JPH1153731A

JPH1153731A - 磁気ディスク及びその作製方法

Info

Publication number: JPH1153731A
Application number: JP9220768A
Authority: JP
Inventors: Masaki Hatakeyama; 雅規畠山; Toru Satake; 徹佐竹; Shinta Kunitomo; 新太國友; Kenji Watanabe; 賢治渡辺; Katsunori Ichiki; 克則一木; Yasushi Taima; 康當間; Kazuo Yamauchi; 和雄山内; Juichi Ishiguro; 寿一石黒
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-08-01
Filing date: 1997-08-01
Publication date: 1999-02-26
Also published as: US6099698A

Abstract

(57)【要約】【課題】加工深さが２０ｎｍ未満、さらには１０ｎｍ
未満でバラツキが±５％以下であり、特に、被加工側壁
が斜面又は曲面であるような微細な凹凸を効率良く形成
した磁気ディスクを提供する。【解決手段】ディスクＷ表面にディスクＷとヘッドと
の摩擦低減及びヘッドの浮上量制御を行うための微細な
凹凸Ｃを有するテクスチャ構造を有する磁気ディスクの
作製方法であって、ディスクＷの被加工表面とエネルギ
ービーム源１８の間に所定パターン形状を有する遮蔽物
２２を設置し、ディスクＷを回転しながら斜め方向より
エネルギービームの照射を行い、遮蔽物２２のパターン
形状を被加工表面に転写加工して加工側壁を斜面または
曲面とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スク装置に用いられる磁気ディスクに関し、特に表面上
に微細凹凸構造を有する磁気ディスクとその作製方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のハードディスク装置のディスク
は、Ａｌの基板の表面に、Ｎｉ−Ｐ層、磁性層、カーボ
ン層、表面潤滑層等が順次形成されて構成されていた。
近年、Ａｌ基板に替えて硬度や平滑性の要請からガラス
基板も実用化されている。ハードディスク装置は、高記
録密度化の要請に伴い、ヘッドの浮上量を最小限とした
いわゆるセミコンタクトな状態で使用され、そのために
磁気ディスクの表面の平滑化が求められている。一方、
過度に平滑であると、ヘッドが表面にくっついて離れな
くなる吸着現象が起きるため、ある程度のミクロな凹凸
（テクスチャ）があるのが好ましい。

【０００３】従来のテクスチャ構造の微細凹凸の加工
は、Ａｌ基板ではＮｉ−Ｐ層表面に行っている。このテ
クスチャ用微細凹凸加工における従来技術として、研磨
テープや研磨布で機械的に形成する方法、レーザー照射
やエネルギーイオンによる凹凸加工方法がある。また、
ガラス基板表面のテクスチャ構造は、レーザー照射やエ
ネルギーイオンによる凹凸加工の他に、フッ酸蒸気溶
解、結晶析出がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、研磨テ
ープと研磨布による方法では、砥粒の大きさや加圧力の
バラツキ等があり、高さが１０ｎｍ未満でそのバラツキ
が±５％以下であるような寸法精度のよい凹凸形状の作
成は困難である。また、レーザーのアブレーションを用
いる方法では、ディスクの場所によるスポット径とレー
ザー強度のバラツキ、レーザー発信器のレーザー強度分
布の時間的バラツキがあり、これにより突起構造高さの
バラツキが生じる。また、スポット的な加工であるため
に、例えば、１ｃｍ²当たり１００万個以上加工すると
長時間の工程が必要となり、コスト高及び工程時間のチ
ョーキングが起こり、生産性を著しく低下する。

【０００５】また、ガラス基板を加工する方法におい
て、フッ酸蒸気にさらす方法では、吸着蒸気量のバラツ
キを利用しているので、濃度不均一による溶解加工深さ
のばらつき、加工時間制御の困難さによる加工時間のバ
ラツキ、等が挙げられる。従って、溶解深さの不均一性
が大きくなるので、特に１０ｎｍ未満の超精密な微細凹
凸を、均一加工深さ及び均一密度でガラス面全域で加工
することは困難である。

