JP3228109B2 - 磁気ディスクの表面処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大型コンピュータ
からパーソナルコンピュータまでの広い範囲で用いられ
る高密度磁気ディスク装置に搭載するのに好適な磁気デ
ィスクの表面処理方法及び表面処理装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュター等に用いられる磁気
記憶装置の小型化、大容量化に伴い、高記録密度、高信
頼性を有する磁気記録媒体が要求されている。一般に記
録密度を向上させるためには磁気記録膜と磁気ヘッドス
ライダに設けられた磁気ヘッドとの距離をできるだけ小
さくする必要がある。このために、磁気ヘッドの磁気デ
ィスクからの浮上量をできるだけ小さくしつつ、ＣＳＳ
（コンタクト、スタート、ストップ）時における磁気ヘ
ッドと磁気ディスクの吸着を防ぎ、摺動時にクラッシュ
を起こさないための耐摺動強度及び磁気ヘッドの浮上安
定性が必要となる。その解決策の一例として、磁気ディ
スクの表面に微細な凹凸を形成することにより、耐摺動
強度及び磁気ヘッドスライダの浮上特性を向上させるこ
とが知られている。例えば特開平3-25922では凸部を一
定の形状にし、凸部をある規則に従い配置してヘッドの
浮上特性及び耐摺動強度を向上させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平3-25922号公報
によると、磁気ディスクの表面上の凸部の高さが不均一
であると、記録再生時の磁気ヘッドの浮上安定性に影響
し、浮上量が変動することにより記録再生の精度が低下
することが示されている。その結果、最悪の場合は読み
出し若しくは書き込みエラーを生じる可能性がある。磁
気ヘッドの浮上特性を向上させる為には、凸部は表面平
坦であり、全ての凸部がほぼ一定の高さに保たれている
ことが望ましいとされている。

【０００４】しかし、記録密度の向上のためには磁気ヘ
ッド浮上量をさらに低下させる必要があり、上記従来技
術では磁気ヘッドの浮上量が従来よりも低浮上した場合
の浮上特性についての検討が十分になされていない。本
検討は実際に低浮上領域において凸部の高さの分布幅と
浮上特性についての関係を詳細に検討した。

【０００５】本発明の目的は、上記問題点を解決すべく
なされたものであり、磁気ヘッドの低浮上化に対して、
記録再生時に磁気ヘッドの浮上安定性を確保できる磁気
ディスクの表面処理方法と装置を提供することにある。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【課題を解決するための手段】本出願は磁気ヘッドの低
浮上化に対して、磁気ディスク表面の凸部の高さの分布
の度合いと磁気ヘッドの浮上特性についての関係を詳細
に検討した。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】上記目的を解決するために本発明の磁気デ
ィスクの表面処理方法及び装置は、磁気ディスクを基板
内径より大きな径を有する第１の電極で固定し、前記第
１の電極上を電気的に接地したシールドで覆い、前記磁
気ディスク表面にプラズマを発生させる第２の電極を前
記磁気ディスクの表面に平行に設け、前記磁気ディスク
の外縁より所定距離離した位置に前記磁気ディスク表面
に発生するプラズマを制御するプラズマ制御部材を設
け、前記第１と第２の電極間に電力を与えて前記磁気デ
ィスク表面をプラズマエッチングすることを特徴とす
る。

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】まず凸部の高さの測定内容について述べ
る。

【００３３】凸部の高さの測定は、接触式の面粗さ計を
用いて測定を行い、測定ポイントはディスク面内の浮上
保証領域で任意に0度位置を設定し、90、180、270度の
円周方向４カ所でそれぞれ半径方向に5mmピッチで測定
を行った。（図４参照） 接触式の面粗さ計の測定条件は、半径２ミクロンの触針
を用い触圧0.2mNで行った。

【００３４】測定方法は同一箇所を３回測定し、その平
均値を凸部の高さとして用いる。

【００３５】一回の測定範囲は0.8mmで、その範囲で算
出した２番目のRpの高さを凸部の高さとする。

【００３６】凸部の高さのばらつきの±15％は以下に示
す定義で規定する ｛（最大値―平均値）｝／平均値×100≦15％ ｛（平均値―最小値）｝／平均値×100≦15％ また、凸部の径が微細化し、触針式の面粗さ計にて測定
が不可能な場合は、原子間力顕微鏡（AFM）を用いて測
定を行えばよい。

