JP2004269910A - 磁性材のドライエッチング方法、磁性材及び磁気記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の磁性材の微細なエッチング対象領域を精密にエッチングすることができる磁性材のドライエッチング方法を提供する。
【解決手段】反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１％〜４０％とした。
【選択図】 図１
【解決手段】反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１％〜４０％とした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性材を微細加工するためのドライエッチング方法、磁性材及び磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁性材の微細加工技術として、ＮＨ３（アンモニア）等の含窒素化合物ガスが添加されたＣＯ（一酸化炭素）ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチング（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【０００３】
この反応性イオンエッチングは、磁性材を構成する遷移金属とＣＯガスを反応させて結合エネルギーが小さい遷移金属カーボニル化合物を生成し、生成した遷移金属カーボニル化合物をスパッタリング作用で除去して磁性材を所望の形状に加工するものである。尚、含窒素化合物ガスはＣＯがＣ（炭素）とＯ（酸素）に分解することを抑制し、遷移金属カーボニル化合物の生成を促進するために添加されている。
【０００４】
この反応性イオンエッチングを用いれば、磁気記録媒体の磁性薄膜層等、種々の磁性材の微細加工が可能であると考えられている。
【０００５】
例えば、ハードディスク等の磁気記録媒体は、磁性薄膜層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により面記録密度化が著しく向上しているが、これら磁性粒子の微細化等の改良手法は限界にきており、一層の面記録密度化の向上を実現しうる磁気記録媒体の候補として、磁性薄膜層を多数の微細な記録要素に分割してなるディスクリートタイプの磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようなディスクリートタイプの磁気記録媒体を実現するためには領域幅が１μｍ以下の微細領域の加工が要求されるが、上述の反応性イオンエッチングを利用すれば、このような微細加工も可能であると考えられていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１２―３２２７１０号公報
【特許文献２】
特開平０６―２５９７０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際にＮＨ３ガスが添加されたＣＯガスを反応ガスとして反応性イオンエッチングで記録層の加工を試みたところ、エッチング対象領域の領域幅が小さくなるにつれてエッチングの進行速度が鈍化すると共にエッチングの異方性が損なわれて加工精度が低下する傾向があることが判明した。特に、エッチング対象領域の領域幅が１５０ｎｍ以下の場合、この傾向が著しくなり、精密な加工を行うことが困難であった。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の磁性材の微細なエッチング対象領域を精密にエッチングすることができる磁性材のドライエッチング方法を提供することをその課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応ガスの全流量に対する一酸化炭素ガスの流量の比率を従来よりも大幅に低減することにより、上記課題を解決するに至った。
【００１０】
一酸化炭素ガスの流量の比率を低減することで微細領域の加工精度が向上する理由は必ずしも明らかではないが、概ね次のように考えられる。
【００１１】
含窒素化合物ガスを添加しても微量の一酸化炭素は炭素と酸素に分解する。炭素が磁性材の表面に付着したり、酸素が磁性材と反応して酸化物が生成されると、磁性材のエッチングが阻害される。このような異物の付着は溝の側面においてはエッチングに対するマスクの役割を果たして精密な溝の形成に寄与しうるが、溝の底面においては本来のエッチングを阻害することになる。
【００１２】
エッチング対象領域の領域幅、即ち溝の幅が大きい場合は、カーボニル化されて除去される部分の面積も大きいので、異物が溝底面の一部に付着してもカーボニル化された部分と共に逐次除去されると考えられる。
【００１３】
一方、溝の幅が小さい場合は、カーボニル化されて除去される部分の面積も小さいため、異物が付着した部分が安定して残存しやすい。これにより、溝底面が次第に炭素、酸化物等の異物で被覆され、エッチングの進行が阻害されたり、溝の形状精度が悪化すると考えられる。
【００１４】
これに対して、本発明者は、一酸化炭素の流量比を低減し、含窒素化合物ガスの流量比を高めることにより、一酸化炭素の分解が大幅に低減されてそれだけ異物の生成も大幅に低減され、これにより、微細なエッチング対象領域を加工する場合であっても、エッチングが確実に進行し、精密な加工を実現することができると考えた。
【００１５】
言い換えれば従来、磁性材をカーボニル化する役割を担う一酸化炭素ガスが反応ガスの主要成分であり、ＮＨ３等の含窒素化合物ガスは一酸化炭素ガスの分解を低減するための従属的な成分と考えられており、一酸化炭素ガスの流量比は５０％程度が下限と考えられていたのに対し、本発明は、反応ガス全体の流量に対する一酸化炭素ガスの流量比を半分以下に低減し、含窒素化合物ガスをいわば反応ガスの主要成分としたものであり、従来と全く異なる観点、発想に基づいてなされたものである。
【００１６】
即ち、次のような本発明により、上記課題の解決を図ることができる。
【００１７】
（１）含窒素化合物ガスが添加された一酸化炭素ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより磁性材を微細加工する磁性材のドライエッチング方法であって、前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１％〜４０％としたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。
【００１８】
（２）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を３０％以下としたことを特徴とする前記（１）の磁性材のドライエッチング方法。
【００１９】
（３）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を２０％以下としたことを特徴とする前記（１）の磁性材のドライエッチング方法。
【００２０】