【０００６】また、結晶析出方法では、熱処理状態の不
均一性、結晶粒の大きさの不均一性、場所による析出数
量の不均一性等により、表面微細凹凸密度の不均一、微
細凹凸段差の不均一性が問題となる。従って、ガラス面
全域において、微細凹凸の密度や段差を±５％以下に押
さえることが困難である。

【０００７】この発明は、上記に鑑み、加工深さが２０
ｎｍ未満、さらには１０ｎｍ未満でバラツキが±５％以
下であり、特に、被加工側壁が斜面又は曲面であるよう
な微細な凹凸を効率良く形成した磁気ディスクを提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ディスク表面に該ディスクとヘッドとの摩擦低減及
び該ヘッドの浮上量制御を行うための微細な凹凸を有す
るテクスチャ構造を有する磁気ディスクの作製方法であ
って、該ディスクの被加工表面とエネルギービーム源の
間に所定パターン形状を有する遮蔽物を設置し、該ディ
スクを回転しながら斜め方向よりエネルギービームの照
射を行い、該遮蔽物のパターン形状を該被加工表面に転
写加工して加工側壁を斜面または曲面とすることを特徴
とする磁気ディスクの作製方法である。

【０００９】遮蔽物によってビームが遮られた部分の加
工速度は常時ビームの照射を被っている場所に比べて低
くなり、エネルギービームの斜め照射及び基板を回転す
ることによって、加工側壁形状を斜面や曲面とする加工
が達成できる。照射角度は、特に制限はなく、達成した
い加工形状によって角度を選択して用いる。基板全体の
加工量を均一にするときため、基板の全領域に均一なビ
ーム量を放出できるエネルギービーム源を用い、また、
均一な加工壁形状を得るためにビームの方向性の揃った
均一性のよいビーム源を用いる。

【００１０】エネルギービームとしては、電子線、イオ
ンビーム、レーザービーム、Ｘ線、高速原子線、原子
線、分子線等を用いることができる。ここでは、高速原
子線を用いる場合について述べる。この場合、被加工面
が母材かコーティング層かによって、被加工材質と加工
特性が大きく異なってくる。被加工材質については大き
く分けて、金属と絶縁物に分類を行うことができる。金
属材質として、アルミ母材・Ｎｉ−Ｐコーティング層、
また、絶縁物としては、ガラス母材、カーボンコーティ
ング層が考えられる。これらコーティング層の厚みは、
Ｎｉ−Ｐ層が１０〜２０μｍ、カーボン層が１０〜２５
ｎｍ程度である。

【００１１】今、微細凹凸構造の作製のため、凹凸高さ
が２０ｎｍ以下、特に１０ｎｍ未満の場合を考えると、
その加工精度に対して、金属といえども、表面の酸化層
が大変大きな影響を加工特性に及ぼす。自然酸化膜層の
厚みは、アルミ母材で１０〜２０ｎｍ程度、Ｎｉ−Ｐ層
で３〜５ｎｍ程度である。本発明では、この様な、絶縁
材質である母材またはコーティング層及び絶縁性の酸化
膜層を含む金属の加工を精度良く行うため、高速原子線
の照射を被加工表面に行う。

【００１２】高速原子線は、エネルギーが数十ｅＶ以上
を有する、電気的に中性の原子や分子のビームである。
通常、数百〜１０ｋｅＶ程度のエネルギー領域で用いら
れている。この高速原子線を用いると、電気的に中性な
原子/分子のビームであるため、絶縁層に生じるチャー
ジアップ量を小さく押さえることができ、かつ、チャー
ジアップの有無に限らず、均一に絶縁層へのビーム照射
が可能となる。従って、絶縁性の高いカーボン層やガラ
ス表面だけでなく、酸化膜層を含むアルミ母材表面やＮ
ｉ−Ｐ層においても、微細凹凸構造の加工を均一高さ
で、高さが２０ｎｍ以下、特に、酸化膜層の影響の強い
１０ｎｍ未満の構造を、精度よく、かつ、均一高さの加
工をディスク全面において実現できる。