【００３７】図５に浮上量を変化させたときのグライド
特性の結果を示す。グライド特性の評価方法はピエゾと
AEセンサーを搭載したグライドハイトチェック用の薄膜
ヘッド（2.0mm×1.6mmの2レールスライダー）を任意の
浮上量で回転している磁気ディスク表面を走査させ磁気
ディスク表面の突起を検出する方法で行った。 グライ
ドテストの判定基準としては、浮上保証領域で突起検出
のカウント数が０個を合格とし、各条件で50枚のサンプ
ルを用いてグライドテストの合格率を求めた。ここで浮
上保証領域とは、磁気ヘッドスライダの浮上を保証する
磁気ディスク上の領域のことで、少なくとも磁気ディス
ク上を浮上する磁気ヘッドスライダが移動を行う磁気デ
ィスクの表面領域であり、設計によって磁気ディスクに
設定される領域のことである。

【００３８】この結果より、ヘッド浮上量が80nmでは凸
部の高さ分布が大きい場合（分布幅±40％）でもグライ
ドテスト合格率は85％以上であった。ヘッド浮上量を低
下させてヘッド浮上量が50nmになると凸部の高さ分布の
幅が大きくなるとグライドテスト合格率は低下し、凸部
の高さ分布幅が±10％で合格率90％、凸部の高さ分布幅
が±20％で合格率は75％と減少した。さらにヘッド浮上
量を低下させ、ヘッド浮上量が20nmになると凸部の高さ
分布幅が±10％付近でグライドテスト合格率は急激な挙
動を示し、凸部の高さ分布幅が±10％より大きくなり±
20％付近になるとグライドテスト合格率は60％以下に低
下しており凸部の高さ分布幅が±15％付近で特にグライ
ドテスト合格率が低下する境界がある。

【００３９】また、本検討では浮上保証領域でグライド
テストを行ったが、記録再生領域でグライドテストを行
った場合でも同様の傾向を示した。

【００４０】以上の結果より、浮上50nm以下になると殆
ど磁気ディスクと磁気ヘッドが接触しながら動作してお
り、凸部の高さのばらつきにより磁気ヘッドの浮上性が
若干変化した場合でも磁気ディスクと磁気ヘッドは接触
し突起として検出されることがわかった。つまり、低浮
上領域において、磁気ヘッドの浮上安定性を確保するた
めには浮上保証領域において磁気ディスク表面の凸部の
高さ分布をできるだけ小さくする必要がある。

【００４１】上述した内容より、低浮上領域では磁気デ
ィスク表面の凸部の高さのバラツキはヘッドの浮上性に
大きな影響を与え、ヘッド浮上量が低下した場合、グラ
イドテスト合格率は磁気ディスク面上の凸部の高さ分布
のバラツキが小さい程高くなり、特に浮上量50nm以下で
は凸部の高さ分布が±15％以内、好ましくは±10％以内
で良好な結果を示すことを見いだした。

【００４２】以上の結果より、磁気ディスク面上の凸部
の高さ分布を±15％以内、好ましくは±10％以内にする
ことにより、低浮上領域において浮上特性に優れた磁気
ディスクを提供することができる。

【００４３】一方、磁気ディスク面上の凸部の高さ分布
幅が小さくなると、特に低浮上領域のＣＳＳ試験におい
てクラシュが発生し易いことがわかった。これは、凸部
の高さが全て均一の場合は、摺動初期にヘッド表面とデ
ィスク表面がなじむ前の初期摩耗の量が多く、その結果
ＣＳＳ試験においてクラッシュが発生する。

【００４４】耐摺動特性に関しては凸部の高さはバラツ
キがあるほうが好ましく、そのバラツキの範囲は、使用
するヘッドのスライダー面の面粗さ、材質などに影響さ
れる。

【００４５】更に、磁気ディスク面上の凸部の高さ分布
幅が小さくなると、特に低浮上領域のシーク試験におい
て、磁気ヘッドと磁気ディスクの粘着現象が発生し易い
ことがわかった。

【００４６】シーク試験は回転している磁気ディスクの
記録再生領域の表面を、任意の浮上量に設定した磁気ヘ
ッドを走査させて行った。図１３に凸部の高さ分布幅と
シーク試験後の凸部の摩耗量の関係を示す。凸部の摩耗
量の測定方法は図１４に示すように、シーク試験前の凸
部の高さからシーク試験後の凸部の高さを引いた値であ
る。シーク試験は回転している磁気ディスクの記録再生
領域の表面を、ヘッド浮上量を30nmに設定した磁気ヘッ
ドを120時間走査させて行った。

【００４７】図１３より低浮上領域においては磁気ディ
スク面上の凸部の高さ分布幅が小さいと、シーク試験を
行うと凸部の摩耗量が増加し、特に凸部の高さの分布幅
が±1％未満の領域では凸部が摩耗量は急激な増加を示
す。

【００４８】凸部の高さが均一であると、凸部の表面に
付着している潤滑剤全てが、シーク試験の初期に磁気ヘ
ッドスライダとの接触により排除され、凸部の摩耗速度
が速くなる。一方、凸部の高さの分布幅が大きくなる
と、シーク試験の初期の状態では磁気ヘッドと接触しな
い凸部が存在し、この凸部に付着している潤滑剤は排除
されず、凸部の摩耗速度も遅くなる。