（４）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１５％以下としたことを特徴とする前記（１）の磁性材のドライエッチング方法。
【００２１】
（５）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を５％以上としたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかの磁性材のドライエッチング方法。
【００２２】
（６）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１０％以上としたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかの磁性材のドライエッチング方法。
【００２３】
（７）前記磁性材の近傍の温度を３００℃以下に保持しつつ前記磁性材を微細加工するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれかの磁性材のドライエッチング方法。
【００２４】
（８）前記磁性材の近傍の温度を２００℃以下に保持しつつ前記磁性材を微細加工するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれかの磁性材のドライエッチング方法。
【００２５】
（９）前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の磁性材のドライエッチング方法を用いて、領域幅が１５０ｎｍ以下のエッチング対象領域がエッチングされたことを特徴とする磁性材。
【００２６】
（１０）前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の磁性材のドライエッチング方法を用いて、領域幅が１００ｎｍ以下のエッチング対象領域がエッチングされたことを特徴とする磁性材。
【００２７】
（１１）被加工面が表面に対して４５〜８５°の角度をなすようにエッチングされたことを特徴とする前記（９）乃至（１０）の磁性材。
【００２８】
（１２）磁性材を備えることを特徴とする前記（９）乃至（１１）の磁気記録媒体。
【００２９】
（１３）被加工体を収容するための拡散チャンバーと、該拡散チャンバーに反応ガスとして含窒素ガスが添加された一酸化炭素ガスを供給し、且つ、前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１％〜４０％に制限するための反応ガス供給手段と、前記拡散チャンバー内の被加工体の近傍の温度を３００℃以下に保持するための温度調節手段と、を備えることを特徴とする反応性イオンエッチング装置。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る反応性イオンエッチング装置の構造を模式的に示す一部ブロック図を含む側面図である。
【００３２】
本実施形態は、この反応性イオンエッチング装置を用いた磁性薄膜層（磁性材）の加工工程に特徴を有しており、他の工程は従来と同様であるので他の工程については説明を適宜省略することとする。まず、磁性薄膜層の加工工程の理解のため、磁性薄膜層が形成されている被加工体の構成について簡単に説明しておく。図２は、被加工体の構成を模式的に示す側断面図である。
【００３３】
被加工体１０は、Ｓｉ（シリコン）基板１２に、下地配向層１４、磁性薄膜層１６、第１のマスク層１８、第２のマスク層２０、レジスト層２２がこの順で形成された構造とされている。
【００３４】
下地配向層１４の材質はＣｒ（クロム）、Ｃｒ合金、ＣｏＯ又はＭｇＯ、ＮｉＯ等、磁性薄膜層１６の材質はＣｏ（コバルト）合金とされている。又、第１のマスク層１８の材質はＴａ（タンタル）、第２のマスク層２０の材質はＮｉ（ニッケル）、レジスト層２２の材質はポジ型レジスト（ＺＥＰ５２０ 日本ゼオン株式会社）とされている。
【００３５】
図１に戻って、反応性イオンエッチング装置３０はヘリコン波プラズマ方式であり、拡散チャンバー３２と、拡散チャンバー３２内に被加工体１０を保持するためのＥＳＣ（静電チャック）ステージ電極３４と、ステージ電極３４を冷却するための冷却装置３５（温度調節手段）と、プラズマを発生するための石英製ベル・ジャー３６と、を備えている。
【００３６】
ＥＳＣステージ電極３４にはバイアス電圧を印加するためのバイアス電源３８が結線されている。尚、バイアス電源は、周波数が１．６ＭＨｚの交流電源である。
【００３７】
なお、ＥＳＣステージ電極３４に代えて、機械的に試料を保持するステージを用いてもよい。
【００３８】
冷却装置３５は、水、エチレングリコール、フロリナート等の液体冷媒及び／又はヘリウムガス等の気体冷媒をＥＳＣステージ電極３４に供給することにより、ＥＳＣステージ電極３４を冷却するように構成されている。
【００３９】
石英製ベル・ジャー３６は下端が拡散チャンバー３２内に開口し、下端近傍において反応ガスを導入するためのガス導入部３６Ａに連通している。又、石英製ベル・ジャー３６の周囲には、電磁コイル４０と、アンテナ４２が配設され、アンテナ４２にはプラズマ発生電源４４が結線されている。尚、プラズマ発生電源４４は、周波数が１３．５６ＭＨｚの交流電源である。
【００４０】
次に、被加工体１０の加工方法について説明する。
【００４１】
図３は、被加工体１０の加工の流れを示すフローチャートである。
【００４２】
まず、被加工体１０を用意する。被加工体１０はＳｉ基板１２に、下地配向層１４を３００〜３０００Åの厚さで、磁性薄膜層１６を１００〜３００Åの厚さで、第１のマスク層１８を１００〜５００Åの厚さで、第２のマスク層２０を１００〜３００Åの厚さで、この順でスパッタリング法により形成し、更にレジスト層２２を３００〜３０００Åの厚さでスピンコート法で塗布することにより得られる。
【００４３】
この被加工体１０のレジスト層２２に電子線露光装置（図示省略）を用いて露光し、ＺＥＤ−Ｎ５０（日本ゼオン社）を用いて室温で５分現像して露光部を除去し、図４に示されるように微細な間隔で多数の溝を形成する。
【００４４】
次に、Ａｒ（アルゴン）ガスを用いたイオンビームエッチング装置（図示省略）を用いて、図５に示されるように溝底面の第２のマスク層２０を除去する。尚、この際溝以外の領域のレジスト層２２も若干除去される。
【００４５】
次に、ＣＦ４ガス又はＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチング装置（図示省略）で、図６に示されるように溝底面の第１のマスク層１８を除去する。ここで、溝以外の領域のレジスト層２２は完全に除去される。又、溝以外の領域の第２のマスク層２０も一部除去されるが若干量が残存する。
【００４６】
次に、前記反応性イオンエッチング装置３０を用いて図７に示されるように溝底面の磁性薄膜層１６を除去する。
【００４７】
