(57)【要約】【課題】研磨の際にＳｉ基板の表面の溝に充分な厚みの磁性体薄膜の磁気パターンを残して、磁気転写後の磁気記録媒体から得られる再生信号にサブバルスを含む事が無いようにすること。【解決手段】Ｓｉ基板６の表面の溝９に磁性体薄膜１０の磁気パターンを残すように、基板表面上に形成した磁性体薄膜１０をＣＭＰによって研磨する際に、磁性体薄膜１０の下に形成したＳｉＯ２膜７をＣＭＰに対する研磨ストッパとして用いることによって、溝９内に充分な厚みの磁性体薄膜１０を残す。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面の凹部に磁性体薄膜の磁気パターンを残すように、前記基板表面上に形成した磁性体薄膜をＣＭＰによって研磨する際に、前記磁性体薄膜の下に形成したＳｉＯ２膜を前記ＣＭＰに対する研磨ストッパとして用いることを特徴とする磁気転写用マスタディスクの製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板表面にＳｉＯ２膜を形成し、前記ＳｉＯ２膜形成後の基板表面に磁気パターンを設けるための凹部を形成し、前記凹部内を含む前記基板表面に磁性体薄膜を形成することを特徴とする磁気転写用マスタディスクの製造方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記凹部を形成する際に、前記ＳｉＯ２膜の表面をフォトレジストによってパターンニングし、次いで前記ＳｉＯ２膜をエッチングし、当該エッチング後のＳｉＯ２膜をマスクとして前記基板をエッチングして前記凹部を完成することを特徴とする磁気転写用マスタディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気転写用マスタディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、コンピュータの外部記録装置として主流となっている磁性膜を記録材料として用いるハードディスクドライブ（以下ＨＤＤと略記）において、磁気記録ディスク表面に書き込まれているデータの書き込み／読み出しを行うヘッドの位置決め用サーボ信号または特定のデータを磁気的な転写技術を用いて書き込む際に用いる磁気転写用マスタディクスが知られている。
【０００３】
ＨＤＤでは、回転している磁気記録媒体の表面上を、磁気ヘッドがスライダーと呼ばれる浮上機構によってディスク表面から数十ｎｍの距離を保って浮上しながらデータの記録・再生が行われている。磁気記録媒体上のビット情報は媒体に同心円上に配置されたデータトラックに格納されており、データ記録／再生用ヘッドは媒体面上の目的のデータトラックに高遠で移動・位置決めされることによってデータの記録・再生を行っている。磁気記録媒体面上には、ヘッドとデータトラックとの相対位置を検出するための位置決め信号（サーボ信号）が同心円上に書き込まれており、データの記録再生を行っているヘッドが一定時間間隔で自分の位置を検出している。このサーボ信号の書き込み信号の中心が、媒体の中心（あるいはヘッドの軌道の中心）から偏心しないよう、ＨＤＤ装置に磁気記録媒体を組み込んだ後、サーボライターと呼ばれる専用の装置を用いて書き込まれる。
【０００４】
ＨＤＤ装置は、現在、開発段階で記録密度が１００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２に達するとともに、年率６０％で記録容量が増加している。これに伴って、ヘッドが自分の位置を検出するためのサーボ信号の密度も上昇しており、サーボ信号の書込み時間も年々増加する傾向にある。このサーボ信号の書込み時間の増加は、ＨＤＤの生産性低下，コスト増加をもたらす一つの大きな要因になっている。
【０００５】
最近になって上述したサーボライターの信号書込みヘッドを用いてサーボ信号を書き込む方式に対して、磁気的な転写によってサーボ信号を一括して書き込み、飛躍的にサーボ情報の書き込み時間を短縮しようとする技術開発が行われている。図２，図３は、この磁気転写技術を説明したものである。
【０００６】
図３の（ａ）は磁気記録媒体１の表面上を永久磁石２が一定間隔（１ｍｍ以下）を保ちながら移動する様子を基板の断面方向から表したものである。磁気記録媒体１を構成する基板１ａ上に成膜された磁性膜１ｂは当初一定方向に磁化された状態にはないが、永久磁石２のギャップから漏れた磁界によって一定方向に磁化される。（図中の磁性膜１ｂに記された矢印１ｃは磁化の方向を表す。）この工程は初期消磁工程と呼ばれる。
【０００７】