【００４９】以上の結果より、凸部の高さの分布幅が±
1％以上にすることにより、低浮上領域のシーク試験に
おいての凸部の摩耗量は低下できる。

【００５０】しかし、先述しているように浮上特性の観
点では凸部の高さバラツキは小さいほど好い。

【００５１】従って、浮上特性、摺動特性の両方を満た
すためには、磁気ディスク面上の凸部の高さ分布が±1
％以上15％以内、さらには±1％以上10％以内にするこ
とが好ましい。

【００５２】以上の結果より、低浮上領域においては磁
気ディスク面上の凸部の高さ分布が±1％以上15％以内
が好ましい。

【００５３】磁気ディスク表面の凸部は、例えば保護膜
表面に凸部を作製する方法などがある。

【００５４】磁気ディスクの作製方法としては、例えば
以下に示す方法が考えられる。

【００５５】まず、非磁性基板（アルミ合金に硬質の下
地膜を形成、ガラス、セラミックス、カーボン等）上に
磁性膜を形成する。但し、この両者の間には、密着性や
磁気特性向上のために中間層が形成される場合もある。
次に、磁性膜上に保護膜を形成し、保護膜上に固体粒子
を付着させる。この固体粒子をマスク材として前記保護
膜の膜厚の範囲内でプラズマエッチングを行い、その後
固体粒子を除去して保護膜上に凹凸を作製する。その上
に潤滑剤を塗布して磁気ディスクを作製する。以下に保
護膜をプラズマエッチングして凹凸を作製する際に用い
る両面同時基板表面処理装置のエッチング電極について
検討した結果を述べる。尚、保護膜をプラズマエッチン
グして凹凸を作製する場合、エッチング量分布が凸部の
高さ分布となる 先ず、基板の内周部を電極でクランプしその周りをアー
スシールドで囲んだエッチング電極（図６）を用いてエ
ッチング実験を行った。その結果、面内でのエッチング
量分布に大きなバラツキが生じた。

【００５６】そこでまず内周のエッチング量分布を均一
にする為にプラズマを基板内周部まで発生させるように
する為、図７に示すように基板の内周をクランプしてい
る内周電極の周りのアースシールドの径をできるだけ小
さくした。その結果、内周のエッチング量分布は均一化
した。しかし、アースシールドの径を小さくすると、当
然内周電極上にもプラズマが生じ、電極材がスパッタさ
れ、このスパッタされた電極材がコンタミネーションと
して基板内周部に残存するという問題点が生じた。アー
スシールドの径を小さくすることはエッチング量分布を
均一にするためには必要であり、この解決策として発明
者は電気的に絶縁性で耐エッチング性に優れた材料を内
周電極の表面に被覆することにより問題解決を行った。
以下、上記に述べた検討内容を示す。

【００５７】本検討では絶縁性で耐エッチング性に優れ
た材質の一例として内周電極の表面にアルミナを溶射に
より被覆した。（以下、アルミナ溶射と略する） （１）エッチングのプロセスガスとして酸素を用いた場
合：従来電極（内周電極の径：22mm、アースシールドの
径：22mm）を用いて2.5インチ基板上の保護膜にエッチ
ングを行ったときのエッチング量分布、アースシールド
の径を小さくしアルミナ溶射を行った内周電極（内周電
極の径：22mm、アースシールドの径：11mm）を用いて2.
5インチ基板上の保護膜をエッチングしたときのエッチ
ング量分布を図９-ａに示す。このときのエッチング条
件は以下の通りである。

【００５８】（電源：高周波電源13.56MHz、投入電力：
50ｗ、ガス圧0.1Torr、エッチング時間：8s） 図９-ａによると、内周電極の周りのアースシールドの
径を小さくすることにより、内周部のエッチング量分布
は改善されている。更に、エッチング後の基板の内周部
を全反射蛍光Ｘ線で表面を分析したところ、内周電極の
電極材のコンタミネーションのピークは認められなかっ
た。

【００５９】尚、酸素エッチングにおいては、酸素ラジ
カルによる化学反応によりエッチングを行うため必ずし
も内周電極の表面に絶縁物を被覆しなくても良い。

【００６０】（２）エッチングのプロセスガスとしてア
ルゴンを用いた場合：従来電極（内周電極の径：22mm、
アースシールドの径：11mm）を用いて2.5インチ基板上
の保護膜にエッチングを行ったときのエッチング量分
布、アースシールドを小さくしてアルミナ溶射を行った
内周電極（内周電極の径：22mm、アースシールドの径：
11mm）を用いた場合のエッチング量分布を図９-ｂに示
す。このときのエッチング条件は以下の通りである。
（電源：高周波電源13.56MHz、投入電力：100ｗ、ガス
圧0.3Torr） 図９-ｂによると、内周電極の周りのアースシールドの
径を小さくすることにより、内周部のエッチング量分布
は改善されている。更に、エッチングを行った基板上の
保護膜の内周部表面を全反射蛍光Ｘ線で表面を分析した
ところ、内周電極の電極材のコンタミネーションのピー
クは認められなかった。