具体的には、被加工体１０をＥＳＣステージ電極３４に載置・固定し、バイアス電圧を印加する。更に、電磁コイル４０が磁界を発し、アンテナ４２がヘリコン波を発するとヘリコン波は磁界に沿って伝播し、石英製ベル・ジャー３６の内部に高密度のプラズマが発生する。ガス導入部３６ＡからＣＯガス及びＮＨ３ガスを供給するとラジカルが拡散チャンバー３２内に拡散して被加工体１０の磁性薄膜層１６の表面をカーボニル化する。又、イオンがバイアス電圧により誘導されて被加工体１０に略垂直に衝突し、カーボニル化された磁性薄膜層１６の表面を除去する。
【００４８】
この際、ＣＯガス及びＮＨ３ガスからなる反応ガスの全流量に対するＣＯガスの流量比を１〜４０％の範囲内に制限しておく。又、ＥＳＣステージ電極３４を冷却装置３５で冷却し、被加工体１０の近傍の温度を２００℃以下に保持する。これにより磁性薄膜層１６のエッチング対象領域である第１のマスク層１８から露出した部分は、領域幅（溝幅）が例えば１５０ｎｍ以下の微細領域であっても、略垂直方向（厚さ方向）に精密にエッチングされ、磁性薄膜層１６が多数の記録要素に分割される。記録要素は側面（被加工面）が、表面に対して４５〜８５°の角度をなすように形成される。
【００４９】
尚この反応性イオンエッチングにより、溝以外の領域の第２のマスク層２０が完全に除去される。又、溝以外の領域の第１のマスク層１８も大部分が除去されるが微小量が記録要素の上面に残存する。
【００５０】
次に、ＣＦ４ガス又はＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチング装置（図示省略）で、図８に示されるように記録要素の上面に残存する第１のマスク層１８を完全に除去する。尚、ＣＦ４ガス又はＳＦ６ガスを用いた反応性アッシング装置（図示省略）で記録要素の上面に残存する第１のマスク層１８を除去してもよい。
【００５１】
これにより、磁性薄膜層１６の微細加工が完了する。
【００５２】
上述のように、磁性薄膜層１６をドライエッチングする際に、ＣＯガス及びＮＨ３ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比を１〜４０％の範囲内に制限することにより領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の微細なエッチング対象領域を高精度でエッチング加工することができる。これにより、例えばディスクリートタイプの磁気記録媒体等、磁性材の微細加工を要する様々な製品の製造が可能となる。
【００５３】
尚、ＣＯガス及びＮＨ３ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比を１〜４０％の範囲内に調節するために、一般的に新たな設備の設置は不要である。又、仮に新たな設備が必要とされる場合であっても簡単なもので足りる。従って、本実施形態に係る磁性部材のドライエッチング方法は低コストである。
【００５４】
更に、領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の微細なエッチング対象領域をエッチングする場合、ＣＯガス及びＮＨ３ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比を１〜４０％の範囲内に制限することで従来の反応性イオンエッチングよりもエッチングの進行を著しく速めることができ、本実施形態に係る磁性部材のドライエッチング方法は生産効率がよい。
【００５５】
尚、本実施形態において、磁性薄膜層１６をエッチングするための反応性イオンエッチングの反応ガスとしてＮＨ３ガスが添加されたＣＯガスを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＯの分解を抑制する作用を有するアミン類ガス等の他の含窒素化合物ガスが添加されたＣＯガスを反応ガスとして用いてもよい。
【００５６】
又、本実施形態において、磁性薄膜層１６をエッチングするための反応性イオンエッチング装置３０はヘリコン波プラズマ方式であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、平行平板方式、マグネトロン方式、２周波励磁方式、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式等、他の方式の反応性イオンエッチング装置を用いてもよい。
【００５７】
又、本実施形態において、レジスト層及び材質が異なる２層のマスク層を磁性薄膜層１６に形成し、３段階のドライエッチングで被加工体１０に溝を形成して磁性薄膜層１６を分割しているが、含窒素化合物ガスが添加されたＣＯガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングに対して耐食性を有するマスク層を磁性薄膜層１６に高精度で形成することができれば、レジスト層、マスク層の材質、及びこれらの積層数は特に限定されない。
【００５８】
又、本実施形態において、被加工体１０はＳｉ基板１２に下地配向層１４を介して磁性薄膜層１６を形成した構成の試験用の試料であるが、ハードディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、磁気ヘッド等、磁性材を有して構成される種々の記録媒体、装置の加工に本発明を適用可能である。
【００５９】
（実施例）
第１のマスク層１８を３００ｎｍ、６０ｎｍ、４０ｎｍの幅で除去して溝を形成した被加工体１０を３個用意し、ＮＨ３ガスが添加されたＣＯガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより上記実施形態のとおりに、次の条件下で磁性薄膜層１６の露出部分をエッチングした。
【００６０】
拡散チャンバー３２内の気圧：１．０×１０−５Ｐａ
反応ガス圧：０．４Ｐａ
ＣＯガス流量：１２．５ｃｃｍ
ＮＨ３ガス流量：８７．５ｃｃｍ
ステージ温度：２００℃
ソース電力：１０００Ｗ
ＲＦ印加電力：１．６５Ｗ／ｃｍ２
【００６１】
図９（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、３個の被加工体１０はいずれも磁性薄膜層１６の露出部分が厚さ方向に精密に除去された。
【００６２】
又、図１０に示されるように磁性薄膜層１６の表面の状態は良好で、剥離等は観察されなかった。
【００６３】
（比較例１）
上記実施例と同様に、第１のマスク層１８をそれぞれ３００ｎｍ、６０ｎｍ、４０ｎｍの幅で除去して溝を形成した３個の被加工体１０を用意した。ＣＯガス及びＮＨ３ガスの流量を下記のように変更した以外は上記実施例と同じ条件で磁性薄膜層１６の露出部分をエッチングした。
【００６４】
ＣＯガス流量：５０．０ｃｃｍ
ＮＨ３ガス流量：５０．０ｃｃｍ
【００６５】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、露出部分の幅が３００ｎｍの場合は実施例と同様に磁性薄膜層１６のエッチング対象領域が厚さ方向に精密に除去されたが、露出部分の幅が６０ｎｍの場合はエッチングの深さが不充分で、形状精度も悪かった。又、露出部分の幅が４０ｎｍの場合はエッチングが殆ど進行しなかった。なお、磁性薄膜層１６の剥離は観察されなかった。
【００６６】