【００１３】このとき、加工精度や膜質に与える影響は
加工量により大きく異なる。前述した様に、カーボン層
は１５〜２５ｎｍ、酸化層はＮｉ−Ｐ層で３〜５ｎｍ、
アルミ表面で１０〜２０ｎｍである。従って、２０ｎｍ
以下の高速原子線加工においても、１０〜２０ｎｍの加
工量と１０ｎｍ未満の加工量では、被加工表面の膜質や
加工面粗さに及ぼす影響が大きく変わる。

【００１４】カーボン層の場合では、１０〜２０ｎｍの
加工量の場合では、カーボン層の残膜厚さが大変薄くな
るため、高速原子線を用いた場合でも、エネルギー・ビ
ーム量・中性化率を適切に制御して、チャージアップ量
に起因する絶縁破壊及びそれに伴う膜の変質が起こらな
いようにする必要がある。一方、１０ｎｍ未満では、ビ
ーム量の不均一性に敏感な加工となるため、表面粗さを
悪化させずに加工を行うことは通常、大変困難である。
そのため、高速原子線においても、特に、その中性化率
・ビーム量の均一性について厳密な制御が必要となる。

【００１５】アルミ母材表面の場合では、１０〜２０ｎ
ｍの加工量の場合では、酸化層または酸化層とバルクと
の境界部を含む加工となる。加工途中に、該境界部が位
置したり、境界部が平坦でない場合には、局所的に絶縁
性や加工特性が変化する。このため、高速原子線を用い
た場合でも、スパッタリング特性や反応性が局所的に異
なる加工特性となるので、不活性ガスなどの物理的スパ
ッタリングを用いた加工を適用するなどして、境界部の
影響を小さくする工夫が必要である。一方、１０ｎｍ未
満では、絶縁層の加工となる。従って、チャージアップ
の影響が大きい加工量域である。また、加工量が超微量
であるため、ビーム量の不均一性に敏感な加工となり、
表面粗さを悪化させずに加工を行うため、高速原子線に
おいても、特に、その中性化率・ビーム量の均一性の厳
密な制御が必要となる。

【００１６】Ｎｉ−Ｐ層の場合では、酸化層が３〜５ｎ
ｍ程度である。従って、酸化層によるチャージアップの
影響を防ぐことと、Ｎｉ自体は、反応性の低い材料なの
で、物理スパッタリングが主体の加工を行う必要が生じ
る。１０〜２０ｎｍの加工量の場合に比べ、特に、１０
ｎｍ未満の加工量の時は、この酸化層の影響が非常に大
きい。酸化層が絶縁性であり、バルクが導電性であり、
この境界部を含む加工となる。よって、高速原子線を用
いた場合でも、この境界部の影響を小さく押さえた加工
を行う必要がある。例えば、アルゴンなどの不活性ガス
を用いた高速原子線により、物理的スパッタリング主体
の加工を行う。

【００１７】ガラス表面の場合では、絶縁性材料の加工
となる。従って、チャージアップの影響が大きな加工特
性を示す。ガラス材料では、不活性ガスによる物理的ス
パッタリングによる加工と反応性ガスを用いた化学的ス
パッタリングを利用した加工の両方を行うこことができ
る。１０ｎｍ未満の加工量の場合は、高速原子線におい
ても、特に、その中性化率・ビーム量の均一性が敏感に
影響を及ぼすため、厳密な制御が必要となる。

【００１８】高速原子線を発生する高速原子線源とし
て、適宜のものを用いることができるが、例えば、特開
平５−１２１１９４号公報、及び、特開平５−１８２７
８７号公報記載の平行平板型高速原子線源を用いること
ができる。この平行平板型高速原子線源の特徴は、直進
性と中性化率の制御が簡便にでき、かつ、ビーム量の場
所的均一性の良いビームを発生することが可能な点であ
る。

【００１９】また、被加工材質と使用する高速原子線の
種類によって加工特性が大きく異なる。従って、高速原
子線を発生するために用いるガス種を、適正に選択する
必要がある。ガス種としては、大別すると２つに分類で
き、一つは、１）アルゴンなどの不活性ガスを用いる場
合、もう一つは、２）被加工材質に対して反応性を有す
るガスを用いる場合である。

