磁気転写およびサーボ特性の評価を、実施例１と同様に行った。ただし、磁気転写の繰返しにおいては、１０００回ごとにマスター基板をテープワイピングで表面のクリーニングを行ったものと、１０万枚目までマスター基板のクリーニングを全く行わないものの２種類を行った。

結果を表４に示す。

表４の結果、非磁性保護膜３にいずれの材料を用いた場合でも、クリーニングありの場合では、１０万枚目のサーボ特性が十分なものであった。さらに、非磁性保護膜が硬度１ＧＰａ以下である場合には、マスター基板をテープワイピングでクリーニングしなくても、１０万枚目のサーボ特性に合格することができた。これは、非磁性保護膜材料として硬度１ＧＰａ以下のものを使用した場合には、磁気転写において微細なパーティクルがマスター基板と磁気転写媒体との間に混入しても、当該パーティクルが当該非磁性保護膜中に補足されることでマスター基板と磁気記録媒体との面間の密着性に影響を与えなかったためと考えられる。

１ 非磁性基体
２ 強磁性体
３ 非磁性保護膜
４ レジスト膜
１０１ マスター基板
１０２ 被転写媒体
１０３ 磁石
１０４ 強磁性体によるパターン
１０５ 外部磁界

Claims (4)

1. 磁気記録媒体に情報信号を転写するための信号配列に対応した強磁性体のパターンを有する磁気転写用マスター基板であって、
   表面に信号配列に対応した凹部を有する非磁性基体と、
   前記凹部内に埋め込まれ、前記非磁性基体の表面より一部が突出している強磁性体と、
   前記非磁性基体表面および前記強磁性体の少なくとも一部を覆う非磁性保護膜と
   を含み、
   前記強磁性体の非磁性基体表面より突出した部分の基板に垂直に切断した際の断面における角部における曲率半径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、
   前記強磁性体の非磁性基体表面より突出した部分の高さが２ｎｍ以上であり、
   前記非磁性保護膜表面から前記強磁性体頂部までの高さが前記曲率半径よりも小さいことを特徴とする磁気転写用マスター基板。
2. 磁気記録媒体に情報信号を転写するための信号配列に対応した強磁性体のパターンを有する磁気転写用マスター基板の製造方法であって、
   （１）非磁性基体を提供する工程、
   （２）前記非磁性基体表面に前記信号配列に対応した凹部を形成する工程、
   （３）前記凹部および前記非磁性基体の凹部を形成した面に強磁性体を積層する工程、
   （４）前記非磁性基体および前記強磁性体をエッチング加工して、前記強磁性体パターンを形成する工程であって、
   前記強磁性体のエッチングレートを前記非磁性基体のエッチングレートより小さくして前記強磁性体を前記非磁性基体表面より２ｎｍ以上の高さで突出させ、
   前記強磁性体の前記非磁性基体表面より突出した部分の基板に垂直に切断した際の断面における角部の曲率半径が１ｎｍ以上１０ｎｍ以下とする工程、および
   （５）前記非磁性基体表面および前記強磁性体の少なくとも一部を非磁性保護膜で覆う工程であって、前記非磁性保護膜表面から前記強磁性体頂部までの高さが前記曲率半径よりも小さくする工程
   を含むことを特徴とする磁気転写用マスター基板の製造方法。
3. 非磁性保護膜が硬度１ＧＰａ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の磁気転写用マスター基板。
4. 請求項１に記載のマスター基板と、磁気記録媒体とを重ね合わせて両者を密着させる工程と、
   密着させた状態で、マスター基板と磁気記録媒体からなる積層体に磁界を印加して、マスター基板の信号配列に対応した強磁性体のパターンに対応する磁化パターンを磁気記録媒体に記録する工程と、
   マスター基板と磁気記録媒体とを剥離させる工程と、
   を含むことを特徴とする磁気転写方法。