（比較例２）
上記実施例と同様に、第１のマスク層１８をそれぞれ３００ｎｍ、６０ｎｍ、４０ｎｍの幅で除去して溝を形成した３個の被加工体１０を用意した。ステージ温度の冷却は行わず、ステージ温度が３００℃よりも上昇した状態に放置した。その他は上記実施例と同じ条件とし、磁性薄膜層１６の露出部分をエッチングした。
【００６７】
図１２に示されるように、磁性薄膜層１６の表面に、剥離による多数の斑点状の凹部が形成され、所望のエッチング加工を行うことができなかった。
【００６８】
以上より、磁性薄膜層の微細なエッチング対象領域を高精度で加工するためには、反応ガスの全流量に対するＣＯガスの流量比を低減することが有効であることが確認された。
【００６９】
尚、上記実施例において、反応ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比率は１２．５％であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、反応ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比率は１〜４０％の範囲内でエッチング対象領域の領域幅等に応じて適宜調節すればよい。
【００７０】
例えば、エッチング対象領域の領域幅が比較的大きい場合は、ＣＯガスの流量比率を高くしても、溝底面のエッチングは阻害されにくい一方、磁性材のカーボニル化が促進されるので、エッチング速度を速めることができる。
【００７１】
これに対し、エッチング対象領域の領域幅が比較的小さい場合は、ＣＯガスの流量比率を低くすれば、溝底面のエッチングが阻害されることを防止又は低減しつつ確実にエッチングを進行させることができる。例えば、領域幅が１５０ｎｍ以下の微細領域をエッチングする場合には、ＣＯガスの流量比率を３０％以下とすることが好ましい。更に、このような微細領域の加工精度を高めるためにはＣＯガスの流量比率を２０％以下とすることが好ましく、更に又、ＣＯガスの流量比率を１５％以下とすれば一層加工精度を高めることができる。
【００７２】
一方、磁性材のカーボニル化を促進して生産性を高めるためには、ＣＯガスの流量比率は５％以上とすることが好ましく、更に、ＣＯガスの流量比率を１０％以上とすれば一層効率よく磁性材をエッチングすることができる。
【００７３】
尚、領域幅が例えば１５０ｎｍよりも大きな充分広いエッチング対象領域をエッチングする場合は、ＣＯガスの流量比を上記の範囲よりも高くしても生産効率、加工精度という点で特に問題がない場合もある。
【００７４】
これに対し、磁性材における領域幅が１５０ｎｍ以下のエッチング対象領域を高精度で効率良く微細加工するためには本発明に係る反応性イオンエッチングの手法が不可欠である。
【００７５】
言い換えれば、領域幅が１５０ｎｍ以下の溝等が形成された磁性材は本発明に係る反応性イオンエッチングの手法を用いて製造されたものであると推定される。特に、領域幅が１００ｎｍ以下の溝等が形成されていれば、本発明に係る反応性イオンエッチングの手法を用いて製造された磁性材である可能性が一層高いと考えられる。
【００７６】
更に、このような微細な領域幅のエッチング対象領域に対して、被加工面が表面に対して４５〜８５°の角度をなすようなエッチングがなされていれば、本発明に係る反応性イオンエッチングの手法を用いて製造された磁性材である可能性は更に高い。
【００７７】
尚、反応性イオンエッチングによる磁性薄膜層の剥離を確実に防止するためには、上記実施形態のように被加工体の近傍の温度を２００℃以下に保持することが好ましいが、被加工体の近傍の温度を３００℃以下に保持すれば磁性薄膜層の剥離を概ね防止することができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の磁性材の微細なエッチング対象領域を精密にエッチングすることが可能となるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁性薄膜層の加工のための反応性イオンエッチング装置の構造を模式的に示す一部ブロック図を含む側面図
【図２】同反応性イオンエッチング装置で加工される被加工体の構成を模式的に示す側断面図
【図３】同被加工体の加工工程を示すフローチャート
【図４】分割パターンに相当する溝がレジスト層に転写された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図５】溝底面の第２のマスク層が除去された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図６】溝底面の第１のマスク層が除去された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図７】磁性薄膜層が分割された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図８】記録要素の上面に残留した第１のマスク層が除去された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図９】本発明の実施例に係る磁性薄膜層が分割された被加工体の側断面写真
【図１０】同被加工体の表面状態を拡大して示す平面写真
【図１１】比較例に係る磁性薄膜層が分割された被加工体の側断面写真
【図１２】同被加工体の表面状態を拡大して示す平面写真
【符号の説明】
１０…被加工体
１２…Ｓｉ基板
１４…下地配向層
１６…磁性薄膜層
１８…第１のマスク層
２０…第２のマスク層
２２…レジスト層
３０…反応性イオンエッチング装置
３２…拡散チャンバー
３４…ＥＳＣステージ電極
３５…冷却装置（温度調節手段）
３６…石英製ベル・ジャー
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁性材を微細加工するためのドライエッチング方法、磁性材及び磁気記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、磁性材の微細加工技術として、ＮＨ３（アンモニア）等の含窒素化合物ガスが添加されたＣＯ（一酸化炭素）ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチング（例えば、特許文献１参照）が知られている。
【０００３】
この反応性イオンエッチングは、磁性材を構成する遷移金属とＣＯガスを反応させて結合エネルギーが小さい遷移金属カーボニル化合物を生成し、生成した遷移金属カーボニル化合物をスパッタリング作用で除去して磁性材を所望の形状に加工するものである。尚、含窒素化合物ガスはＣＯがＣ（炭素）とＯ（酸素）に分解することを抑制し、遷移金属カーボニル化合物の生成を促進するために添加されている。
【０００４】
この反応性イオンエッチングを用いれば、磁気記録媒体の磁性薄膜層等、種々の磁性材の微細加工が可能であると考えられている。
【０００５】
