CN101097729A - 磁盘装置 - Google Patents

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喜喜津哲
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Abstract

一种磁盘装置包含：磁盘，其包含磁点线，每条磁点线包含在顺轨方向上等间隔排列的磁点(21)；读/写头(31)，其将多条相邻的磁点线用作一个轨道，并对包含在构成该轨道的磁点线中的磁点(21)顺次进行读写，其中，取决于读/写头(31)与轨道之间可能的斜交角，包含在磁盘每条轨道的每条磁点线中的磁点(21)在顺轨方向上与包含在该轨道中的相邻点线中的磁点(21)之间有位移，使得磁点(21)由读/写头(31)顺次访问。

Description

磁盘装置
技术领域
本发明的一个实施例涉及一种磁盘装置，特别涉及使用具有比特图案的(bit patterned)介质的磁盘装置。
背景技术
在当前的磁盘装置(硬盘驱动器)中，使用磁头向记录层写入比特。对于这些磁盘装置中的磁盘，例如相邻轨道之间的干扰以及热波动耐性已经变得严重。
已经提出了具有比特图案的介质，其中，将磁性材料加工成彼此分离的、排列好的磁点(magnetic dot)，每个磁点被用作一个比特。这种具有比特图案的介质有望解决相邻轨道之间的干扰以及热波动耐性等问题。
在当前的磁盘中，由磁头写入的一个比特具有大约4到7的长宽比，并在跨轨方向(cross track direction)上比在顺轨方向(down trackdirection)上更长。在这样的比特图案中，如果比特的长宽比为4，比特间距(bit pitch)为25纳米，且顺轨方向上比特长度与非记录区域长度之比为2∶1，则比特之间的间隔大约为8纳米。
然而，当试图制造具有等同于当前磁盘的比特图案的、形成比特图案介质时，形成具有高的长宽比的磁点非常困难而且不切实际。
因此，已经提出了这样一种具有比特图案的介质：其中，使用自组织材料(self-assembling material)在顺轨方向上布置磁点以形成磁点线，使得每个磁点线中的磁点与相邻的磁点线中的磁点具有1/2个间距的位移。另外，已经建议在包含在被用作一条轨道的多条点线中的磁点顺次进行读取和写入(日本专利申请KOKAI公开第2002-279616号)。
这种具有比特图案的介质使得与当前磁盘类似地进行读取与写入成为可能。这消除了形成具有高长宽比的磁点的需求，并提供了磁点间足够的间隔。
然而，在这种具有比特图案的介质中，包含在每条磁点线中的磁点与包含在相邻磁点线中的磁点之间的距离被固定为1/2个间距。因此，不利的是，这种具有比特图案的介质不能处理当磁头访问磁盘内周侧或外周侧时可能发生的斜交角(skew angle)问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁盘装置，其包含具有比特图案的介质，并且可处理磁头斜交角的变化。
按照本发明一实施例，提供了一种磁盘装置，该装置包含：磁盘，其包含磁点线，每条磁点线包含在顺轨方向上等间隔排列的磁点；读/写头，其将多条相邻的磁点线用作一个轨道，并对构成该轨道的磁点线中所包含的磁点顺次进行读写，该装置的特征在于：取决于读/写头和轨道之间可能的斜交角，磁盘每条轨道中的每条磁点线中所包含的磁点在顺轨方向上与该轨道中的相邻点线中所包含的磁点有位移，使得磁点被读/写头顺次进行访问。
在按照本发明的实施例的磁盘装置中，将N条磁点线用作磁盘中的一条轨道，假设轨道间距为T、零斜交角上的比特间距为B且斜交角为θ，则包含在每条磁点线中的磁点以间距NB在顺轨方向上排列，且包含在每条轨道中的第n条磁点线(其中，n是从0到N-1的整数)的磁点在顺轨方向上与包含在该轨道中的第0条磁点线中的磁点之间的位移用下面的公式表示：B-(Tn/N)tanθ。
按照本发明的实施例的磁盘装置包含具有低长宽比的磁点的、具有比特图案的介质，其可被容易地进行加工，并且使得用于每条轨道上的读取与写入的高长宽比成为可能，也使对磁头斜交角的变化的处理成为可能。
附图说明
附图并入说明书并构成说明书的一部分，其示出了本发明的实施例，并与上面给出的对实施例的一般介绍以及下面给出的详细介绍一起用于阐释本发明的原理。
图1为根据本发明一实施例的磁盘装置(硬盘驱动器)的透视图；
图2A和2B示出了图1的磁盘装置中的斜交角；
图3示意性地示出了记录在当前的磁盘中的比特的形状；
图4A和4B为平面图，其示出了在根据本发明的实施例的磁盘中形成的磁点；
图5为平面图，其示出了在根据本发明另一实施例的磁盘中形成的磁点。
具体实施方式
下面参照附图说明根据本发明的各个实施例。一般地，根据本发明的一个实施例，提供了一种磁盘装置，该装置包含：磁盘，其包含磁点线，每条磁点线包含在顺轨方向上等间隔排列的磁点；读/写头，其将多条相邻的磁点线用作一个轨道，并对包含在构成该轨道的磁点线中的磁点顺次进行读写，其中，取决于读/写头与轨道之间可能的斜交角，磁盘每条轨道中的每条磁点线中所包含的磁点在顺轨方向上与该轨道中的相邻点线中所包含的磁点之间有位移，使得磁点由读/写头顺次进行访问。
图1为根据本发明一实施例的磁盘装置(硬盘驱动器)的透视图。这种磁记录/再现装置包含筐体(chassis)50、磁盘51、包含磁头的磁头滑动器56、用于支撑磁头滑动器56的磁头悬架组件(悬架55和致动器臂54)、音圈电机(VCM)57和电路板。
