CN101521022A - 使用了图案介质的硬盘记录装置的制造方法 - Google Patents

使用了图案介质的硬盘记录装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

在使用了基于槽、点状的图案的图案介质的高记录密度的HDD的制造方法中，实现高成品率。在本HDD制造方法中，在头制造工序(S510)中，在头部检查工序(S521)中测定头的磁场尺寸(写入以及读取)。根据其结果，在头分类工序(S522)中，将头分类成多个集合。在图案介质制造工序(S500)中，制造出被设计成与所分类的头集合对应的多种图案介质。在HDD组装工序(S530)中，按照规定规则组合多个头集合与多个图案介质而制造HDD。

Description

使用了图案介质的硬盘记录装置的制造方法
技术领域
本发明涉及具备盘状的磁记录介质(磁盘)的记录再现装置(称为硬盘记录装置、硬盘驱动器(HDD)等)，特别涉及使用了预先形成有槽、点(dot)等形状的图案的磁盘(称为图案介质)的装置的产品设计以及制造方法等。
背景技术
在以往(当前)的HDD中，在形成有由微细结晶粒构成的磁性薄膜的盘状的磁记录介质(成膜了连续的磁性体的介质)中，使用磁头(记录头)记录磁信号。但是，今后，在记录密度高集成化而超过每一平方英寸一太拉比特(1Tbit/inch2)的阶段中，结晶粒径小于5nm，从而认为由于热起伏而难以保持信号。
作为其对策，代替上述以往(当前)的介质(为了区别称为非图案介质)，考虑日本特开平3-22211号公报(专利文献1)所示那样的图案介质的技术。在使用了图案介质的记录方式中，在介质上形成具有基于槽或点等形状的轨道的图案，在该分离的磁性体(记录单位)上进行记录。由此，解决由于上述热起伏引起的可靠性降低和来自邻接比特的噪声的问题。
在该图案介质的制造方法中，有国际公开第03/019540号(专利文献2)中示出的使用掩模部分地非磁性化的方法和日本特开2001-110050号公报(专利文献3)示出的将光刻和蚀刻组合的方法等。
另一方面，当前，在一般的HDD中使用的磁记录方式中，通过利用头(记录头)所产生的磁场(记录磁场)使介质上的磁性体磁化反转而进行信号记录。因此，具有根据头的磁场尺寸来确定可以记录的比特信号相当的记录区域(记录单位)的物理大小的特征。
为了实现高记录密度，需要具有与该记录密度对应的磁场尺寸的记录头。即，作为头的精度，要求记录磁场相应地变小。另外，不仅是记录头，在用于读取(再现)记录(写入)在介质中的信息的再现头中，也要求上述同样的精度(即读取磁场尺寸相应地变小)。
另外，关于头，一般，在单一的头中，具备记录头功能(写入元件)和再现头功能(读取元件)这两者的形式(记录再现头)较多。当然，也可以构成为在读写中设为独立的头。
为此，如以例如日本特开平5-342527号公报(专利文献)4所示的技术为代表所述，作为记录再现头的新结构，提出了减小头的磁场尺寸的技术例子。
另外，在日本特开2002-170348号公报(专利文献5)中，作为磁记录再现方法以及记录图案形成方法，记载有预先针对多个轨道密度记录所需的参数，在装置组装之后根据所测定出的记录再现头以及记录介质的特性设定轨道密度的技术。
专利文献1：日本特开平3-22211号公报
专利文献2：国际公开第03/019540号(WO03/019540)
专利文献3：日本特开2001-110050号公报
专利文献4：日本特开平5-342527号公报
专利文献5：日本特开2002-170348号公报
如上所述，在使用了图案介质的HDD中，记录密度(特别是高记录密度)是由头的磁场尺寸(记录磁场尺寸以及读取磁场尺寸)和图案介质的图案(记录单位)的尺寸来决定的。