例えば、ハードディスク等の磁気記録媒体は、磁性薄膜層を構成する磁性粒子の微細化、材料の変更、ヘッド加工の微細化等の改良により面記録密度化が著しく向上しているが、これら磁性粒子の微細化等の改良手法は限界にきており、一層の面記録密度化の向上を実現しうる磁気記録媒体の候補として、磁性薄膜層を多数の微細な記録要素に分割してなるディスクリートタイプの磁気記録媒体が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようなディスクリートタイプの磁気記録媒体を実現するためには領域幅が１μｍ以下の微細領域の加工が要求されるが、上述の反応性イオンエッチングを利用すれば、このような微細加工も可能であると考えられていた。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１２―３２２７１０号公報
【特許文献２】
特開平０６―２５９７０９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際にＮＨ３ガスが添加されたＣＯガスを反応ガスとして反応性イオンエッチングで記録層の加工を試みたところ、エッチング対象領域の領域幅が小さくなるにつれてエッチングの進行速度が鈍化すると共にエッチングの異方性が損なわれて加工精度が低下する傾向があることが判明した。特に、エッチング対象領域の領域幅が１５０ｎｍ以下の場合、この傾向が著しくなり、精密な加工を行うことが困難であった。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の磁性材の微細なエッチング対象領域を精密にエッチングすることができる磁性材のドライエッチング方法を提供することをその課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、反応ガスの全流量に対する一酸化炭素ガスの流量の比率を従来よりも大幅に低減することにより、上記課題を解決するに至った。
【００１０】
一酸化炭素ガスの流量の比率を低減することで微細領域の加工精度が向上する理由は必ずしも明らかではないが、概ね次のように考えられる。
【００１１】
含窒素化合物ガスを添加しても微量の一酸化炭素は炭素と酸素に分解する。炭素が磁性材の表面に付着したり、酸素が磁性材と反応して酸化物が生成されると、磁性材のエッチングが阻害される。このような異物の付着は溝の側面においてはエッチングに対するマスクの役割を果たして精密な溝の形成に寄与しうるが、溝の底面においては本来のエッチングを阻害することになる。
【００１２】
エッチング対象領域の領域幅、即ち溝の幅が大きい場合は、カーボニル化されて除去される部分の面積も大きいので、異物が溝底面の一部に付着してもカーボニル化された部分と共に逐次除去されると考えられる。
【００１３】
一方、溝の幅が小さい場合は、カーボニル化されて除去される部分の面積も小さいため、異物が付着した部分が安定して残存しやすい。これにより、溝底面が次第に炭素、酸化物等の異物で被覆され、エッチングの進行が阻害されたり、溝の形状精度が悪化すると考えられる。
【００１４】
これに対して、本発明者は、一酸化炭素の流量比を低減し、含窒素化合物ガスの流量比を高めることにより、一酸化炭素の分解が大幅に低減されてそれだけ異物の生成も大幅に低減され、これにより、微細なエッチング対象領域を加工する場合であっても、エッチングが確実に進行し、精密な加工を実現することができると考えた。
【００１５】
言い換えれば従来、磁性材をカーボニル化する役割を担う一酸化炭素ガスが反応ガスの主要成分であり、ＮＨ３等の含窒素化合物ガスは一酸化炭素ガスの分解を低減するための従属的な成分と考えられており、一酸化炭素ガスの流量比は５０％程度が下限と考えられていたのに対し、本発明は、反応ガス全体の流量に対する一酸化炭素ガスの流量比を半分以下に低減し、含窒素化合物ガスをいわば反応ガスの主要成分としたものであり、従来と全く異なる観点、発想に基づいてなされたものである。
【００１６】
即ち、次のような本発明により、上記課題の解決を図ることができる。
【００１７】
（１）含窒素化合物ガスが添加された一酸化炭素ガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより磁性材を微細加工する磁性材のドライエッチング方法であって、前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１％〜４０％としたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。
【００１８】
（２）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を３０％以下としたことを特徴とする前記（１）の磁性材のドライエッチング方法。
【００１９】
（３）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を２０％以下としたことを特徴とする前記（１）の磁性材のドライエッチング方法。
【００２０】
（４）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１５％以下としたことを特徴とする前記（１）の磁性材のドライエッチング方法。
【００２１】
（５）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を５％以上としたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかの磁性材のドライエッチング方法。
【００２２】
（６）前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１０％以上としたことを特徴とする前記（１）乃至（４）のいずれかの磁性材のドライエッチング方法。
【００２３】
（７）前記磁性材の近傍の温度を３００℃以下に保持しつつ前記磁性材を微細加工するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれかの磁性材のドライエッチング方法。
【００２４】
（８）前記磁性材の近傍の温度を２００℃以下に保持しつつ前記磁性材を微細加工するようにしたことを特徴とする前記（１）乃至（６）のいずれかの磁性材のドライエッチング方法。
【００２５】
（９）前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の磁性材のドライエッチング方法を用いて、領域幅が１５０ｎｍ以下のエッチング対象領域がエッチングされたことを特徴とする磁性材。
【００２６】
（１０）前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の磁性材のドライエッチング方法を用いて、領域幅が１００ｎｍ以下のエッチング対象領域がエッチングされたことを特徴とする磁性材。
【００２７】
（１１）被加工面が表面に対して４５〜８５°の角度をなすようにエッチングされたことを特徴とする前記（９）乃至（１０）の磁性材。
【００２８】
（１２）磁性材を備えることを特徴とする前記（９）乃至（１１）の磁気記録媒体。
【００２９】