磁盘(具有比特图案的介质)51被安装在主轴电机52上并被转动，使得各种数字数据可根据垂直磁记录系统被记录在磁盘中。装在磁头滑动器56中的磁头属于所谓集成型，并包含具有单极结构的写入头和使用屏蔽MR再现元件(GMR膜或TMR膜，等等)的读取头。悬架55被固定在致动器臂54的一端，以便与磁盘51的记录面相对地支撑磁头滑动器56。致动器臂54被附着到枢轴53上。音圈电机(VCM)57被设置在致动器臂54的另一端。音圈电机(VCM)57驱动磁头悬架组件，以便将磁头定位在磁盘51上的任何径向位置。电路板包含前置IC，以产生例如用于音圈电机(VCM)的驱动信号以及用于控制由磁头进行的读写操作的控制信号。
下面参照图2A和2B介绍图1的磁盘装置中可能的斜交角。图2A为平面图，其示出了图1的磁盘装置中磁盘51与致动器臂54以及磁头滑动器56之间的位置关系。致动器臂54被音圈电机驱动以便在磁盘51的径向上移动，从而在盘上画出一条圆弧。如图2B所示，例如，当磁头滑动器56被移动到磁盘51外周侧的上方时，磁头滑动器56被定位为与记录轨道有角度。在这种情况下，将斜交角θ定义为读取头长边方向(其与GMR膜、TMR膜或类似物的表面平行)与跨轨方向之间形成的角度。
图3示意性地示出了记录在当前的磁盘中的比特的形状。图3示出了比特图案的两条线，其中，包含在每条线中的比特11以比特长宽比4和比特间距25纳米被记录。在这种情况下，如果在顺轨方向上比特11与非记录区域之比被设置在2∶1，则相邻的比特11之间的间隔大约为8纳米。难以对磁性层进行加工以形成在形式上与上述的相类似的比特，其中，所述比特构成磁点。
图4A和4B为平面图，其示出了在根据本发明的实施例的磁盘中形成的磁点21。在这种磁盘中，将两条磁点线(N＝2)用作一条轨道。图4A示出了具有零斜交角的区域中的磁点。图4B示出了在具有斜交角θ的区域中的磁点。
如图4A所示，将轨道间距定义为T，将斜交角为0时获得的比特间距定义为B。包含在每条磁点线中的磁点21以间距NB被排列。在这种情况下，如果像在当前磁盘的情况下那样将比特间距设置在25纳米并将顺轨方向上磁性材料与非磁性材料之比设置在2∶1，则可以使磁点21之间的间隔为现有技术中的间隔的N倍。也就是说，对于N＝2，该间隔可被加倍到16纳米。
在按照本发明的实施例的磁盘中，在磁头31具有斜交角θ的区域中，如图4B所示，取决于斜交角θ，调整包含在每条轨道的每条磁点线中的磁点21与包含在该轨道中的相邻磁点线中的磁点之间的位移量。具体而言，包含在每条轨道的第n(n是从0到N-1的整数)条磁点线中的磁点在顺轨方向上与包含在该轨道的第0条磁点线中的磁点之间的位移ΔB用下面的公式表示：ΔB＝B-(Tn/N)tanθ。
当取决于斜交角θ如此调整包含在每条轨道的每条磁点线中的磁点21与该轨道中的相邻磁点线中的磁点之间的位移量时，包含在所述两条磁点线中的磁点21由磁头31交替且顺次访问，如图4B所示。这使得在每条轨道上进行的读取与写入期间与高长宽比的实现等同的操作成为可能。
图5为平面图，其示出了在根据本发明另一实施例的磁盘上形成的磁点21。在这种磁盘中，将三条磁点线(N＝3)用作一条轨道。同样地，在本示例中，取决于斜交角θ，调整包含在每条轨道的每条磁点线中的磁点21与包含在该轨道中的相邻磁点线中的磁点之间的位移量。
在图4和图5中，优选为，每条轨道中的磁点线之间的间隔短于相邻轨道之间的间隔。
下面简要介绍制造根据本发明的实施例的磁盘的加工。制造磁盘的加工包含转写步骤、磁性材料加工步骤和精加工步骤。介绍将从压模(stamper)的制造开始，压模被用作转写步骤中所用图案的模板。
制造压模的步骤分为图案绘制、显影、电铸成型和精加工。在图案绘制中，向原盘施加抗蚀剂。使用原盘旋转电子束曝光装置对将从内周侧到外周侧形成非磁性材料的磁盘区域进行直接写入。对盘进行显影，然后进行例如活性离子蚀刻(RIE)的加工，以形成带有抗蚀剂——其具有凹陷部分和突出部分的图案——的原盘。将Ni薄膜沉积在原盘上以便使盘导电。Ni膜被电铸成型，然后被剥离。最后，在对应于内径和外径的部分对原盘进行冲压。Ni压模由此形成。压模具有与将形成非磁性材料的磁盘区域对应的突出部分。压模用于制造具有比特图案的介质。
在转写步骤中，双侧同时转写压印装置用于通过压印光刻(imprintlithography)来转写压模的图案。具体而言，将旋涂玻璃(SOG)施加到垂直记录盘的两个表面。盘在其中心孔上被卡住，并被夹在分别为盘的前后表面提供的两个压模之间。盘的整个表面被均匀地按压，以便将压模的凹陷和突出部分转写到抗蚀剂表面上。转写步骤向抗蚀剂提供了与将形成非磁性材料的磁盘区域对应的凹陷部分。
在磁性材料加工步骤中，残余在抗蚀剂凹陷部分中的抗蚀剂残渣被去除，以便把将形成非磁性材料的区域中的磁性材料的表面暴露在外。在这个阶段中，在其中将剩下磁性层的区域上形成由SiO2构成的突出部分。然后，将SiO2的突出部分用作掩模来进行离子铣削，以便去除由SiO2突出部分之间的凹陷部分暴露在外的磁性层，从而形成具有期望图案的磁点。进一步地，进行溅射以形成具有足够厚度的SiO2。然后，将SiO2蚀刻回磁性层的表面，以便向凹陷部分中填充非磁性材料(SiO2)，从而实现平坦化。
在精加工步骤中，进行研磨精加工以进一步提高表面的平坦度。于是，形成DLC保护层，并将润滑剂施加到该层上。因此，可以制造出根据本发明的实施例的、具有比特图案的介质。
本领域技术人员将会容易地想到其他的优点和改进。因此，本发明在其更宽广的实施形态上不限于在此示出和说明的具体细节和代表性实施例。因此，在不脱离由所附权利要求及其等同内容限定的总体发明构思的精神和范围的情况下，可以进行多种修改。