【００６１】（１）、（２）より基板上の保護膜内周部
のエッチング量分布を均一にするためには、内周電極の
周りのアースシールドの径をできるだけ小さくして、プ
ラズマを内周部まで発生させることが重要であり、アー
スシールドの径は内周電極の径の90％以下が好ましく、
さらに好ましくは70％以下である。ただし、アースシー
ルドの径を内周電極の径よりも小さくするためには、内
周電極表面に絶縁性で耐エッチング性に優れた材料を被
覆し、磁気ディスク表面にコンタミネーションを堆積さ
せない必要がある。

【００６２】以上の結果より、内周電極の周りのアース
シールドの径をできるだけ小さくし、絶縁性で耐エッチ
ング性に優れた材料を被覆した内周電極を用いることに
より基板上の保護膜内周部のエッチング量を均一にする
ことができる。次に基板上の保護膜中周から外周にかけ
てエッチング量を均一するための手段について述べる。
本発明では基板に対して基板外径よりも大きな内径を有
し、基板外端より一定の距離を設けた円板又は円筒状の
外周リングを用いることによりプラズマの発生領域を制
御しエッチング量の均一化を行った。（図１０参照）以
下、上記に述べた検討内容を示す。

【００６３】アルミナ溶射を行った内周電極（径：22m
m）と径を小さくしたアースシールド（径：11mm）を有
するエッチング電極を用いて2.5インチ基板上の保護膜
にエッチングを行ったときのエッチング量分布（ａ）及
びアルミナ溶射を行った内周電極（径：22mm）、径を小
さくしたアースシールド（径：11mm）及び外周リング
（内径79mm,A=7mm,B=6mm:A,Bは図3参照）を用いたエッ
チング電極を用いて、2.5インチ基板上の保護膜をエッ
チングしたときのエッチング量分布（ｂ）を図１１に示
す。この場合のエッチング条件は以下の通りである。
（プロセスガス：酸素、電源：13.56MHzの高周波電源、
投入電力60Ｗ、ガス圧0.1Torr、エッチング時間：10
秒） 図１１によると、エッチング電極に外周リングを設ける
ことにより、基板上の保護膜の中周から外周にかけての
エッチング量分布が改善されていることがわかる。これ
は、基板外周に電界集中することによりプラズマが基板
外周に集中し基板外周部のエッチング量が内周部に比べ
て多くなる。そこで、基板外周部の電界集中を避ける
為、プラズマシースに外周リングを近ずけることによ
り、プラズマの発生領域が制御でき基板上に均一なプラ
ズマが発生するためである。又、プラズマシースはガス
圧、ガス種によりシース厚等が変化するため外周リング
の形状及び配置位置については、プラズマエッチングを
行う際に使用するガス種及びガス圧によって適正化を行
うことが望ましい。外周リングの内径は、エッチングを
行う基板の外径より大きく基板の外径の２倍以下が好ま
しく、更に好ましくは基板の外径の1.5倍以下である。

【００６４】以上の結果より、内周電極の周りのアース
シールドの径をできるだけ小さくし、絶縁性で耐エッチ
ング性に優れた材料を被覆した内周電極、及び基板外径
よりも大きな内径を有し、基板外端より一定の距離を設
けた円板又は円筒状の外周リングを用いることにより基
板上の保護膜面内のエッチング量を均一にすることがで
きる。

【００６５】上記本発明のエッチング電極の構造を有す
る基板表面処理装置を用いて、上記に述べた磁気ディス
クの作製方法に従い磁気ディスクを作製した。この方法
により保護膜面上の凸部の高さ分布が±10％以内の磁気
ディスクを作製した。

【００６６】この磁気ディスクは、磁気ディスク面内で
凸部の高さ分布が小さく、低浮上領域において磁気ヘッ
ドがディスク面内を走査した場合の浮上安定性は優れて
おり、浮上特性の検討を行ったところ低浮上領域におい
てグライドテスト合格率は良好な値を示した。以上の結
果より、本発明のエッチング電極を有した基板表面処理
装置を用いることにより、低浮上領域において浮上特性
に優れた磁気ディスクを作製することができる。

【００６７】本発明によれば、磁気ディスクの両面及び
浮上保証領域において保護膜面上の凸部の高さ分布を±
15％以内にすることにより、低浮上領域においてもヘッ
ドとディスク表面との接触が防止でき、ヘッドの浮上安
定性が確保できる磁気ディスクを提供することができ
る。

