CN101046976A - 磁记录介质以及磁记录/再现设备 - Google Patents

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Abstract

一种磁记录介质包括：数据区域，其中将要记录数据；伺服区域，其中记录了用于定位记录/再现磁头的位置信号，该伺服区域设有地址部分，其中记录了地址信息，其中该地址部分具有由多列记录部分和设置在所述多个列之间的非记录部分配置的磁图案，所述多个列设置为在与记录磁道方向相交的方向上相互平行。

Description

磁记录介质以及磁记录/再现设备
相关申请
本发明涉及2006年3月31日提交的日本专利申请No.2006-100040中包含的主题，通过引用该申请全文引入本文。
技术领域
本发明涉及一种被构图的伺服型磁记录介质，其中通过存在和不存在磁体或者磁体的凹陷和突起来对伺服部分构图，还涉及包括该磁记录介质的磁记录设备。
背景技术
随着磁记录设备、磁盘设备和硬盘驱动设备容量的增大，磁记录介质所需的记录密度增大。因此，在磁记录介质上相对移动的磁记录/再现磁头记录的磁信息很可能不利地影响相邻磁道上的记录。为了避免这种不利的影响，需要考虑相邻磁道中磁体的物理间隔。按照这种方式，将设有位于磁记录介质上的记录磁道或记录位形式的存在和不存在磁体的图案或者磁体和非磁体的图案的介质称作被构图介质。
通过磁记录/再现磁头在该磁记录介质表面上的相对移动，将磁数据记录到该介质表面上的希望位置以及从该希望位置再现磁数据。
为了使磁记录/再现磁头移动到记录介质上的希望位置，在磁记录介质上存在定位伺服区域。根据记录/再现磁头进行记录和再现时在该伺服区域上移动时获得的位置信号，获得了该记录/再现磁头在记录介质上的位置。根据所获得的位置信息，控制记录/再现设备的位置，从而使记录磁头移动到希望的记录位置。
在该被构图介质中，在减少介质制造成本方面，优选的是共同形成伺服区域以及作为磁体图案的数据区域的信号，以及在高定位精度方面，优选的是共同形成伺服定位信号以及记录图案。其中将伺服区域制造为磁体图案的介质特别称作被构图伺服介质。
利用例如纳米印记方法制造该被构图介质或者被构图伺服介质。例如，在具有磁体和非磁体图案的介质中，将具有突起和凹陷图案的纳米印记压模压在磁膜上涂敷的抗蚀剂膜上，从而将突起和凹陷图案转印到该抗蚀剂膜上。然后，利用已经转印了突起和凹陷图案的抗蚀剂膜作为掩模，使抗蚀剂下的磁体图形化。因此，磁体图案形状的质量受到抗蚀剂膜上形成的突起和凹陷图案质量的影响。
以下将描述用于一般HDD中的伺服区域的磁图案形状。
伺服区域至少包括引导区域、地址区域和定位脉冲(burst)区域(或者脉冲区域)。
地址区域包括磁道号码或者扇区号码信息，并且表示磁头所处的磁道位置。利用格雷码写入地址信息，从而即使磁头在搜索时移动到相邻磁道时，也能够读取数据。
US6643082B1中示出了现有技术中的地址区域的示例性图案。在该被构图伺服介质中，将图17所示的图案制成磁体和非磁体图案或者磁体的突起和凹陷图案。在现有技术中，因为被构图伺服介质各列中表示地址的图案彼此相邻，所以存在图17所示的台阶部分(虚线内)。
然而，为了在被构图伺服介质上形成地址区域，必须利用纳米印记方法等制造具有图17所示的突起和凹陷图案的抗蚀剂膜。然而，当在抗蚀剂膜上形成了图17所示的突起和凹陷图案的台阶部分作为地址区域时，由于抗蚀剂的表面张力使得该台阶部分的边缘可能为圆的，如图18所示。当抗蚀剂膜的突起和凹陷图案的台阶部分的边缘为圆的时，该圆形形状转印到随后程序中获得的磁图案上。因此，在将该介质装配到记录/再现设备中之后，可能会损害该记录/再现磁头的定位精度，因此会减少再现数据时的再现余量。
