JPH08315356A - 凹凸の形成方法及び磁気記録媒体の製造方法 - Google Patents

凹凸の形成方法及び磁気記録媒体の製造方法

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JPH08315356A
JPH08315356A JP11559895A JP11559895A JPH08315356A JP H08315356 A JPH08315356 A JP H08315356A JP 11559895 A JP11559895 A JP 11559895A JP 11559895 A JP11559895 A JP 11559895A JP H08315356 A JPH08315356 A JP H08315356A
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JP
Japan
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etching
substrate
forming
regions
gas
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JP11559895A
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Yoshinori Honda
好範 本田
Mitsuyoshi Otake
光義 大竹
Akira Kato
章 加藤
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】領域により互いに高さの異なる凹凸を形成する
ときに、エッチングの再現性を確保し、精度を向上さ
せ、凹凸形成の行程を短縮し、プロセス裕度を持たせ、
さらに設備投資額の抑制を可能とする凹凸の形成方法を
提供すること。 【構成】基体の表面に微粒子12からなるマスク材を配
置し、これを真空容器内に設置し、その中にエッチング
ガスを導入し、プラズマを発生させ、プラズマの密度を
部分的に変化させて基体表面をエッチングして、基体の
複数の領域に、それぞれ互いに異なる高さの凹凸を同時
に形成する凹凸の形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エッチングにより、基
板表面に凹凸を形成する方法及びその方法を用いた磁気
記録媒体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録媒体である磁気ディスク
の分野では高記録密度化が急速に進み、そのため磁気ヘ
ッドの浮上量は低くなる一方である。これに対応すべく
磁気ディスクの保護膜の膜厚を40nm程度から20n
m程度へと極めて薄くしてきたが、耐習動特性を維持す
るためには自ずと限界が生じた。そこで、特開昭64−
76555、特開平4−11324等に開示されている
ように、データゾーンは、その表面の粗さを低下させて
磁気ヘッドの浮上量を下げ、磁気ヘッドをコンタクト・
スタート・ストップさせるためのゾーン(以下、CSS
ゾーンという)の表面はデータゾーンの表面よりも粗さ
を粗くする、いわゆるゾーンテクスチャー方式が開発さ
れてきた。
【0003】従来、このような磁気ディスクの製造方法
として、特開平3−295086に記載されている方法
が知られている。この方法は、図1に示すように、基板
上に、下地膜、磁性膜、保護膜を形成し、CSSゾーン
の保護膜表面にマスクとなる微粒子12を塗布した後全
面をエッチングし、CSSゾーンに丘(凸部)を形成
し、データゾーンは一面にエッチングし、次ぎに、再度
微粒子を全面に塗付し、全面をエッチングして、高さの
異なる丘をデータゾーンとCSSゾーンにそれぞれ設け
るものである。また、最初にCSSゾーンをマスキング
してデータエリアを一面にエッチングした後、全面に微
粒子を塗付し、CSSゾーンとデータゾーンを各々別々
にエッチングして同様な表面を形成する方法も行われて
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、上述
のように非常に繁雑で長い行程を要した。そのため、再
現性、精度、プロセス裕度及び設備コストの点で問題が
あった。
【0005】本発明の第1の目的は、領域により互いに
高さの異なる凹凸を形成するときに、エッチングにおけ
る再現性を確保し、精度を向上させ、凹凸形成の行程を
短縮し、プロセス裕度を持たせ、さらに設備投資額の抑
制を可能とする凹凸の形成方法を提供することにある。
【0006】本発明の第2の目的は、そのような凹凸の
形成方法を用いた磁気記録媒体の製造方法を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、本発明の凹凸の形成方法は、基体の表面に微
粒子からなるマスク材を配置し、これを真空容器内に設
置し、その中にエッチングガスを導入し、プラズマを発
生させ、基体表面をエッチングして、基体の複数の領域
に、それぞれ互いに異なる高さの凹凸を同時に形成する
ようにしたものである。
【0008】また、上記第2の目的を達成するために、
本発明の磁気記録媒体の製造方法は、非磁性基板上に、
磁性膜を、その上に保護膜を少なくとも設け、この上に
上記した或は以下に説明する凹凸の形成方法を適用し、
その複数の領域に互いに異なる高さの凹凸を形成するよ
うにしたものである。
【0009】このような互いに異なる高さの凹凸を形成
するには、複数の領域の上部でプラズマの密度を互いに
変えることが好ましい。プラズマの密度を部分的に変化
させるには、基板とそれに対向する対向電極との距離を
部分的に変化させればよい。この距離は、プロセスガス
圧力により変化させる必要があり、また、設備のディメ
ンジョンによっても変化するため一概に決定できない
が、凡そプロセスガス圧力で決定されるイオンシースの
距離の約2倍から5倍程度とすることが好ましい。これ
によりエッチング速度で0.5nm/秒以上の差をつけ
ることができる。各領域のエッチング速度の差は、0.