【００６８】本発明によれば、磁気ディスク上の保護膜
面上の凸部の高さ分布を制御することのできる両面同時
基板表面処理装置を提供することができる。さらに本発
明によれば、この両面同時基板表面処理装置を用いて保
護膜面上の凸部の高さ分布が±15％以内の磁気ディスク
を作製することができる。

【００６９】本例は、保護膜上に凸部を作製した磁気デ
ィスクについて示したが、基板上及び磁性膜上に凸部を
作製した磁気ディスクを用いても良い。

【００７０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
用いて説明する。なお、この項の末尾には参考データと
しての比較例を示した。本実施例は保護膜面上の凸部の
高さ分布が±15％以内で浮上特性及び摺動特性に優れた
磁気ディスクを示している。

【００７１】〔実施例１〕この例は、基板上の保護膜上
に凹凸を形成した磁気ディスクで、保護膜にエッチング
を行って凹凸を作製したものである。図１は本発明の実
施例となる磁気ディスクの断面図である。同図におい
て、１はアルミ合金基板、２は基板１上に無電解メッキ
によって形成されたNi-P合金膜、３はスパッタリング法
により形成したＣr下地膜、４はスパッタリング法によ
って形成したCo-Cr系磁性膜、５はカーボン系保護膜、
６は潤滑膜である。

【００７２】先ず、2.5インチアルミ基板にNi-P合金膜
２を形成したディスク基板を試料とし、Ni-P合金膜２の
表面に平均粗さRa2nmのテクスチャー加工を施し、下地
膜３としてCr膜を50nm、磁性膜４としてCo-Cr-Pt 磁性
合金膜を30nm、保護膜５として、アルゴンと水素の混合
ガス（水素混合比10％）を用い反応性スパッタリング法
により非晶質炭素膜５を30nm積層した。

【００７３】次に、この非晶質炭素膜５の表面に固体粒
子を付着させて、これをマスク材とする。この基板に酸
素又はアルゴンをプロセスガスとして用いて非晶質炭素
膜５の膜厚の範囲内でプラズマ処理を施し、その後固体
粒子を除去して非晶質炭素膜５の表面に凹凸を作製す
る。

【００７４】以下、エッチングプロセスの一例について
詳細に述べる。本発明のエッチング電極（アルミナ溶射
を行った内周電極の径：22mm,アースシールドの径：11m
m,外周リングの内径：79mm,A=7mm,B=6mm）を有する両面
同時基板表面処理装置を用いてプラズマエッチングを行
った。真空ポンプによりプロセスチャンバー内を１×10
-3Torrまで排気した後、酸素ガスを導入しガス圧を0.1T
orrに調整する。そして13.56MHzの高周波電源により60
Ｗを投入し、チャンバー内にプラズマを発生させ10秒間
エッチングを行う。次にアルゴンガスを導入し、ガス圧
を0.3Torrに調整する。そし13.56MHzの高周波電源によ
り100wを投入し、チャンバー内にプラズマを発生させ10
秒間エッチングを行う。

【００７５】こうして得られた円板の表面に潤滑膜とし
て、パーフルオロポリエーテル系の潤滑剤を20オングス
トローム塗布して磁気ディスクを作製した。

【００７６】この磁気ディスクについて両面かつ浮上保
証領域において保護膜面上の凸部の高さを接触式の面粗
さ計を用いて測定した。測定結果は平均値17nm,最小値1
6.5nm,最大値17.5nmで凸部の高さ分布は±2.9％であっ
た。

【００７７】この磁気ディスクについて、グライド特性
の評価を行った。

【００７８】その結果、グライドテストの合格率は浮上
量60nmで96％、浮上量40nmで94％、浮上量20nmで92％で
良好な浮上特性を示した。又、この磁気ディスクについ
て、薄膜ヘッドを用いてＣＳＳ試験を行ったところ、50
k回以上になっても摩擦係数は変化せずディスクのクラ
ッシュは起こらなかった。又、ＣＳＳ30k回後、装置を
停止させた状態で48時間保持させ、装置を動作させたと
ころヘッド・ディスク間の吸着は起こらず良好な特性を
示した。

【００７９】〔実施例２〕この例は、保護膜表面に凹凸
を作製するときに用いる両面同時基板表面処理装置のエ
ッチング電極の構造（アースシールドの径）のみを変化
させたもので、その他は実施例１と同様な方法で磁気デ
ィスクを作製した。本実施例で用いた両面同時基板表面
処理装置のエッチング電極の構造は、アルミナ溶射を行
った内周電極（径：22mm）,アースシールド（径：13m
m）,外周リング（内径：79mm,A=7mm,B=6mm）であった。