发明内容
根据本发明的第一个方面，提供了一种磁记录介质，其包括：数据区域，其中将要记录数据；伺服区域，其中记录了用于定位记录/再现磁头的位置信号，该伺服区域设有地址部分，其中记录了地址信息，其中该地址部分具有由多列记录部分和设置在所述多个列之间的非记录部分配置的磁图案，所述多个列设置为在与记录磁道方向相交的方向上相互平行。
根据本发明的第二个方面，提供了一种磁记录/再现设备，其包括：磁记录介质；磁记录/再现磁头，其从磁记录介质读取数据以及将数据写入该磁记录介质，其中该磁记录介质包括：数据区域，其中将要记录数据；伺服区域，其中记录了用于定位记录/再现磁头的位置信号，该伺服区域设有地址部分，其中记录了地址信息，其中该地址部分具有由多列记录部分和设置在所述多个列之间的非记录部分配置的磁图案，其中所述多个列设置为在与记录磁道方向相交的方向上相互平行，并且其中该磁记录/再现磁头读取伺服区域中记录的地址信息。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明实施例的磁记录介质中的伺服区域的平面图；
图2是沿着图1中的II-II线截取的横截面图；
图3是沿着图1中的II-II线截取的横截面图；
图4是表示实例1中磁记录介质制造方法的视图；
图5是表示实例1中磁记录介质制造方法的视图；
图6是表示实例1中磁记录介质制造方法的视图；
图7是表示实例1中磁记录介质制造方法的视图；
图8是表示实例1中磁记录介质制造方法的视图；
图9是表示实例1中磁记录介质制造方法的视图；
图10是表示实例2中磁记录介质制造方法的视图；
图11是表示实例2中磁记录介质制造方法的视图；
图12是表示实例2中磁记录介质制造方法的视图；
图13是表示实例2中磁记录介质制造方法的视图；
图14是表示实例2中磁记录介质制造方法的视图；
图15是表示实例2中磁记录介质制造方法的视图；
图16是表示实例3中的磁记录/再现设备的配置的概念图；
图17是现有技术中被构图伺服介质的伺服区域的平面图；
图18是图17所示的台阶部分的放大图。
具体实施方式
现在参照附图描述本发明的实施例。
图1中表示了根据本实施例的磁记录介质中的伺服区域的平面图。该伺服区域大致包括引导部分10、地址部分20和偏移探测脉冲部分(下文中称作脉冲部分)30，并且该伺服区域形成为具有与数据区域中相同的记录/非记录图案。
提供该引导部分10以进行PLL(相位锁定回路)处理，从而针对介质旋转的偏移生成的时滞使伺服信号再现时钟同步，或者进行AGC(自动增益控制)处理，从而将信号再现振幅保持在足够的值。该引导部分配置为沿着所述介质(磁盘)的圆周方向的记录/非记录的重复图案，从而在基本上弓形的径向图案中延伸，该图案未在所述介质的径向上分割开。根据再现磁头的宽度和斜拱角(skew angle)在一个周期中分开单独的线性磁图案。
地址部分20包括相邻列之间的非记录部分，用于将图案分开。利用曼彻斯特码(Manchester code)以与引导部分的圆周间距相同的间距形成伺服信号识别码、扇区信息、柱面(cylinder)信息，其中伺服信号识别码称作伺服标记。尤其是，因为柱面信息的图案中，各个伺服磁道之间的信息不同，所以首先将该信息转变为格雷码(gray code)，这样使相对于相邻磁道的变化最小化，然后转变为曼彻斯特码以进行记录，以便使搜索操作过程中错误地址译码的影响最小化。