Claims (3)

1 .一种磁盘装置，该装置包含：
磁盘(51)，其包含磁点线，每条所述磁点线包含在顺轨方向上等间隔排列的磁点(21)；以及
读/写头(31)，其将多条相邻的磁点线用作一个轨道，并在包含在构成该轨道的磁点线中的磁点(21)上顺次进行读写，
该装置的特征在于：取决于所述读/写头(31)与所述轨道之间可能的斜交角，包含在所述磁盘(51)的每条轨道的每条磁点线中的磁点(21)在顺轨方向上与包含在该轨道中的相邻点线中的磁点(21)之间有位移，使得所述磁点(21)由所述读/写头(31)顺次进行访问。
2.根据权利要求1的磁盘装置，其特征在于将N条磁点线用作所述磁盘中的一条轨道，且其特征在于：假定轨道间距为T、零斜交角上的比特间距为B、斜交角为θ，则包含在每条磁点线中的磁点(21)以间距NB在顺轨方向上排列，且包含在每条轨道的第n条磁点线(其中，n是从0到N-1的整数)中的磁点(21)在顺轨方向上与包含在该轨道的第0条磁点线中的磁点(21)之间的位移用下面的公式表示：B-(Tn/N)tanθ。
3.根据权利要求1的磁盘装置，其特征在于每条轨道中的磁点线之间的间隔短于所述轨道之间的间隔。
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