（１３）被加工体を収容するための拡散チャンバーと、該拡散チャンバーに反応ガスとして含窒素ガスが添加された一酸化炭素ガスを供給し、且つ、前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１％〜４０％に制限するための反応ガス供給手段と、前記拡散チャンバー内の被加工体の近傍の温度を３００℃以下に保持するための温度調節手段と、を備えることを特徴とする反応性イオンエッチング装置。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００３１】
図１は、本実施形態に係る反応性イオンエッチング装置の構造を模式的に示す一部ブロック図を含む側面図である。
【００３２】
本実施形態は、この反応性イオンエッチング装置を用いた磁性薄膜層（磁性材）の加工工程に特徴を有しており、他の工程は従来と同様であるので他の工程については説明を適宜省略することとする。まず、磁性薄膜層の加工工程の理解のため、磁性薄膜層が形成されている被加工体の構成について簡単に説明しておく。図２は、被加工体の構成を模式的に示す側断面図である。
【００３３】
被加工体１０は、Ｓｉ（シリコン）基板１２に、下地配向層１４、磁性薄膜層１６、第１のマスク層１８、第２のマスク層２０、レジスト層２２がこの順で形成された構造とされている。
【００３４】
下地配向層１４の材質はＣｒ（クロム）、Ｃｒ合金、ＣｏＯ又はＭｇＯ、ＮｉＯ等、磁性薄膜層１６の材質はＣｏ（コバルト）合金とされている。又、第１のマスク層１８の材質はＴａ（タンタル）、第２のマスク層２０の材質はＮｉ（ニッケル）、レジスト層２２の材質はポジ型レジスト（ＺＥＰ５２０ 日本ゼオン株式会社）とされている。
【００３５】
図１に戻って、反応性イオンエッチング装置３０はヘリコン波プラズマ方式であり、拡散チャンバー３２と、拡散チャンバー３２内に被加工体１０を保持するためのＥＳＣ（静電チャック）ステージ電極３４と、ステージ電極３４を冷却するための冷却装置３５（温度調節手段）と、プラズマを発生するための石英製ベル・ジャー３６と、を備えている。
【００３６】
ＥＳＣステージ電極３４にはバイアス電圧を印加するためのバイアス電源３８が結線されている。尚、バイアス電源は、周波数が１．６ＭＨｚの交流電源である。
【００３７】
なお、ＥＳＣステージ電極３４に代えて、機械的に試料を保持するステージを用いてもよい。
【００３８】
冷却装置３５は、水、エチレングリコール、フロリナート等の液体冷媒及び／又はヘリウムガス等の気体冷媒をＥＳＣステージ電極３４に供給することにより、ＥＳＣステージ電極３４を冷却するように構成されている。
【００３９】
石英製ベル・ジャー３６は下端が拡散チャンバー３２内に開口し、下端近傍において反応ガスを導入するためのガス導入部３６Ａに連通している。又、石英製ベル・ジャー３６の周囲には、電磁コイル４０と、アンテナ４２が配設され、アンテナ４２にはプラズマ発生電源４４が結線されている。尚、プラズマ発生電源４４は、周波数が１３．５６ＭＨｚの交流電源である。
【００４０】
次に、被加工体１０の加工方法について説明する。
【００４１】
図３は、被加工体１０の加工の流れを示すフローチャートである。
【００４２】
まず、被加工体１０を用意する。被加工体１０はＳｉ基板１２に、下地配向層１４を３００〜３０００Åの厚さで、磁性薄膜層１６を１００〜３００Åの厚さで、第１のマスク層１８を１００〜５００Åの厚さで、第２のマスク層２０を１００〜３００Åの厚さで、この順でスパッタリング法により形成し、更にレジスト層２２を３００〜３０００Åの厚さでスピンコート法で塗布することにより得られる。
【００４３】
この被加工体１０のレジスト層２２に電子線露光装置（図示省略）を用いて露光し、ＺＥＤ−Ｎ５０（日本ゼオン社）を用いて室温で５分現像して露光部を除去し、図４に示されるように微細な間隔で多数の溝を形成する。
【００４４】
次に、Ａｒ（アルゴン）ガスを用いたイオンビームエッチング装置（図示省略）を用いて、図５に示されるように溝底面の第２のマスク層２０を除去する。尚、この際溝以外の領域のレジスト層２２も若干除去される。
【００４５】
次に、ＣＦ４ガス又はＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチング装置（図示省略）で、図６に示されるように溝底面の第１のマスク層１８を除去する。ここで、溝以外の領域のレジスト層２２は完全に除去される。又、溝以外の領域の第２のマスク層２０も一部除去されるが若干量が残存する。
【００４６】
次に、前記反応性イオンエッチング装置３０を用いて図７に示されるように溝底面の磁性薄膜層１６を除去する。
【００４７】
具体的には、被加工体１０をＥＳＣステージ電極３４に載置・固定し、バイアス電圧を印加する。更に、電磁コイル４０が磁界を発し、アンテナ４２がヘリコン波を発するとヘリコン波は磁界に沿って伝播し、石英製ベル・ジャー３６の内部に高密度のプラズマが発生する。ガス導入部３６ＡからＣＯガス及びＮＨ３ガスを供給するとラジカルが拡散チャンバー３２内に拡散して被加工体１０の磁性薄膜層１６の表面をカーボニル化する。又、イオンがバイアス電圧により誘導されて被加工体１０に略垂直に衝突し、カーボニル化された磁性薄膜層１６の表面を除去する。
【００４８】
この際、ＣＯガス及びＮＨ３ガスからなる反応ガスの全流量に対するＣＯガスの流量比を１〜４０％の範囲内に制限しておく。又、ＥＳＣステージ電極３４を冷却装置３５で冷却し、被加工体１０の近傍の温度を２００℃以下に保持する。これにより磁性薄膜層１６のエッチング対象領域である第１のマスク層１８から露出した部分は、領域幅（溝幅）が例えば１５０ｎｍ以下の微細領域であっても、略垂直方向（厚さ方向）に精密にエッチングされ、磁性薄膜層１６が多数の記録要素に分割される。記録要素は側面（被加工面）が、表面に対して４５〜８５°の角度をなすように形成される。
【００４９】
尚この反応性イオンエッチングにより、溝以外の領域の第２のマスク層２０が完全に除去される。又、溝以外の領域の第１のマスク層１８も大部分が除去されるが微小量が記録要素の上面に残存する。
【００５０】
次に、ＣＦ４ガス又はＳＦ６ガスを用いた反応性イオンエッチング装置（図示省略）で、図８に示されるように記録要素の上面に残存する第１のマスク層１８を完全に除去する。尚、ＣＦ４ガス又はＳＦ６ガスを用いた反応性アッシング装置（図示省略）で記録要素の上面に残存する第１のマスク層１８を除去してもよい。
【００５１】
これにより、磁性薄膜層１６の微細加工が完了する。
【００５２】
上述のように、磁性薄膜層１６をドライエッチングする際に、ＣＯガス及びＮＨ３ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比を１〜４０％の範囲内に制限することにより領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の微細なエッチング対象領域を高精度でエッチング加工することができる。これにより、例えばディスクリートタイプの磁気記録媒体等、磁性材の微細加工を要する様々な製品の製造が可能となる。