格雷码为经过修改的二进制码，其中连续的号码由仅在一位中不同的表达式表示，从而使错误最小化。
脉冲部分30位偏离磁道探测区域，其用于探测相对于柱面地址的位于磁道上的状态的偏离磁道量，并且由沿着径向发生图案相位偏移的四个标记形成该部分，该四个标记称作A、B、C和D脉冲。各个脉冲包括沿着圆周方向的间距周期与引导部分10相同的多个标记，并且径向周期与地址图案的变化周期成正比，换言之，与伺服磁道周期成正比。在本实施例中，该脉冲部分30的图案中，沿着圆周方向形成10个周期的脉冲，并且沿着径向以伺服磁道周期长度两倍的周期重复。所述标记的形状基本上呈现方形，更准确地讲当磁头存取时，呈现平行四边形，具有斜拱角。然而，由于压模的加工精度或者加工性能，例如转印和成形，该标记一定程度上具有圆形形状。该标记部分形成为非磁部分。尽管未详细描述在脉冲部分30的位置检测原理，但是计算了A、B、C和D脉冲部分的平均振幅值，以计算偏离磁道量。
图2和3是沿着图1所示的II-II线截取的横截面图。如图2和3所示，该地址部分20还具有一种图案，其中，如其他部分中一样，记录部分2和非记录部分3交替重复。记录部分2和非记录部分3可以粗略配置为两种图案；图2所示的存在和不存在磁体的图案，以及图3所示的磁体的凹陷和突起的图案。
本发明中地址部分20的图案为非记录部分2-2、3将图案的各列分开，如图1所示。因此，不存在台阶部分。相应地，因为本发明中的地址图案中不存在图17所示的现有技术中的磁记录介质台阶图案的钝化，所以本发明中的采用具有地址图案的磁记录介质的磁记录/再现设备不会受到如上所述的定位精度的影响，并且因此实现了磁记录/再现磁头的高精度定位。
当各列之间的非记录部分2-2、3的宽度过大时，地址区域的表面面积增大，因此限制了该介质的信息记录面积，由此降低了记录容量。相反，当它们过小时，容易出现在相邻列之间的台阶部分处造成的上述问题，此外减小了图案间距，从而可能出现由于图案的变窄造成的图案钝化。因此，必须选择适当的宽度。更具体地讲，地址部分20和非记录部分2-2、3中图案(记录部分2、2-1)总和的宽度优选为与引导部分10的圆周间距相同的间距。分开部分相对于地址部分20每列的图案区域的相对宽度优选在50％到100％之间。
如上所述，根据本实施例的磁记录介质具有：数据区域，其中将要记录数据；伺服区域，其中记录了用于定位记录/再现磁头的位置信号，该伺服区域设有地址部分20，其中记录了地址信息。该地址部分20具有由多列记录部分2和设置在所述各列之间的非记录部分3配置成的磁图案，所述各列设置为在与记录磁道方向相交的方向上相互平行。
所述记录磁道方向由图1(和图17)中的“磁道方向”箭头示出。
[实例1]
现在参照图2，描述实例1的磁记录介质。图2是沿着图1中的II-II线截取的横截面图，其表示了存在和不存在磁体的图案。
如图2所示，在存在和不存在磁体的图案中，该记录部分2包括磁体，由此能够利用磁记录/再现磁头记录并再现磁信息，还包括非记录部分3的磁体膜，其能够利用记录/再现磁头再现磁信息，其比记录部分的磁体膜厚度薄，或者不存在。具有这种图案的磁记录介质称作磁体经加工介质。在垂直记录系统的磁记录介质的情况下，当沿着垂直于介质表面的方向磁化该介质时，能够从记录部分2获得磁化信息，但是不能从非记录部分3获得磁化信息。
参照图4到9，描述制造根据本实例的磁记录介质的方法。