5nm/sec〜3nm/secの範囲とすることが好
ましい。また、エッチングは、基体の1つの面だけに形
成しても、両面に同時に形成してもよい。
【0010】エッチングガスは、酸素、アルゴン、窒
素、ネオン、クリプトン、フッ素、フッ素化合物、塩素
及び塩素化合物の内の少なくとも1種のガスを用いるこ
とができる。つまり、酸素等のリアクティブな作用のガ
ス以外に、アルゴンガス等の物理的なエッチングガスを
用いることもできる。
【0011】プロセスガス圧力は、使用するガス種、被
エッチング材料により厳密には異なるが、例えば、磁気
ディスクで一般的に用いられているカーボン保護膜を酸
素ガスによりエッチングする場合、エッチング速度差を
0.5nm/sec以上を確保するためには、凡そ50
mTorrから1Torrの範囲が適切である。
【0012】マスク材として用いる微粒子は、従来から
用いられている材料を用いればよく、その平均粒径は
0.1〜1ミクロンφ程度であることが好ましい。磁気
記録媒体に凹凸を形成するとき、その高さは、低い方が
0nm〜数nm程度であることが好ましく、高い方はそ
れより5〜20nm程度高いことが好ましい。
【0013】
【作用】上述のように、部分的にプラズマ密度を上げる
ことにより、部分的なエッチング速度を上げることがで
きる。基板と対向する対向電極(この場合アース電極)
の距離を変化させたとき、対向電極に近いほど電界の影
響が大きいことからその部分でのプラズマ密度を上げる
ことが可能となる。これにより部分的なエッチング速度
を上げることができる。なお、基板と対向電極の距離を
極端に狭くすれば、この部分はプラズマが発生せず、こ
の部分ではエッチングはできない。この方法を使用すれ
ば一回のエッチングにより凹凸の高さの違う面を同時に
形成でき、プロセスの短縮、簡略化によりエッチング自
体のプロセス精度も大幅に向上する。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。ま
ず、評価内容と方法について説明する。エッチング量
は、触針式の表面粗さ計を用いてエッチング後の凹凸の
高さを測定して算出した。測定に用いた測定機は小坂研
究所社製の3次元表面粗さ計を用いた。エッチング速度
はこのデータから単位時間当たりのエッチング量として
割り出した。
【0015】実験手順は図2(a)に示す工程により行
った。磁気ディスク用基板としては表面粗さRaが1.