【００２０】アルゴンなどの不活性ガスを用いる場合
は、特に、１０ｎｍ未満の加工量で、高精度の加工を物
理的スパッタリングのみで、加工を行うことが有効な場
合がある。この場合は反応性ガスを使用しないので、ガ
ス処理装置等が簡便であり、低コストの装置系を実現で
き、反応性の低い材質には有効な手段となる。

【００２１】反応性ガスを用いた高速原子線を用いる場
合は、被加工材の材質に対して次のように選択する。カ
ーボンとの反応性の高いガスとして、塩素、塩素化合ガ
ス、フッ素ガス、フッ素系化合ガス、そして酸素ガス等
がある。カーボンと塩素、フッ素、そして酸素との反応
生成物の蒸気圧は比較的高いため、他の反応性ガス種と
比べると、化学スパッタリングによるカーボン層の除去
加工を行うことができる。

【００２２】また、これらのガスを単独で使用するのみ
でなく、アルゴンと塩素や塩素系化合ガス、アルゴンと
フッ素やフッ素化合ガス、そして、アルゴンと酸素等の
混合ガスを用いて、物理スパッタリングと化学スパッタ
リングの両方の効果を併用して加工することもできる。
化学スパッタリングのみによる加工が、効率的でない場
合には、有効な加工を行える。

【００２３】ガラスとの反応性の高いガスとして、フッ
素ガス、フッ素系化合ガスがある。ガラスとフッ素やフ
ッ素系化合ガスとの反応生成物の蒸気圧は、比較的高い
ため、他の反応性ガス種と比べると、効率的に化学スパ
ッタリングによるガラス表面の除去加工を行うことがで
きる。また、フッ素、フッ素系化合ガスのみでなく、ア
ルゴンとフッ素やフッ素化合ガスの混合ガスを用いて、
物理スパッタリングと化学スパッタリングの両方の効果
を併用して加工することもできる。化学スパッタリング
のみによる加工が、効率的でない場合には、有効な加工
を行える。

【００２４】アルミ母材の加工では、アルミとの反応生
成物の昇華特性が重要であるが、塩素分子または原子と
の反応生成物の蒸気圧は比較的高いため、他の反応性ガ
ス種と比べると、化学スパッタリングによるアルミ表面
の除去加工を行うことができる。アルミと塩素との反応
生成物は、加工条件によっては、昇華しにくい場合が生
じる。そのようなときは、アルミ表面に、ランプ加熱等
を行い、基板表面とその付近の反応生成物の温度を上昇
させ、反応性を向上させることにより、アルミと塩素原
子または分子の高速原子線との化学スパッタリングを効
率的に行うことができる。また、塩素及び塩素系化合ガ
スのみでなく、アルゴンと塩素や塩素系化合ガスとの混
合ガスを用いて、物理スパッタリングと化学スパッタリ
ングの両方の効果を併用して加工することもできる。化
学スパッタリングのみによる加工が効率的でない場合に
は、有効な加工を行える。

【００２５】Ｎｉは一般に反応性ガスとの化学反応性が
低いが、塩素分子または原子との反応生成物の蒸気圧は
比較的高いため、他の反応性ガス種と比べると、化学ス
パッタリングによるＮｉ−Ｐ層の除去加工を行うことが
できる。Ｐと塩素の反応生成物の蒸気圧は高いので、除
去加工に問題はない。Ｎｉと塩素との反応生成物は、加
工条件によっては、昇華しにくい場合が生じる。そのよ
うなときは、Ｎｉ−Ｐ層表面に、ランプ加熱等を行い、
基板表面とその付近の反応生成物の温度を上昇させ、反
応性を向上させることにより、Ｎｉと塩素原子または分
子の高速原子線との化学スパッタリングを効率的に行う
ことができる。また、塩素及び塩素系化合ガスのみでな
く、アルゴンと塩素や塩素系化合ガスとの混合ガスを用
いて、物理スパッタリングと化学スパッタリングの両方
の効果を併用して加工することもできる。化学スパッタ
リングのみによる加工が効率的でない場合には、有効な
加工を行える。