如图4所示，将抗蚀剂4涂敷到衬底1上，其厚度为50nm数量级。该衬底1优选为Si衬底或者玻璃衬底。该抗蚀剂4为用于利用电子束绘图的抗蚀剂。
然后，如图5所示，通过利用电子束绘制本发明的磁体图案，并且实施显影处理，将磁体图案形成为抗蚀剂4的凹陷和突起。这时，形成了图1所示的结构，其中相邻的地址图案是分开的。如上所述，分开的宽度相相对于每列的图案面积的相对值优选在50％到100％之间。
如图6所示，在已经形成了磁体图案之后，通过电铸图5中获得的抗蚀剂图案获得压模5。该压模5的材料优选为Ni或者其合金，但不限于此。例如，也可以应用诸如Ti、Al等金属或其合金或者石英。通过反转转印抗蚀剂的凹陷和突起从而形成压模的凹陷和突起。尽管未示出，但是还可以通过刻蚀衬底1对应于所述抗蚀剂凹陷和突起的表面并且使其转印来获得压模。
如图7所示，在已经形成了压模5之后，去除抗蚀剂4，并且在衬底1上形成厚度为20nm数量级的铁磁层6，以用于进行磁记录。该铁磁层6优选为适于垂直记录的材料，例如CoCrPt。尽管未示出，但是优选的是在形成该铁磁层6之前形成由软磁性材料构成的底层(base layer)。在已经形成了该铁磁层6之后，在其上涂敷厚度为40nm数量级的压印抗蚀剂以形成抗蚀剂膜7。
如图8所示，在已经形成了抗蚀剂膜7之后，放置图6所示程序中制造的压模5，从而使其与抗蚀剂膜7相对，并且根据压印方法利用压力使压模5与抗蚀剂膜7相互抵压，从而将压模5表面上的凹陷和突起的图案转印到抗蚀剂膜7的表面上。在转印之后，剥去压模5。
如图9所示，在已经转印了凹陷和突起的图案之后，将通过图8程序形成的具有凹陷和突起图案的抗蚀剂膜7用作掩模，并且刻蚀其下面的铁磁层6，由此根据抗蚀剂膜7表面上的凹陷和突起的图案使铁磁层6构图，从而形成记录部分2。
最后，通过在各记录部分2之间的凹口中形成非磁体来形成非记录部分3，然后，在记录部分2和非记录部分的上表面上形成由DLC(类金刚石碳)等构成的保护层8或类似层以及润滑层(未示出)，由此完成图2所示的磁记录介质。
在上述制造方法中，制造了具有相邻地址图案分开的结构的磁记录介质。因此，在本制造方法中，能够避免由于抗蚀剂变形造成的地址图案的台阶部分边缘为圆形的问题。
[实例2]
现在参照图3描述实例2的磁记录介质。图3为沿着图1所示的II-II线截取的横截面图，其表示了磁体凹陷和突起的图案。
如图3所示，在磁体的凹陷和突起图案中，在该磁记录介质的记录部分2中存在衬底突起1-1，并且在其上形成能够利用磁记录/再现磁头记录并再现磁信息的磁体。该部分称作记录部分2-1。该非记录部分包括衬底凹陷1-2，并且在其上形成能够利用磁记录/再现磁头记录并再现磁信息的磁体。该部分称作非记录部分2-2。具有这种图案的磁记录介质称作衬底被构图介质。当把这种磁记录介质装配到磁记录/再现设备中时，该磁记录/再现磁头能够相对于磁体突起记录并再现磁信息，而不能相对于磁体凹陷记录并再现磁信息，这是因为与磁记录/再现磁头的距离比相对于突起的距离长。
参照图10到15描述制造根据本实例的磁记录介质的方法。
因为直到制造压模5的程序(图10到12)与实例1中的制造方法相同，所以附图中标出相同的附图标记，并且省略了对其的说明。
在已经形成了压模之后，去除抗蚀剂4，并且将新的压印抗蚀剂膜7再次涂敷到衬底1上，如图13所示。
如图14所示，在已经形成了抗蚀剂膜7之后，放置直到图12的程序中制造的压模5，从而使其与抗蚀剂膜7相对，并且根据压印方法利用压力使压模5与抗蚀剂膜7相互抵压，从而将压模5表面上的凹陷和突起的图案转印到抗蚀剂膜7的表面上。在转印之后，剥去压模5。