図２の（ａ）の矢印は永久磁石の移動路を表したもので、磁性層は円周方向に一様に磁化される。図２の（ｂ）は磁気転写用マスタディスク３（以下マスタディスクと略記）を磁気記録媒体１の上に配置し、位置合わせを行っている状態を表している。図２の（ｃ）はマスタディスク３を磁気記録媒体１の表面に密着させ、磁気転写用の永久磁石を図中の移動路（矢印で図示）に沿って移動させることによって磁気転写を行う様子を表している。
【０００８】
図３の（ｂ）は磁気転写を説明したものである。マスタディスク３はシリコン基板１の媒体表面に接する面側に、図示したように軟磁性膜３ｂ（図ではＣｏ系軟磁性膜）が埋め込まれた構造をしている。図のように永久磁石２と磁気記録媒体１の間に軟磁性膜３ｂのパターンを埋め込んだ基板（マスタディスク）を介すると、永久磁石２から漏れてシリコン基板１に浸透した磁界（転写信号書込みの磁界の向きは消磁磁界と反対方向）は、軟磁性膜３ｂの無い位置では再びシリコン基板１を透過して磁性層を磁化することが出来るが（図中この磁界の向きを１ｄで示す）、軟磁性膜３ｂのパターンがある部分では磁気抵抗の小さい磁気経路となるように軟磁性膜３ｂを通過する。このため、軟磁性層のある位置ではシリコン基板１から漏れ出す磁界が小さくなり、新たに磁化の書き込みは行われない。以上のような機構でサーボ信号の磁気転写が行われる。
【０００９】
マスタディスクの製作工程を図４に示し、以下に各工程の説明を行う。
第１工程：シリコン基板３ａ（板厚〜５００μｍ）の表面にレジスト膜４（厚さ１．２μｍ）をスピンコータを用いて塗布した後、レジスト膜４に対して、通常のシリコン半導体の製造方法と同様の光リソグラフィ法を用いてパターンニングを行う。なお、レジスト膜は第２工程のエッチングのマスクとして使用し、ノボラック系の材料であるので、エッチングに対してはさほど強固ではないので、エッチングによっても消滅しないように厚みを持たせる事が重要である（図４の（ａ），（ｂ））。
第２工程：反応性プラズマエッチング法（反応ガス：三塩化メタン）を用いてシリコンを５００ｎｍドライエッチングし、溝５を形成する（図４の（ｃ））。
第３工程：スパッタリング法を用いて、レジスト膜４を残した状態で、軟磁性膜３ｂを５００ｎｍ厚で成膜を行ない、溝５へ軟磁性膜３ｂを埋め込む（図４の（ｄ））。
第４工程：軟磁性膜３ｂの成膜後にレジスト膜４を溶かす溶剤中にシリコン基板３ａを（超音波等も必要に応じて使用しながら）浸漬し、軟磁性膜３ｂとシリコン基板３ａとの間のレジスト膜４を溶解し取り除く（図４の（ｅ））。
【００１０】
上記の第３工程において、エッチングされた各サイズの凹部（溝５）に軟磁性膜３ｂを埋め込んだ断面形状を図６（顕微鏡写真）に示し、第４工程では、レジスト膜を溶解する強アルカリ液等からなるリムーバーが、凹部側面に付着した軟磁性膜３ｂの隙間から入りこみ、シリコン基板３ａとレジスト膜４の聞に浸透し、レジスト膜４を溶解する。しかし、高記録密度に対応したマスタディスクでは、磁性膜のパターン幅が０．５μｍ以下となるので、Ｓｉ基板に設けられた凹部の底には、磁性膜が到達しにくいので、長時間にわたりスパッタを行う事により、所望の厚みまで、膜を堆積させる必要がある。このため、凹部側面に付着する軟磁性膜の膜厚は厚くなり、第４工程でのリムーバーの浸透が悪くなり、レジスト膜が十分剥離できないという障害が発生する。
【００１１】
図７（顕微鏡写真）は、第４工程のリフトオフが施された表面観察画像であり（Ａは断面、Ｂは平面を示す）、凹部側面に付着した軟磁性膜３ｂがバリ３ｃとなっている様子を示す。このバリ３ｃが発生すると、磁気転写時のマスタディスクと磁気記録媒体との密着性が悪くなる為に、特許文献１によると、研磨クロスを貼った定盤上に、軟磁性膜が成膜された面が研磨クロス側に向かうように、基板を配置し、研磨液を用いて研磨して除去する手法を用いている。なお研磨液にはコンポール８０（コロイダルシリカおよびアルミナ粒子を樹脂系アミンに分散させた研磨液）を用いるとしている。
【００１２】
また、研磨手法としては、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ）手法も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開２００１−３４９３８号公報
【００１４】
【特許文献２】
特開平１１−３３９２４２号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のコロイダルシリカおよびアルミナ粒子を樹脂系アミンに分散させた研磨液を用いた研磨方法では、研磨量は研磨時間に比例する方式であり、図７に示すように軟磁性膜のバリが発生している部分ではバリが研磨され、バリ発生していない領域ではＳｉ基板面が研磨される事になり、結果的に、バリが無い領域での軟磁性膜が埋設されている溝の深さが浅くなってしまうという問題がある。ＣＭＰを適用しても同様である。