【００５３】
尚、ＣＯガス及びＮＨ３ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比を１〜４０％の範囲内に調節するために、一般的に新たな設備の設置は不要である。又、仮に新たな設備が必要とされる場合であっても簡単なもので足りる。従って、本実施形態に係る磁性部材のドライエッチング方法は低コストである。
【００５４】
更に、領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の微細なエッチング対象領域をエッチングする場合、ＣＯガス及びＮＨ３ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比を１〜４０％の範囲内に制限することで従来の反応性イオンエッチングよりもエッチングの進行を著しく速めることができ、本実施形態に係る磁性部材のドライエッチング方法は生産効率がよい。
【００５５】
尚、本実施形態において、磁性薄膜層１６をエッチングするための反応性イオンエッチングの反応ガスとしてＮＨ３ガスが添加されたＣＯガスを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＯの分解を抑制する作用を有するアミン類ガス等の他の含窒素化合物ガスが添加されたＣＯガスを反応ガスとして用いてもよい。
【００５６】
又、本実施形態において、磁性薄膜層１６をエッチングするための反応性イオンエッチング装置３０はヘリコン波プラズマ方式であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、平行平板方式、マグネトロン方式、２周波励磁方式、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）方式、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）方式等、他の方式の反応性イオンエッチング装置を用いてもよい。
【００５７】
又、本実施形態において、レジスト層及び材質が異なる２層のマスク層を磁性薄膜層１６に形成し、３段階のドライエッチングで被加工体１０に溝を形成して磁性薄膜層１６を分割しているが、含窒素化合物ガスが添加されたＣＯガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングに対して耐食性を有するマスク層を磁性薄膜層１６に高精度で形成することができれば、レジスト層、マスク層の材質、及びこれらの積層数は特に限定されない。
【００５８】
又、本実施形態において、被加工体１０はＳｉ基板１２に下地配向層１４を介して磁性薄膜層１６を形成した構成の試験用の試料であるが、ハードディスク等の磁気ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、磁気ヘッド等、磁性材を有して構成される種々の記録媒体、装置の加工に本発明を適用可能である。
【００５９】
（実施例）
第１のマスク層１８を３００ｎｍ、６０ｎｍ、４０ｎｍの幅で除去して溝を形成した被加工体１０を３個用意し、ＮＨ３ガスが添加されたＣＯガスを反応ガスとする反応性イオンエッチングにより上記実施形態のとおりに、次の条件下で磁性薄膜層１６の露出部分をエッチングした。
【００６０】
拡散チャンバー３２内の気圧：１．０×１０−５Ｐａ
反応ガス圧：０．４Ｐａ
ＣＯガス流量：１２．５ｃｃｍ
ＮＨ３ガス流量：８７．５ｃｃｍ
ステージ温度：２００℃
ソース電力：１０００Ｗ
ＲＦ印加電力：１．６５Ｗ／ｃｍ２
【００６１】
図９（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、３個の被加工体１０はいずれも磁性薄膜層１６の露出部分が厚さ方向に精密に除去された。
【００６２】
又、図１０に示されるように磁性薄膜層１６の表面の状態は良好で、剥離等は観察されなかった。
【００６３】
（比較例１）
上記実施例と同様に、第１のマスク層１８をそれぞれ３００ｎｍ、６０ｎｍ、４０ｎｍの幅で除去して溝を形成した３個の被加工体１０を用意した。ＣＯガス及びＮＨ３ガスの流量を下記のように変更した以外は上記実施例と同じ条件で磁性薄膜層１６の露出部分をエッチングした。
【００６４】
ＣＯガス流量：５０．０ｃｃｍ
ＮＨ３ガス流量：５０．０ｃｃｍ
【００６５】
図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示されるように、露出部分の幅が３００ｎｍの場合は実施例と同様に磁性薄膜層１６のエッチング対象領域が厚さ方向に精密に除去されたが、露出部分の幅が６０ｎｍの場合はエッチングの深さが不充分で、形状精度も悪かった。又、露出部分の幅が４０ｎｍの場合はエッチングが殆ど進行しなかった。なお、磁性薄膜層１６の剥離は観察されなかった。
【００６６】
（比較例２）
上記実施例と同様に、第１のマスク層１８をそれぞれ３００ｎｍ、６０ｎｍ、４０ｎｍの幅で除去して溝を形成した３個の被加工体１０を用意した。ステージ温度の冷却は行わず、ステージ温度が３００℃よりも上昇した状態に放置した。その他は上記実施例と同じ条件とし、磁性薄膜層１６の露出部分をエッチングした。
【００６７】
図１２に示されるように、磁性薄膜層１６の表面に、剥離による多数の斑点状の凹部が形成され、所望のエッチング加工を行うことができなかった。
【００６８】
以上より、磁性薄膜層の微細なエッチング対象領域を高精度で加工するためには、反応ガスの全流量に対するＣＯガスの流量比を低減することが有効であることが確認された。
【００６９】
尚、上記実施例において、反応ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比率は１２．５％であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、反応ガスの全流量に対するＣＯガスの流量の比率は１〜４０％の範囲内でエッチング対象領域の領域幅等に応じて適宜調節すればよい。
【００７０】
例えば、エッチング対象領域の領域幅が比較的大きい場合は、ＣＯガスの流量比率を高くしても、溝底面のエッチングは阻害されにくい一方、磁性材のカーボニル化が促進されるので、エッチング速度を速めることができる。
【００７１】
これに対し、エッチング対象領域の領域幅が比較的小さい場合は、ＣＯガスの流量比率を低くすれば、溝底面のエッチングが阻害されることを防止又は低減しつつ確実にエッチングを進行させることができる。例えば、領域幅が１５０ｎｍ以下の微細領域をエッチングする場合には、ＣＯガスの流量比率を３０％以下とすることが好ましい。更に、このような微細領域の加工精度を高めるためにはＣＯガスの流量比率を２０％以下とすることが好ましく、更に又、ＣＯガスの流量比率を１５％以下とすれば一層加工精度を高めることができる。
【００７２】
一方、磁性材のカーボニル化を促進して生産性を高めるためには、ＣＯガスの流量比率は５％以上とすることが好ましく、更に、ＣＯガスの流量比率を１０％以上とすれば一層効率よく磁性材をエッチングすることができる。