如图15所示，在已经转印了凹陷和突起的图案之后，将图14程序中的其上形成了凹陷和突起图案的抗蚀剂膜7用作掩模，来刻蚀其下面的衬底1的表面，由此根据抗蚀剂膜7表面上的凹陷和突起的图案使衬底1的表面构图。
最后，如图3所示，在衬底1上形成用于磁记录的铁磁层，在该衬底的表面上形成了凹陷和突起，其厚度为20nm数量级。形成在衬底突起1-1上的部分所形成的铁磁层对应于记录部分2-1，形成在衬底凹陷1-2中的铁磁层对应于非记录部分2-2。该铁磁层优选为适用于垂直记录的材料，例如CoCrPt。尽管未示出，但是优选的是在形成该铁磁层之前，形成由软磁性材料构成的底层。然后，在记录部分2-1的上表面上形成由DLC(类金刚石碳)或类似物质构成的保护层(未示出)以及润滑层(未示出)，由此完成图3所示的磁记录介质。
在上述制造方法中，制造了具有相邻地址图案分离的结构的磁记录介质。因此，如实例1一样，在本制造方法中也能够避免由于抗蚀剂变形造成的地址图案台阶部分的边缘变圆的问题。
[实例3]
然后，参照图16描述本发明中的磁记录/再现设备的结构。
图16是表示一个磁记录/再现磁头的结构的概念图。本发明中的磁记录/再现设备利用两个磁记录/再现磁头记录并再现一片磁记录介质前后两面上的信息。因此，分别提供对应于该磁记录介质前面和后面的下磁头/上磁头。该磁记录/再现设备的结构基本上与现有技术相同，不同之处在于所述磁记录介质为本发明中的介质。
如图16所示，本发明中的磁记录/再现设备包括主体部分，其也称作磁头盘组件(HDA)100，还包括印刷电路板(PCB)200。
如图16所示，该HDA100包括磁记录介质140、用于旋转该磁记录介质140的主轴电机(SPM)150、磁记录/再现磁头110、磁头移动机构以及磁头放大器(HIC)120。
该磁记录/再现磁头110包括作为头主体的磁头元件，其具有安装到滑块(ABS，未示出)上的读取元件(磁阻元件，未示出)和写入元件(未示出)，并且该磁记录/再现磁头安装在磁头移动机构上。
该磁头移动机构包括用于支撑磁记录/再现磁头的悬臂130、用于可旋转地支撑该悬臂130的枢轴139以及音圈电机(VCM)131。该VCM131使得悬臂130生成围绕枢轴139的旋转力矩，从而沿着磁记录介质的径向旋转该磁记录/再现磁头110。此外，将用于放大来自该磁记录/再现磁头110的输出信号/向该磁记录/再现磁头110的输入信号的HIC120固定到臂上，并且利用挠性缆(FPC)使其与PCB200电连接。
在本实施例中，采用了将HIC120安装到所述磁头移动机构上以提高磁记录/再现磁头信号中的信噪比的结构。然而，本发明不限于此，并且可以存在于例如PCB200中。
该磁记录介质140安装在主轴电机(SPM)150上。该磁记录介质140具有如上所述的前面和后面，并且将磁记录/再现设备的磁头移动轨道和磁记录介质的伺服区域图案的弓形形状沿着基本上相同的前后方向组装到该磁记录介质上。该磁记录介质140的规格与适于驱动器的外径和内径一致，当然还要符合现有技术中的记录/再现特性。
PCB主要包括四个系统LSI；安装在其上的盘控制器(HDC)210、读取/写入信道IC220、MPU230和电机驱动器IC240。
MPU230为磁记录/再现设备驱动系统的控制单元，并且包括ROM、RAM、CPU和逻辑处理单元(未示出)，其实现了根据本实例的磁记录/再现磁头位置控制系统。该逻辑处理单元是包括硬件电路的处理单元，其用于高速处理。操作软件(FW)存储在ROM中，并且MPU230根据该FW控制磁记录/再现设备。