【００２６】この様にして作製された磁気ディスクは、
表面上に精度の良い微細凹凸構造を有し、効率の良い高
密度の磁気記録・読みとりが可能となる。加工壁が曲面
や斜面であると、ヘッドとの接触面積が低減され、ま
た、潤滑膜の修復作用を効率的に行えるので、摩擦低減
と潤滑効果において有効である。磁気ディスク最表面で
は、数ｎｍの潤滑膜があり、この潤滑膜は、通常液体膜
で、微細凹凸構造全面を覆っている。ヘッドが接触した
ときに、潤滑膜の流動や剥がれが生じる。磁気ディスク
表面では、一旦剥がれた潤滑膜が、再び自己修復する作
用を有することが重要となるが、その際に、微細凹凸構
造の加工側壁が斜面や曲面であると、この自己修復作用
を効率よく行うことができる。

【００２７】遮蔽物としては、例えば、Ｎｉ電鋳製のパ
ターンマスクやＳｉのパターンをドライやウェットエッ
チングによって作製したマスクを用いることができる。
特に、高アスペクト比のパターン穴形状を有するマスク
を実現するために、ＬＩＧＡプロセスやレーザーＬＯＧ
Ａプロセスと呼ばれる方法で、パターン作製を行い、そ
こにニッケルのモールディングを行ってマスクを作製し
てもよい。これらの方法では、軟Ｘ線等の放射線や紫外
線レーザーを用いて高アスペクト比のレジストパターン
加工を行い、そこにニッケルの電気鋳造を行うことによ
り、微細パターンの高アスペクト比のパターンマスクが
作成される。

【００２８】請求項２に記載の発明は、前記凹凸の高さ
が、１０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１に記
載の磁気ディスクの作製方法である。磁気ディスクとヘ
ッドの浮上量が小さくなると、磁気記録ビットのサイズ
を２次関数的に小さくすることができ、超高密度の磁気
記録及び読みとりを実現することが可能となる。その時
に、ヘッドの浮上量とスティッキングを防いで、効率的
な動作を実現するためには、１０ｎｍ未満の微細凹凸構
造が不可欠となる。

【００２９】請求項３に記載の発明は、前記遮蔽物が微
粒子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の磁
気ディスクの作製方法である。遮蔽物として、通常のリ
ソグラフィ技術でよく用いられるレジストパターン膜の
作製を行うと、工程が非常に煩雑となり、工程時間の上
昇とコストの上昇が生じる。本発明では、遮蔽物として
微粒子を用いることで、効率よく、短時間で、微細凹凸
構造の加工を、均一密度でディスク全面に行なうことが
できる。

【００３０】例えば、カーボン層表面にこの微粒子を遮
蔽物として、高速原子線加工を行うと、微粒子の輪郭形
状を正確に転写した加工がなされる。例えば、アルミナ
微粒子をアルコールなどの溶液に溶かし、超音波振動に
よって均一分散させ、その液滴を回転機に設置したディ
スク基板上に落としてディスクを回転させ、または、回
転しているディスク基板上に該液滴を落として、ディス
ク面上に均一に分散させる。アルミナは、化学的に安定
性が高く、物理的及び化学的スパッタリング率も低い。
従って、高速原子線の照射によってそれ自身が縮小する
こともなく、かつ、スパッタ粒子の表面再付着による表
面粗さの悪化も非常に小さい。例えば、銀成分等はスパ
ッタ率が高いため、このような成分を含まないように微
粒子を作製する。これにより、加工面粗さを悪化させる
ことなく、微粒子の形状転写加工が可能となる。

【００３１】アルミナ微粒子を用いる他の利点は、液体
への分散を表面活性剤を特に使わなくても簡便にできる
こと、及び、高速原子線照射後にアルコールを用いた超
音波洗浄を行なうことにより、簡単に、基板表面から除
去できることが挙げられる。微粒子の種類によっては、
表面活性剤を含む溶液を用いる必要が生じたり、高速原
子線照射により基板表面での吸着力が変化し、簡単に、
基板表面から取り去ることが困難な場合が生じる。