【００８０】この磁気ディスクについて両面かつ浮上保
証領域において凸部の高さを接触式の面粗さ計を用いて
測定した。測定結果は平均値17nm,最小値16nm,最大値18
nmで凸部の高さ分布は±5.8％であった。

【００８１】この磁気ディスクについて、実施例１と同
様な方法でグライド特性の評価を行った。その結果、グ
ライドテストの合格率は浮上量60nmで92％、浮上量40nm
で90％、浮上量20nmで88％で良好な浮上特性を示した。
又、この磁気ディスクについて、薄膜ヘッドを用いてＣ
ＳＳ試験を行ったところ、50k回以上になっても摩擦係
数は変化せずディスクのクラッシュは起こらなかった。
又、ＣＳＳ30k回後、装置を停止させた状態で48時間保
持させ、装置を動作させたところヘッド・ディスク間の
吸着は起こらず良好な特性を示した。

【００８２】〔実施例３〕この例は、保護膜表面に凹凸
を作製するエッチングプロセスにおいてエッチング条件
（ガス圧）のみを変化させたもので、その他は実施例１
と同様な方法で磁気ディスクを作製した。以下、エッチ
ングプロセスについて述べる。真空ポンプによりプロセ
スチャンバー内を１×10-3Torrまで排気した後、酸素ガ
スを導入しガス圧を0.30Torrに調整する。そして13.56M
Hzの高周波電源により60Ｗを投入し、チャンバー内にプ
ラズマを発生させ10秒間エッチングを行う。さらに、ア
ルゴンガスを導入し、ガス圧を0.3Torrに調整する。そ
し13.56MHzの高周波電源により100wを投入し、チャンバ
ー内にプラズマを発生させ10秒間エッチングを行う。

【００８３】この磁気ディスクについて両面かつ浮上保
証領域において凸部の高さを接触式の面粗さ計を用いて
測定した。測定結果は平均値17nm,最小値15.4nm,最大値
18.4nmで凸部の高さ分布は±9.4％であった。

【００８４】この磁気ディスクについて、実施例１と同
様な方式でグライド特性の評価を行った。その結果、グ
ライドテストの合格率は浮上量60nmで86％、浮上量40nm
で84％、浮上量20nmで82％で良好な浮上特性を示した。

【００８５】〔実施例４〕この例は、保護膜表面に凹凸
を作製するエッチングプロセスにおいてエッチング条件
（ガス圧）のみを変化させたもので、その他は実施例１
と同様な方法で磁気ディスクを作製した。以下、エッチ
ングプロセスについて述べる。真空ポンプによりプロセ
スチャンバー内を１×10-3Torrまで排気した後、酸素ガ
スを導入しガス圧を0.35Torrに調整する。そして13.56M
Hzの高周波電源により60Ｗを投入し、チャンバー内にプ
ラズマを発生させ10秒間エッチングを行う。さらに、ア
ルゴンガスを導入し、ガス圧を0.3Torrに調整する。そ
し13.56MHzの高周波電源により100wを投入し、チャンバ
ー内にプラズマを発生させ10秒間エッチングを行う。

【００８６】この磁気ディスクについて両面かつ浮上保
証領域において凸部の高さを接触式の面粗さ計を用いて
測定した。測定結果は平均値17nm,最小値14.8nm,最大値
19.2nmで凸部の高さ分布は±13％であった。

【００８７】この磁気ディスクについて、実施例１と同
様な方式でグライド特性の評価を行った。その結果、グ
ライドテストの合格率は浮上量60nmで85％、浮上量40nm
で80％で良好な浮上特性を示した。

【００８８】〔実施例５〕この実施例は、基板として平
均粗さ（Ra）１nm以下になるように鏡面加工した外径2.
5インチの強化ガラス基板を用いた他は、実施例１と同
様な方法で磁気ディスクを作製した。この磁気ディスク
について両面かつ浮上保証領域において凸部の高さを接
触式の面粗さ計を用いて測定した。測定結果は平均値17
nm,最小値16.6nm,最大値17.4nmで凸部の高さ分布は±2.
3％であった。

【００８９】この磁気ディスクについて、実施例１と同
様な方法でグライド特性の評価を行った。その結果、グ
ライドテストの合格率は浮上量60nmで96％、浮上量40nm
で94％、浮上量20nmで92％で良好な浮上特性を示した。