【００１６】
また、バリの量は、個々の基板でバラツキが有るので、確実にバリを除去するには研磨する厚みを多くする必要がある。磁気転写時には、凹部に埋め込まれた軟磁性膜に、転写磁界による磁束が通過し、磁気記録媒体側には磁束が通過しない事によって、磁気パターンの転写は行われるが、研磨によって軟磁性膜の厚みが所望の厚みより薄くなってしまうと、軟磁性膜における磁束密度は軟磁性体の飽和磁束密度を超過し、磁気記録媒体側に磁束が漏洩するという問題が発生する。この磁気記録媒体への磁束の漏洩により、磁気転写が施された磁気記録媒体に関する磁気再生信号には、図５の（ｂ），（ｃ）に示すようなサブパルス（図中矢印で示す）が発生し、誤った信号を生成されるという問題が生ずる（図５の（ａ）は正常な再生信号を示す）。これを防ぐには、凹部の深さを深くし、軟磁性膜の厚みを予め厚くする事により対応できるが、溝幅が０．５μｍ以下では凹部の深さが深くなると、凹部に磁性膜を十分に埋め込む事が困難という問題が生ずる。
【００１７】
そこで本発明は、以上のような問題を解消した磁気転写用マスタディスクの製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題に対して、Ｓｉ基板の表面に熱酸化処理により、０．１〜０．２μｍ厚みのＳｉ０２膜を生成し、Ｓｉ０２膜の上にフォトレジストを塗布し、パターンニング後に現像を行ない、Ｓｉ０２膜エッチング用のフォトレジストマスクを形成する。このフォトレジストマスクを用いてエッチング装置によりＣＨＦ３と酸素の混合ガスの雰囲気中でＳｉ０２膜をエッチングする。この工程では、Ｓｉ基板の表面が露出した段階でエッチングが停止する。この工程により作成されたＳｉ０２膜を、Ｓｉ基板エッチング用のマスクとして使用し、エッチング装置によりＳＦ６ガスの雰囲気中でＳｉをエッチングし、軟磁性膜を埋め込むための凹部（深さ：０．５μｍ）をＳｉ基板上に形成する。スパッタ装置によりＳｉ基板に、軟磁性膜を１μｍ程度堆積させる。このＳｉ基板面に形成されたＳｉ０２膜の硬度は、Ｓｉに対して、約１０倍である。本発明における研磨方法であるＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）では、アルミナ，シリカ，セリア，酸化マンガンの微分末に、研磨対象物を酸化させて脆弱にさせる添加剤を混入した研磨液を用いる。一方、マスタディスクの基板材料であるＳｉに対して、Ｓｉ０２の硬度は、約１０倍以上であるため、Ｓｉ０２をＣＭＰ研磨のストッパーとして用いる事が出来、研磨表面を確実にＳｉ０２表面とする事が可能となる。
【００１９】
請求項１の発明は、基板表面の凹部に磁性体薄膜の磁気パターンを残すように、前記基板表面上に形成した磁性体薄膜をＣＭＰによって研磨する際に、前記磁性体薄膜の下に形成したＳｉＯ２膜を前記ＣＭＰに対する研磨ストッパとして用いることを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明は、請求項１において、前記基板表面にＳｉＯ２膜を形成し、前記ＳｉＯ２膜形成後の基板表面に磁気パターンを設けるための凹部を形成し、前記凹部内を含む前記基板表面に磁性体薄膜を形成することを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明は、請求項２において、前記凹部を形成する際に、前記ＳｉＯ２膜の表面をフォトレジストによってパターンニングし、次いで前記ＳｉＯ２膜をエッチングし、当該エッチング後のＳｉＯ２膜をマスクとして前記基板をエッチングして前記凹部を完成することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施例）
図１は、本発明におけるマスタディスクの製作工程を示し、図４との間の相違点の１つはエッチングによる溝加工に用いるマスクを、ＳｉＯ２膜で形成した点にある。このマスクにＳｉＯ２膜を用いる理由として、溝加工時のエッチングレートがレジストとＳｉとで１：３であるのに対して、ＳｉＯ２とＳｉとで１：２０であるため、Ｓｉ基板に対して同じ深さの溝をエッチングする場合のマスクの厚みは、従来レジストでは１．２μｍであったのに対して、ＳｉＯ２膜では０．２μｍの厚みで良いことになる。これにより、例えばＳｉ基板に形成した深さ：０．５μｍ／幅：０．５μｍの凹部に、軟磁性膜を形成する場合には、フォトレジストのマスクでは、溝の深さは１．７μｍでアスペクト比は３．４となるのに対して、ＳｉＯ２のマスクでは、溝の深さは０．７μｍでアスペクト比は１．４となるので、ＳｉＯ２のマスクの方が凹部に軟磁性膜を埋め込み易くなる。このためＳｉＯ２のマスクを用いた本発明製作方法の方が、高記録密度に対応したマスタディスクの製作に適している。このＳｉＯ２膜を用いた本発明マスタディスクの製作方法を図１を参照して以下に説明する。