【００３２】本発明の好ましい態様では、微粒子とし
て、ＣＶＤ等によって作製された、結晶性微粒子を用い
る。結晶成長により作製されたアルミナ等の微粒子は、
粒度分布が小さく均一な粒径を有し、また、焼成によっ
て作製したものと比べて不純物の混入も少ないため、不
純物のスパッタによる再付着によって生じる加工面粗さ
の悪化を小さい。

【００３３】さらに、結晶性微粒子は一般に焼成の場合
のようにクラスター状ではなく、分離した球又は楕円形
状とすることができ、このように微粒子の形状がスムー
ズな形をしていると、輪郭のパターンの転写加工におい
てもスムーズな円形もしくは楕円形状をパターン加工す
ることができる。摩擦低減機構においては、スムーズな
パターンの方が、効率の良い特性を得ることができる。
これは、クラスター形状のパターン転写による凹部に、
磨耗粉がたまり、摩擦低減特性を悪化させる場合がある
からである。

【００３４】この様に、本発明では、アルミナ等の微粒
子と高速原子線照射を用いて、均一形状の微細凹凸構造
をディスク全面にわたって、効率よく、かつ、高精度に
加工ができる。なお、アルミナ以外の微粒子としては、
ダイヤモンド・グラファイトなどカーボン系の微粒子、
Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ、ＴｉＮ、ＺｒＯ₂、そしてＭｇＯな
どを用いることができる。

【００３５】請求項４に記載の発明は、前記被加工面
が、母材上のコーティング面であることを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載の磁気ディスクの作製
方法である。

【００３６】請求項５に記載の発明は、ディスク表面
に、該ディスクとヘッドとの接触が起こった場合に摩擦
低減及び該ヘッドの浮上量制御を行うための微細な凹凸
を有するテクスチャ構造があり、該テクスチャ構造の加
工は、該ディスクの被加工表面とエネルギービーム源の
間に所定パターン形状を有する遮蔽物を設置し、該ディ
スクを回転しながら斜め方向よりエネルギービームの照
射を行い、該遮蔽物のパターン形状を該被加工表面に転
写加工して加工側壁を斜面または曲面とすることにより
作製されていることを特徴とする磁気ディスクである。

【００３７】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１ないし
図５を参照して説明する。図１は凹凸加工装置を示し、
気密な真空チャンバ１０と、真空チャンバ１０内に駆動
機構１２を有する支持軸１４により回転・昇降自在に支
持された回転ステージ１６と、回転ステージ１６に対し
て斜めの方向からビーム照射を行なうように真空チャン
バ１０に取り付けられた平行平板型の高速原子線源１８
とを有している。高速原子線源１８の回転ステージ１６
に対する入射角度は可変となっている。真空チャンバ１
０には、排気口２０を介して図示しない真空ポンプが接
続され、被加工物は図示しないロードロック室から搬送
される。

【００３８】この実施の形態では、回転ステージ１６上
に被加工物である磁気ディスクＷが載せられ、その上に
パターンマスク２２が重ねられている。磁気ディスクＷ
は、外径７５ｍｍのアルミ合金の両面にＮｉ−Ｐ層、磁
性層、そして厚さ２０ｎｍのカーボン層のコーティング
がされており、その表面粗さは、約１ｎｍ以下になって
いる。このカーボン層に遮蔽物２２と高速原子線を用い
て、テクスチャ用微細凹凸構造を加工する。

【００３９】パターンマスク２２は、図２に示すよう
に、外形８０×８０ｍｍ、厚さ２０μｍであって、格子
状のパターンを有するニッケル電鋳製である。マスク２
２はディスクＷ全面を覆う大きさであり、ディスクＷの
大きさは２０〜１３０ｍｍ程度である。格子状のパター
ンの穴２２ａは、２０×２０μｍで角が半径３μｍで滑
らかにされ、穴と穴の間の距離が１０μｍ程度である。
同様のパターンマスク２２は、Ｓｉ基板をプラズマエッ
チングやウエットエッチングすることによっても作製可
能であり、これをパターンマスク２２として用いること
もできる。