【００９０】〔実施例６〕本実施例は凹凸を基板表面に
形成したものである。基板として平均粗さ（Ra）１nm以
下になるように鏡面加工した外径2.5インチの強化ガラ
ス基板を用い、基板上にスパッタリング法によりCr膜を
50nm、アルゴンを用いたスパッタリング法により炭素膜
を20nm積層した。次に、この炭素膜の表面に固体粒子を
付着させて、これをマスク材とする。この基板に酸素又
はアルゴンをプロセスガスとして用いて炭素膜の膜厚を
全てプラズマ処理を施し、その後固体粒子を除去して基
板表面に凹凸を作製する。この際のエッチング条件は実
施例１と同様に行う。次に、この基板上にスパッタリン
グ法により、下地膜Cr膜を50nm、磁性膜４としてCo-Cr-
Pt 磁性合金膜を30nm、保護膜として、アルゴンと水素
の混合ガス（水素混合比10％）を用い反応性スパッタリ
ング法により非晶質炭素膜を30nm積層した。こうして得
られた円板の表面に潤滑膜として、パーフルオロポリエ
ーテル系の潤滑剤を20オングストローム塗布して磁気デ
ィスクを作製した。

【００９１】この磁気ディスクについて両面かつ浮上保
証領域において凸部の高さを接触式の面粗さ計を用いて
測定した。測定結果は平均値17nm,最小値16.3nm,最大値
17.7nmで凸部の高さ分布は±4.1％であった。

【００９２】この磁気ディスクについて、実施例１と同
様な方法でグライド特性の評価を行った。その結果、グ
ライドテストの合格率は浮上量60nmで94％、浮上量40nm
で92％、浮上量20nmで90％で良好な浮上特性を示した。

【００９３】〔実施例７〕図２に示すような磁気ディス
ク装置、すなわち、主として複数の磁気ディスク７と、
磁気ヘッドスライダ８に形成され、それらの磁気ディス
クに情報を記録再生する磁気ヘッドと、磁気ディスクを
回転させる回転機構９と、磁気ヘッドを磁気ディスク上
の目的の位置に位置付けるためのロータリアクチュエー
タ１０とから主要部が構成され、図示しない信号処理部
及び制御部を具備した磁気ディスク装置に、図１で得た
磁気ディスクを適用した。

【００９４】本実施例で用いた磁気ディスクは２枚、磁
気ヘッドを４個装着して磁気ディスク上（ヘッド浮上量
30nm）させ、高速回転で高密度記録、再生の性能試験を
行った。

【００９５】その結果、50k回以上になっても摩擦係数
は変化せずディスクのクラッシュは起こらなかった。
又、ＣＳＳ30k回後、装置を停止させた状態で48時間保
持させ、装置を動作させたところヘッド・ディスク間の
吸着は起こらず良好な特性を示した。

【００９６】又、動作中エラーは発生せずＳ／Ｎに優れ
た信号を長期に渡り確保できた。

【００９７】〔比較例〕この比較例は、低浮上領域にお
いて、摺動特性及び浮上特性を満足しない磁気ディスク
である。

【００９８】〔比較例１〕この例は、保護膜表面に凹凸
を作製するときに用いる両面同時基板表面処理装置のエ
ッチング電極の構造で外周リングを用いていないもの
で、他は実施例１と同様な方法でで磁気ディスクを作製
した。 本実施例で用いた両面同時基板表面処理装置の
エッチング電極の構造は、内周電極（径：22mm）,アー
スシールド（径：22mm）であった。

【００９９】この磁気ディスクについて両面かつ浮上保
証領域において凸部の高さを接触式の面粗さ計を用いて
測定した。測定結果は平均値17nm,最小値12nm,最大値22
nmで凸部の高さ分布は±30％であった。

【０１００】この磁気ディスクについて、実施例１と同
様な方法でグライド特性の評価を行った。その結果、グ
ライドテストの合格率は浮上量60nmで62％、浮上量40nm
で55％、浮上量20nmで52％となり浮上特性が悪くなっ
た。

【０１０１】

【発明の効果】本発明の両面同時基板表面処理方法及び
装置を用いることにより、保護膜面上の凸部の高さ分布
が±15％以内の突起を有し、特に低浮上領域において浮
上特性に優れた磁気ディスクを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である磁気ディスクの断面図
である