0nm以下のスーパーポリッシュ基板(住友軽金属社
製、アルミニュウム、直径95mm)を用い、Ni−P
メッキし、スパッタリングにより、下地膜として厚さ3
5nmのクロム膜、厚さ30nmのコバルト合金磁性
膜、厚さ25nmのカーボン保護膜を成膜したものを準
備した。
【0016】この磁気ディスクの保護膜面(スパッタカ
ーボン)全面に、マスク材となる1ミクロンφのテフロ
ンの微粒子12を溶剤に分散させた液を噴霧し、面積当
たり5%の密度で塗付した後、後に詳述するエッチング
装置の中にセットし、真空容器内を1×10-5Torr
以下まで真空排気を行い、ついでエッチングガスとして
酸素ガス(純度99.99up%)を容器内に送り込
み、容器内の圧力を所望の圧力(本実施例では1mTo
rr〜5Torr)に一定にした後、基板にRF電力
(13.56MHz)を一定パワー(本実施例では50
W〜500W)、一定時間印加することにより基板表面
の保護膜をエッチングした。この後マスク材のテフロン
微粒子を水洗いにより洗浄除去し、スピン乾燥し、評価
を行った。
【0017】エッチング装置は平行平板式の電極を用い
た装置で電極構成は図3に示したものを用いた。つま
り、図3のように、磁気ディスク1の内周部分を両面か
ら高圧印加電極7により挟み込み、基板面に平行な、か
つ、対向した位置に、対向電極6を配し、磁気ディスク
1の外周に沿った形でフローティング電極9を設けた構
成となっており、エッチング速度を変化させる部分には
基板面に近い位置にアース電極2のツバ10を設けてあ
る。この部分のプラズマ3の密度を他のところより変え
ることでエッチング速度を変化させることができる。こ
のツバと基板面との距離(ギャップ長11)を変化させ
ることで、ツバのない部分とのエッチング速度差を変え
ることが可能である。本実施例ではギャップ長をシース
の長さの1倍から6倍まで変化させて行った。なお、ツ
バ10の半径は25mmである。
【0018】測定ポイントはツバ10のある中心位置の
R20(選択エッチング部)とツバのない中心位置R3
5(通常部)とした。まず、エッチングガス圧力依存に
ついて見た。この結果を図4に示した。このときのRF
パワーとギャップ長は各々100W、10mm固定で行
った。これより明らかなように0.5nm/sec以上
のエッチング速度差を取るにはプロセス圧力としては5
0〜1000mTorrの範囲であれば可能であること
が分かった。
【0019】次にRF投入パワー依存について行った結
果を図5に示す。図に見られるように、RF投入パワー
を変化させても絶対的なエッチング速度は増すが、エッ
チング速度差としては大きく変化しないことから、パワ
ーの設定に関してはタクトタイム等により設定すればよ
く、特に本発明のプロセス条件として規定する必要はな
いことが分かった。
【0020】つぎに、エッチングの際大きくエッチング
速度差に影響すると考えられるギャップ長について行っ
た結果を図6に示した。これより本実施例において行っ
たプロセスガス圧力100mTorr時の適正ギャップ
長としては、イオンシースの距離が凡そ5mmであるの
に対して、2から5倍の10〜25mm程度においてエ
ッチング速度差が大きくなり、プロセスとして良好であ
ることが分かった。
【0021】以上、本発明の実施例について説明してき
た。これにより一回のエッチングにより凹凸の高さの異
なる面を同時に、かつ、制御性良く形成することが可能
である。一例として、RFパワーとギャップ長を各々1
00W、10mmとしたとき、CSSゾーン(ツバのあ
る部分)で15nmの丘が、データゾーン(ツバのない
部分)で5nmの丘が得られた。
【0022】上記実施例は、図2(a)に示した工程に
よるものであるが、図2(b)、図2(c)に示した工
程により、図7に示したように、データゾーンの凹凸1
7の底部とCSSゾーンの凹凸18の底部の位置が同じ
高さであるような構成の磁気ディスクとすることも可能
である。なお、図において14は下地膜、15は磁性
膜、16は保護膜である。
【0023】図2(b)に示した工程は、カーボン保護
膜を、全面に10nm、次ぎにデータゾーンをマスキン
グしてCSSゾーンのみに5nm成膜した後、全面に微
粒子12を塗布し、以下、上記実施例と同様にCSSゾ
ーンを選択的にエッチングして行うものである。
【0024】また、図2(c)に示した工程は次ぎのよ
うにして行う。前記実施例と同様にカーボン保護膜まで
の各膜をそれぞれ前記と同じ一定の厚さで成膜した後、
CSSゾーンの上のツバのギャップ長を1mmとしてエ
ッチングし、CSSゾーンをエッチングすることなく、
データゾーンを10nmエッチングする。その後、全面
に微粒子12を塗布し、以下、前記実施例と同様にCS
Sゾーンを選択的にエッチングする。
【0025】なお、上記各実施例は、いずれも2つのゾ
ーンのエッチング速度に差を設けたが、ギャップ長の異
なる複数の、例えば、2つのツバを設け、3つのゾーン
のエッチング速度に差を設けることもできる。また、エ