第１工程：シリコン基板６の表面を熱酸化処理することにより、０．２μｍの膜厚のＳｉＯ２膜７を形成する（図１の（ａ））。
第２工程：熱酸化処理が施されたシリコン基板６に対して、フォトレジスト８を膜厚０．２μｍで塗布する。後述する酸化膜エッチング装置でのエッチングレートは、フォトレジスト：ＳｉＯ２＝１：２であるので、第１工程で作成された膜厚０．２μｍのＳｉＯ２膜をエッチングするためのフォトレジストの膜厚は０．２μｍ程度で十分である（図１の（ｂ））。
第３工程：シリコン基板６のフォトレジスト８の面に対して、磁気パターンに相当する露光を、例えば電子ビーム露光装置で行ない、レジスト８を感光させる。
第４工程：レジスト８面を現像液に浸し、露光された部分のレジスト８を取り除く（図１の（ｃ））。
第５工程：露出したＳｉＯ２膜７を、酸化膜エッチング装置によりＣＨＦ３と酸素の混合ガスの雰囲気中でエッチングを行い、Ｓｉ表面が現れた時点でエッチングの進行が停止し、フォトレジスト８に形成されたパターンがＳｉＯ２膜７に転写される（図１の（ｄ））。
第６工程：フォトレジスト膜８は不要なので、加熱により、灰化・除去し、ＳｉＯ２膜７のマスクのみとする（図１の（ｅ））。
第７工程：ＳｉＯ２膜７をマスクとして、Ｓｉのエッチング装置によりＳＦ６ガスの雰囲気中で露出しているＳｉをエッチングし、所定の深さまでの溝９（凹部）を形成する（図１の（ｆ））。
第８工程：軟磁性膜１０を直進性の良いスパッタ装置で、Ｓｉ基板６に堆積させる（図１の（ｇ））。
第９工程：ＣＭＰにより、溝部からはみ出した軟磁性膜１０を、ＳｉＯ２膜上面まで研磨する（図１の（ｈ））。
【００２３】
上記の第９工程においては、事前にＣＭＰによるＳｉＯ２膜の研磨レートとＣｏ等の磁性膜の研磨レートを把握し、ＳｉＯ２膜上に堆積している軟磁性膜の厚みが判れば、ＣＭＰによる研磨時間を見積もることが可能となるが、実際には、見積もった研磨時間に若干の余裕を持たせて研磨を行う。研磨の初期は、ＳｉＯ２膜上に堆積している軟磁性膜が削れるが、ＳｉＯ２膜に到達すると、研磨の速度が遅くなり、僅かしか削れなくなる。３μｍ幅のパターンを形成するマスタディスクの製作に、ＣＭＰによる研磨を施した結果、研磨レートが軟磁性膜：ＣｏよりＳｉＯ２の方が非常に遅いことから、研磨表面はＳｉＯ２表面でほぼ停止し、この面に対して軟磁性部が０．０６ミクロン程度窪んでいるのが認められる。しかし、サーボパターン幅を現状の０．２μｍ相当までに、狭くすることにより、軟磁性膜における窪みは相当軽減され、磁気転写における転写性能の低下には成り得ないと思われる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、マスタディスクに対して研磨処理を行った表面位置を、Ｓｉ基板上に設けられたＳｉＯ２膜の表面に、安定して設定する事が可能となりＳｉ基板の凹部に埋め込まれた軟磁性膜の膜厚をバラツキの少ない状態とする事が可能となる。このため、磁気転写後の磁気記録媒体から得られる再生信号にサブバルスを含む事が無いようにすることが出来る。これにより、マスタディスクによる磁気転写性の安定化を図ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるマスタディスクの製作工程図である。
【図２】磁気記憶媒体における磁気転写の工程の説明図である。
【図３】磁気記録媒体における磁気転写の原理の説明図である。
【図４】マスタディスクの製作工程図である。
【図５】磁気転写により磁気パターンを形成された磁気記録媒体からの再生信号を示す図である。
【図６】エッチングによ溝への軟磁性膜埋め込み断面図である。
【図７】マスタディスクにおける軟磁性膜のバリの様子を示す表面観察画像図である。
【符号の説明】
６      Ｓｉ基板
７      ＳｉＯ２膜
８      フォトレジスト
９      溝
１０    軟磁性膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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