【００４０】高速原子線源１８は、例えば、特開平５−
１８２７８７号記載の平行平板型高速原子線源１８をア
ルゴンガスを用いて動作させて用いる。この高速原子線
源１８の動作条件は、ビーム照射角度４５度、ステージ
回転速度１２rpm、照射時間１５秒、ビーム径１１０ｍ
ｍ、放電電圧３ｋＶ、放電電流３００ｍＡ、中性化率８
０％である。また、プラズマ密度を制御するために、５
００ガウスの磁場の印加を行っており、そのための磁場
発生器を備えている。

【００４１】このような構成の加工装置により、図３
（ａ）に示すように、高速原子線を例えば斜め４５度の
角度から照射しながら回転させると、マスク２２によ
り、その影部形成特性による高速原子線の照射時間の分
布に応じて斜面の領域が形成される。従って、図３
（ｂ）に示すように、所定のパターンが転写加工されて
深さが８ｎｍ程度の凹凸Ｃが形成され、ディスクＷ全面
において、表面粗さは初期表面粗さと同程度の１ｎｍ以
下に抑制され、そのバラツキも±５％以下とすることが
できる。

【００４２】図４及び図５は本発明の他の実施の形態を
示すもので、この例では、遮蔽物として、ＣＶＤで作製
された粒径５μｍ程度の結晶性アルミナ微粒子２４を用
いている。この工程は、先ず、アルミナ微粒子２４を、
エチルアルコール溶液中に添加して超音波振動を与え、
溶液中にて均一に分散させる。次に、ディスクＷを回転
制御器に設置し、２００rpm程度の低速回転をさせて、
アルミナ微粒子２４含有溶液を一定量流量ディスクＷ上
に落とし、その後、５０００rpm程度の高速回転を行っ
て、アルミナ微粒子２４をディスクＷ上に１２０００個
/ｍｍ²の均一な密度で分散配置させる。そして、アルゴ
ンガスを用いた平行平板型高速原子線によって、５〜２
０ｎｍほど加工を行った後、超音波洗浄によりアルミナ
微粒子２４をカーボン層上から除去する。

【００４３】

【実施例】次の２つの加工条件で実験を行った。（１）ビーム照射角度４５度、ステージ回転速度１２rp
m、照射時間１５秒、ビーム径１１０ｍｍ、放電電圧３
ｋＶ、放電電流３００ｍＡ、中性化率８０％（２）ビーム照射角度３０度、ステージ回転速度５rp
m、照射時間４０秒、ビーム径１１０ｍｍ、放電電圧１.
５ｋＶ、放電電流３００ｍＡ、中性化率９０％

【００４４】結果は、（１）の場合は、図６（ａ）に示
すように８ｎｍ、（２）の場合は、図６（ｂ）に示すよ
うに１５ｎｍの加工量を得ることができた。この場合の
表面粗さは、１５秒照射と４０秒照射の双方とも、１ｎ
ｍ以下の初期表面粗さと同程度の加工表面粗さを得るこ
とができた。また、照射角度の差異により、ビーム非照
射部の形成特性が異なるため、４５度に比べて、３０度
の場合の方が、斜面部の領域が大きくなっている。ま
た、加工パターン形状は、結晶性アルミナ微粒子２４の
輪郭を転写したパターンを正確に加工することができ、
ディスクＷの全面において、±５％以下の加工深さのバ
ラツキに押さえることができる。

【００４５】この様にして微細凹凸構造が作製されたガ
ラス母材は、この後工程にて、精密洗浄・磁性層コーテ
ィング・カーボン層コーティング・潤滑膜コーティング
が行われて、磁気ディスクＷとなる。ガラス基板に形成
された微細凹凸が磁気ディスクＷ最表面において、相応
の凹凸構造を有し、超高密度の磁気記録・読み出しが可
能な磁気ディスクＷ構造を形成し、摩擦低減とヘッドの
浮上量制御を効率よく行うことができる。