【図２】本発明の一実施例である磁気ディスクを搭載し
た磁気ディスク装置の概略図である。

【図３】本発明の一実施例である磁気ディスクをエッチ
ングするエッチング電極の配置を示す説明図である。

【図４】磁気ディスク上の凸部の高さの測定位置を示し
た図である

【図５】磁気ディスク上の凸部高さの分布とグライド特
性の相関関係を示すグラフである。

【図６】従来技術の内周電極の模式図である。

【図７】他の従来技術の内周電極の模式図である。

【図８】本発明が適用された内周電極の模式図である。

【図９】内周電極の構造を変化させたときのエッチング
量分布を表すグラフである。

【図１０】磁気ディスクのプラズマエッチング時のプラ
ズマの発生状態を説明する概念図である。

【図１１】本発明を適用したときのエッチング電極を用
いたときのエッチング量分布を表すグラフである。

【図１２】磁気ディスク上の凸部高さの分布とグライド
特性の相関関係を示すグラフである。

【図１３】凸部の高さの分布幅とシーク試験後の凸部の
摩耗量の相関図

【図１４】シーク試験後の凸部の摩耗量の測定方法

【符号の説明】

１・・・アルミ合金基板 ２・・・NiP合金膜
３・・・Cr下地膜 ４・・・CoCr系磁性膜 ５・・
・保護膜 ６・・・潤滑膜 ７・・・磁気ディスク ８・・・磁気ヘッドスライダ ９・・・磁気ディスク回転機構部 １０・・・ロー
タリアクチュエータ １１・・・内周電極 １２・・・アースシールド
１３・・・対向電極 １４・・・外周リング １５・・・絶縁碍子
１６・・・基板 １７・・・高周波電源 １８・・・耐エッチング性
絶縁材 １９・・・プラズマ

フロントページの続き (72)発明者 猪股 洋一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 ストレージシステム事 業部内 (72)発明者 米田 達也 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 ストレージシステム事 業部内 (72)発明者 重 則幸 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 ストレージシステム事 業部内 (72)発明者 高垣 篤補 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 ストレージシステム事 業部内 (56)参考文献 特開 平４−339315（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−325356（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−116759（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−159285（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/62 - 5/858 C23F 4/00

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性基板上に少なくとも下地膜、磁気記
   録膜、保護膜を有する磁気ディスクの表面処理方法にお
   いて、前記保護膜の表面にマスク部材を分布し、前記非
   磁性基板内径より大きな径を有する第１の電極で前記磁
   気ディスクを固定し、前記第１の電極上を電気的に接地
   したシールドで覆い、前記磁気ディスク表面にプラズマ
   を発生させる第２の電極を該磁気ディスクの表面に平行
   に設け、前記磁気ディスクの外縁より所定距離離した位
   置に該磁気ディスク表面に発生するプラズマを制御する
   プラズマ制御部材を設け、前記第１と第２の電極間に電
   力を与えて前記磁気ディスク表面をプラズマエッチング
   することを特徴とする磁気ディスクの表面処理方法。
2. 【請求項２】前記第１と第２の電極間に高周波電力を印
   加し、前記磁気ディスク表面を両面同時にプラズマエッ
   チングすることを特徴とする請求項１記載の磁気ディス
   クの表面処理方法。
3. 【請求項３】前記第１と第２の電極間に高周波電力を印
   加し、前記磁気ディスクの保護膜表面を両面同時にプラ
   ズマエッチングした際、少なくとも記録再生を行なう領
   域でのエッチング量のばらつきが±15％以内であること
   を特徴とする請求項１記載の磁気ディスクの表面処理方
   法。
4. 【請求項４】非磁性基板上に少なくとも下地膜、磁気記
   録膜、保護膜を有する磁気ディスクの表面に凹凸を形成
   する磁気ディスクの表面処理装置において、前記磁気デ
   ィスクを固定する前記非磁性基板内径より大きな径を有
   する第１の電極と、前記第１の電極上を覆い電気的に接
   地するシールドと、前記磁気ディスク表面にプラズマを
   発生させる当該磁気ディスクの表面に平行に設けられた
   第２の電極と、前記磁気ディスクの外縁より所定距離離
   した位置に該磁気ディスク表面に発生するプラズマを制
   御するプラズマ制御部材とを設け、前記第１と第２の電
   極間に電力を与えて前記磁気ディスク表面をプラズマエ
   ッチングすることを特徴とする磁気ディスクの表面処理
   装置。
5. 【請求項５】前記第１の電極は前記磁気ディスクの内径
   を保持する形状を有し、該磁気ディスクとの接触面以外
   の表面を絶縁物質で覆っていることを特徴とする請求項
   ４記載の磁気ディスクの表面処理装置。
6. 【請求項６】前記シールドは前記第１の電極の径の９０
   ％以下を覆っていることを特徴とする請求項４記載の磁
   気ディスクの表面処理装置。
7. 【請求項７】前記シールドは前記第１の電極の径の７０
   ％以下を覆っていることを特徴とする請求項４記載の磁
   気ディスクの表面処理装置。
8. 【請求項８】前記プラズマ制御部材がプラズマエッチン
   グがなされる前記磁気ディスクの外径の２倍以下の距離
   をもって配置されていることを特徴とする請求項４記載
   の磁気ディスクの表面処理装置。
9. 【請求項９】前記プラズマ制御部材がプラズマエッチン
   グがなされる前記磁気ディスクの外径の１．５倍以下の
   距離をもって配置されていることを特徴とする請求項４
   記載の磁気ディスクの表面処理装置。
10. 【請求項１０】前記プラズマ制御部材において、プラズ
    マエッチングがなされる前記磁気ディスク外縁とプラズ
    マ制御部材との距離を調節することができることを特徴
    とする請求項４記載の磁気ディスクの表面処理装置。