【００７３】
尚、領域幅が例えば１５０ｎｍよりも大きな充分広いエッチング対象領域をエッチングする場合は、ＣＯガスの流量比を上記の範囲よりも高くしても生産効率、加工精度という点で特に問題がない場合もある。
【００７４】
これに対し、磁性材における領域幅が１５０ｎｍ以下のエッチング対象領域を高精度で効率良く微細加工するためには本発明に係る反応性イオンエッチングの手法が不可欠である。
【００７５】
言い換えれば、領域幅が１５０ｎｍ以下の溝等が形成された磁性材は本発明に係る反応性イオンエッチングの手法を用いて製造されたものであると推定される。特に、領域幅が１００ｎｍ以下の溝等が形成されていれば、本発明に係る反応性イオンエッチングの手法を用いて製造された磁性材である可能性が一層高いと考えられる。
【００７６】
更に、このような微細な領域幅のエッチング対象領域に対して、被加工面が表面に対して４５〜８５°の角度をなすようなエッチングがなされていれば、本発明に係る反応性イオンエッチングの手法を用いて製造された磁性材である可能性は更に高い。
【００７７】
尚、反応性イオンエッチングによる磁性薄膜層の剥離を確実に防止するためには、上記実施形態のように被加工体の近傍の温度を２００℃以下に保持することが好ましいが、被加工体の近傍の温度を３００℃以下に保持すれば磁性薄膜層の剥離を概ね防止することができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、領域幅が例えば１５０ｎｍ以下の磁性材の微細なエッチング対象領域を精密にエッチングすることが可能となるという優れた効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る磁性薄膜層の加工のための反応性イオンエッチング装置の構造を模式的に示す一部ブロック図を含む側面図
【図２】同反応性イオンエッチング装置で加工される被加工体の構成を模式的に示す側断面図
【図３】同被加工体の加工工程を示すフローチャート
【図４】分割パターンに相当する溝がレジスト層に転写された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図５】溝底面の第２のマスク層が除去された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図６】溝底面の第１のマスク層が除去された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図７】磁性薄膜層が分割された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図８】記録要素の上面に残留した第１のマスク層が除去された被加工体の形状を模式的に示す側断面図
【図９】本発明の実施例に係る磁性薄膜層が分割された被加工体の側断面写真
【図１０】同被加工体の表面状態を拡大して示す平面写真
【図１１】比較例に係る磁性薄膜層が分割された被加工体の側断面写真
【図１２】同被加工体の表面状態を拡大して示す平面写真
【符号の説明】
１０…被加工体
１２…Ｓｉ基板
１４…下地配向層
１６…磁性薄膜層
１８…第１のマスク層
２０…第２のマスク層
２２…レジスト層
３０…反応性イオンエッチング装置
３２…拡散チャンバー
３４…ＥＳＣステージ電極
３５…冷却装置（温度調節手段）
３６…石英製ベル・ジャー
Claims (13)
- 含窒素化合物ガスが添加された一酸化炭素ガスを反応ガスとし、且つ、該反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１％〜４０％の範囲に制限しつつ反応性イオンエッチングにより磁性材を微細加工することを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。
- 請求項１において、
前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を３０％以下としたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。 - 請求項１において、
前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を２０％以下としたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。 - 請求項１において、
前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１５％以下としたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。 - 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を５％以上としたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。 - 請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１０％以上としたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。 - 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記磁性材の近傍の温度を３００℃以下に保持しつつ前記磁性材を微細加工するようにしたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。 - 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
前記磁性材の近傍の温度を２００℃以下に保持しつつ前記磁性材を微細加工するようにしたことを特徴とする磁性材のドライエッチング方法。 - 請求項１乃至８のいずれかに記載の磁性材のドライエッチング方法を用いて、
領域幅が１５０ｎｍ以下のエッチング対象領域がエッチングされたことを特徴とする磁性材。 - 請求項１乃至８のいずれかに記載の磁性材のドライエッチング方法を用いて、
領域幅が１００ｎｍ以下のエッチング対象領域がエッチングされたことを特徴とする磁性材。 - 請求項９又は１０において、
被加工面が表面に対して４５〜８５°の角度をなすようにエッチングされたことを特徴とする磁性材。 - 請求項９乃至１１のいずれかに記載の磁性材を備えることを特徴とする磁気記録媒体。
- 被加工体を収容するための拡散チャンバーと、該拡散チャンバーに反応ガスとして含窒素ガスが添加された一酸化炭素ガスを供給し、且つ、前記反応ガスの全流量に対する前記一酸化炭素ガスの流量の比率を１％〜４０％に制限するための反応ガス供給手段と、前記拡散チャンバー内の被加工体の近傍の温度を３００℃以下に保持するための温度調節手段と、を備えることを特徴とする反応性イオンエッチング装置。
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