HDC210为磁记录/再现设备中的接口，其用作磁记录/再现设备与主设备(例如个人计算机)之间的接口，或者与MPU230、读取/写入信道IC220和电机驱动器IC240进行信息交换，从而控制整个磁记录/再现设备。
读取/写入信道IC220为与读取/写入操作有关的磁头信号处理单元，其由用于切换HIC信道或者处理诸如读取/写入操作的记录/再现信号的电路构成。
在读取/写入信道IC220中实施本发明中用于读取记录在被构图部分中的信息A的调制系统A的恢复、利用调制系统B将信息B附加记录在所述被构图部分中，以及根据调制系统B的添加信息B的恢复。
电机驱动器IC240是VCM131和SPM150的驱动驱动器单元，用于将对SPM150的驱动控制为恒定转速，或者用于从MPU230向VCM提供作为电流值的VCM工作量，从而驱动头移动机构。
如上所述，在本实例中，因为采用了实例1和2所示的磁记录介质，所以获得了比安装了现有技术中的磁记录介质的磁记录/再现设备更高的定位精度。
例如，制造在1.8英寸磁盘上具有伺服间距为200nm的伺服图案以及具有现有技术中的地址结构的磁记录介质，以及制造具有相同伺服图案并且具有本发明中的地址结构的磁记录介质，在磁记录/再现设备上测量伺服跟踪精度。具有现有技术中的地址结构的磁记录介质的定位精度在3σ时为10nm，而具有本发明的地址结构的磁记录介质的定位精度在3σ时为7nm，与具有现有技术中的地址结构的磁记录介质相比具有更高的定位精度。
本发明不限于上述实施例，在实现阶段，可以在不背离本发明范围的情况下修改和具体化各个组件。此外，通过将上述实施例中公开的多个组件适当组合，可以以多种形式实现本发明。例如，可以省略上述实施例中所示的所有组件中的一部分组件。此外，能够根据需要组合不同实施例中的组件。

Claims (7)

1.一种磁记录介质，其包括：
数据区域，其中将要记录数据；和
伺服区域，其中记录了用于定位记录/再现磁头的位置信号，该伺服区域设有地址部分，其中记录了地址信息，
其中该地址部分具有由多列记录部分，和设置在所述多个列之间的非记录部分配置的磁图案，所述多个列设置为在与记录磁道方向相交的方向上相互平行。
2.根据权利要求1所述的磁记录介质，
其中所述磁图案由配置为具有厚度不同的多个部分的磁记录层形成。
3.根据权利要求1所述的磁记录介质，其中所述磁图案形成在衬底的凹陷和突起图案上。
4.一种磁记录/再现设备，其包括：
磁记录介质；和
磁记录/再现磁头，其从该磁记录介质读取数据以及将数据写入该磁记录介质，
其中该磁记录介质包括：
数据区域，其中将要记录数据；以及
伺服区域，其中记录了用于定位记录/再现磁头的位置信号，该伺服区域设有地址部分，其中记录了地址信息，
其中该地址部分具有由多列记录部分和设置在所述多个列之间的非记录部分配置的磁图案，所述多个列设置为在与记录磁道方向相交的方向上相互平行，并且
其中该磁记录/再现磁头读取所述伺服区域中记录的所述地址信息。
5.根据权利要求4所述的磁记录/再现设备，其中该地址信息包括格雷码。
6.根据权利要求4所述的磁记录/再现设备，其中所述磁图案由配置为具有厚度不同的多个部分的磁记录层形成。
7.根据权利要求4所述的磁记录/再现设备，其中所述磁图案形成在衬底的所述凹陷和突起图案上。
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