【００４６】第２の実施の形態と同様に遮蔽物として微
粒子２４を用い、高速原子線源１８において異なるガス
を用いて実験を行った。すなわち、遮蔽物として、ＣＶ
Ｄで作製された結晶性アルミナ微粒子２４を用い、先と
同様の方法でディスクＷ上に１２０００個/ｍｍ²程度の
密度で均一に分散配置した。そして、ディスクＷをＳＦ
₆ガスを用いた平行平板型高速原子線によって、５〜２
０ｎｍほど加工を行い、超音波洗浄によりアルミナ微粒
子２４を除去した。

【００４７】平行平板型高速原子線源１８として特開平
５−１８２７８７号公報に記載の線源を用いた。この高
速原子線源１８の動作条件は、ビーム照射角度４５度、
ステージ回転速度１２ｒｐｍ、照射時間１５秒、ビーム
径１１０ｍｍ、放電電圧３ｋＶ、放電電流３００ｍＡ、
中性化率８０％である。また、プラズマ密度を制御する
ために、５００ガウスの磁場の印加を行っており。その
ための磁場発生器を備えている。

【００４８】この結果、１５秒の照射により深さ５ｎｍ
の加工量を得ることができた。この場合の表面粗さは、
１ｎｍ以下の初期表面粗さと同程度の加工表面粗さを得
ることができる。照射角度が４５度であり、ビーム照射
の影部形成特性に準じて、なめらかな斜面の領域が形成
された。また、加工パターン形状は、結晶性アルミナ微
粒子２４の輪郭を転写したパターンを正確に加工でき、
ディスクＷ全面において、±５％以下の加工深さのバラ
ツキに押さえることができた。

【００４９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明による
と、ディスクＷ基板の被加工面上に、アルミナ微粒子２
４やパターンマスク２２などの遮蔽物を設置し、基板を
回転させながら高速原子線等のエネルギービームを斜め
方向から照射することによって、加工側壁が斜面や曲面
を有する２０ｎｍ以下の微細凹凸高さの加工を、加工面
の表面粗さを悪化させずに、高精度に実現できる。この
様な超高精度磁気ディスクＷが達成されると、従来より
も約一桁以上高い磁気記録密度を有する磁気記録装置の
実現が可能となり、情報・通信産業分野において有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態の工程を示す概要
図である。

【図２】第１の実施の形態に用いるマスクを示す図であ
る。

【図３】第１の実施の形態の作用を示す概要図である。

【図４】この発明の第２の実施の形態の工程を示す概要
図である。

【図５】この発明の第２の実施の形態の工程を拡大して
示す図である。

【図６】第２の実施の形態の作用を示す概要図である。

【符号の説明】

１８エネルギービーム源２２，２４遮蔽物Ｃ微細な凹凸Ｗディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡辺賢治神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者一木克則神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者當間康神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者山内和雄神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者石黒寿一神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディスク表面に該ディスクとヘッドとの
摩擦低減及び該ヘッドの浮上量制御を行うための微細な
凹凸を有するテクスチャ構造を有する磁気ディスクの作
製方法であって、該ディスクの被加工表面とエネルギービーム源の間に所
定パターン形状を有する遮蔽物を設置し、該ディスクを
回転しながら斜め方向よりエネルギービームの照射を行
い、該遮蔽物のパターン形状を該被加工表面に転写加工
して加工側壁を斜面または曲面とすることを特徴とする
磁気ディスクの作製方法。
【請求項２】前記凹凸の高さが、１０ｎｍ未満である
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ディスクの作製
方法。
【請求項３】前記遮蔽物が微粒子であることを特徴と
する請求項１又は２に記載の磁気ディスクの作製方法。
【請求項４】前記被加工面が、母材上のコーティング
面であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか
に記載の磁気ディスクの作製方法。
【請求項５】ディスク表面に、該ディスクとヘッドと
の接触が起こった場合に摩擦低減及び該ヘッドの浮上量
制御を行うための微細な凹凸を有するテクスチャ構造が
あり、該テクスチャ構造の加工は、該ディスクの被加工表面と
エネルギービーム源の間に所定パターン形状を有する遮
蔽物を設置し、該ディスクを回転しながら斜め方向より
エネルギービームの照射を行い、該遮蔽物のパターン形
状を該被加工表面に転写加工して加工側壁を斜面または
曲面とすることにより作製されていることを特徴とする
磁気ディスク。