ッチングガスとしては、酸素ガスを用いたが、アルゴ
ン、窒素、ネオン、クリプトン、フッ素、フッ素化合
物、塩素又は塩素化合物のガスを用いても、また、これ
らの混合ガスを用いても同様な効果が得られた。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、一回のエッチングによ
り高さの異なる凹凸を同時に形成できる。互いに高さの
異なる凹凸を形成する領域を2つとすれば、従来と比較
し、行程数が約半分、設備投資金額が約半分となる。ま
た、凹凸形成の精度が向上し、再現性が確保される。特
に磁気記録媒体におけるゾーン形成についてはそのまま
適用できるため、高精度の磁気記録媒体を簡便に、か
つ、安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来方法のプロセス概略図。
【図2】本発明によるプロセス概略図。
【図3】本発明で用いた電極構造模式図。
【図4】実施例で得たエッチング速度と圧力の関係図。
【図5】実施例で得たエッチング速度と投入パワーの関
係図。
【図6】実施例で得たエッチング速度とギャップ長の関
係図。
【図7】本発明の一実施例で得た磁気ディスクの構成
図。
【符号の説明】
1…磁気ディスク 2…アース電極 3…プラズマ 6…対向電極 7…高圧印加電極 9…フローティング電極 10…ツバ 11…ギャップ長 12…微粒子 14…下地膜 15…磁性膜 16…保護膜 17、18…凹凸

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】表面に微粒子からなるマスク材が配置され
    た基体を真空容器内に設置し、真空容器内に所望のエッ
    チングガスを導入し、プラズマを発生させ、基体表面を
    エッチングし、基体の複数の領域に、それぞれ互いに異
    なる高さの凹凸を同時に形成することを特徴とする凹凸
    の形成方法。
  2. 【請求項2】上記互いに異なる高さの凹凸の形成は、上
    記複数の領域の上部で上記プラズマの密度を互いに変え
    ることにより行うことを特徴とする請求項1記載の凹凸
    の形成方法。
  3. 【請求項3】上記エッチングガスは、酸素、アルゴン、
    窒素、ネオン、クリプトン、フッ素、フッ素化合物、塩
    素及び塩素化合物からなる群から選ばれた少なくとも1
    種のガスであることを特徴とする請求項1又は2記載の
    凹凸の形成方法。
  4. 【請求項4】上記エッチングは、0.05Torr〜
    1.0Torrの範囲の圧力で行うことを特徴とする請
    求項1から3のいずれか一に記載の凹凸の形成方法。
  5. 【請求項5】上記エッチングは、上記複数の領域のエッ
    チング速度の差が0.5nm/sec〜3nm/sec
    の範囲となる条件で行うことを特徴とする請求項1から
    4のいずれか一に記載の凹凸の形成方法。
  6. 【請求項6】非磁性基板上に磁性膜を形成する工程と、
    該磁性膜上に保護膜を形成する工程と、請求項1から5
    のいずれか一に記載の凹凸の形成方法を適用し、上記保
    護膜の複数の領域に互いに異なる高さの凹凸を形成する
    工程とを有すること特徴とする磁気記録媒体の製造方
    法。
JP11559895A 1995-05-15 1995-05-15 凹凸の形成方法及び磁気記録媒体の製造方法 Pending JPH08315356A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999045537A1 (fr) * 1998-03-04 1999-09-10 Hitachi, Ltd. Support d'enregistrement magnetique, son procede de fabrication et appareil de memorisation magnetique fabrique par utilisation de ce support d'enregistrement magnetique
US7153441B2 (en) 2000-08-10 2006-12-26 Fuji Electric Co., Ltd. Method for manufacturing thin-film magnetic recording medium
JP2007125699A (ja) * 2005-11-01 2007-05-24 Hitachi Ltd パターン基板,パターン基板の製造方法、微細金型および磁気記録用パターン媒体

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JP4665720B2 (ja) * 2005-11-01 2011-04-06 株式会社日立製作所 パターン基板,パターン基板の製造方法、微細金型および磁気記録用パターン媒体

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