另外，在图案介质中，如上述专利文献1所述，记录信号的坐标是预先由图案决定的。为了在该图案介质上，实现高记录密度，并为了在上述坐标(记录单位)进行读写，要求与头相关的高精度的位置控制。
关于恰当地定义上述记录密度所涉及的头磁场尺寸与图案尺寸的关系等，而实现HDD的高记录密度以及高成品率量产(低成本且高效的制造)等方法以及产品制造等，未提出方案。
关于使用了图案介质的HDD的制造的成品率，特别在头等部件中，由于制造偏差，无法满足HDD产品中要求的规格(精度)，从而无法使用(搭载)于该产品中。由此，头等部件的使用率降低，导致HDD产品的制造成本增加以及效率降低等。
作为主要问题，关于使用了图案介质的HDD的制造，如果使用与使用了以往的盘(非图案介质)的HDD的制造方法同样的考虑方法，则难以同时实现高记录密度和高成品率量产(低成本且高效的制造)，制造效率不佳。其理由为，如上所述，没有详细研究头磁场、图案(记录单位)、位置控制、制造偏差、部件使用率等要素以及关系。
发明内容
本发明是鉴于上述那样的问题而完成的，其主要目的在于，关于使用图案介质的HDD的制造，提供一种可以解决上述那样的问题的技术。即，提供一种可以实现HDD的高记录密度以及高成品率的制造的技术、特别提供一种可以实现头部件的使用率的改善或大幅提高的技术。
如果简单说明本申请公开的发明中的代表性的概要，则如下所述。为了达成上述目的，本发明的代表性的实施方式是使用了图案介质的HDD(硬盘记录装置)的制造方法等技术，其特征在于具有以下所示的结构。
在本制造方法中，在头制造工序中，具有测定并检测所制造出的头的磁场尺寸、即记录头(写入元件)的磁场(记录磁场)的尺寸以及再现头(读取元件)的磁场(再现磁场)的尺寸的工序。而且，具有根据作为其结果的头磁场尺寸的偏差的分布，将头分类成多个(N)集合的工序。另一方面，在图案介质制造工序中，具有与头磁场尺寸对应地设计图案介质，制造出具有不同的特性的多种(M)图案介质的工序。而且，通过按照规定的规则组合多个(N)头集合与多个(M)图案介质而组装并制造出HDD装置。如上所述，通过图案介质的阶段性的设计来消除头制造偏差，由此，提高部件使用率而实现高成品率的制造。
本制造方法例如具有：制造(或准备)图案介质的第一步骤(图案介质制造步骤)；制造(或准备)头(头部)的第二步骤(头制造步骤)；以及组装包括第一步骤得到的图案介质和第二步骤得到的头而成的HDD的第三步骤(HDD装置组黄工序)。在第一步骤中，包括形成根据头的规格设计的、成为记录单位的图案的形成密度(记录密度)不同的、多种(M)的图案介质的步骤。在第二步骤中，包括：加工形成头的步骤；测定头的磁场尺寸的步骤；以及根据头的磁场尺寸偏差的分布将头分类成多个(N)集合的步骤。在第三步骤中，按照规定的规则，组合多个(N)头集合与多种(M)图案介质，而组装图案介质与头的关联不同的多个HDD。在所分类的工序等中，头的集合数(N)大于图案介质的种类数(M)(M<N)。由此部件使用率提高。
进而，在上述制造方法中，作为规定的规则，将多个(N)集合中的至少一部分集合关联到上述多种(M)图案介质中的二种以上的图案介质，以进行重复使用。通过重复使用(设为可以恰当选择的设计)，部件使用率提高。
如果简单说明通过本申请公开的发明中的代表性的发明而得到的效果，则如下所述。根据本发明的代表性的实施方式，关于使用图案介质的HDD的制造，可以实现HDD的高记录密度以及高成品率的制造。特别，可以实现头部件的使用率的改善或大幅提高。
附图说明
图1是用于说明成为本发明的前提的以往技术、以及本发明的实施方式的HDD制造方法的图，放大示出多个图案介质和图案介质的一部分(槽状的图案的情况)。
图2是用于说明成为本发明的前提的以往技术、以及本发明的实施方式的HDD制造方法的图，示出头的制造中的磁场尺寸的偏差的分布(直方图)、以及头集合与图案介质的关联(组合)的例子。
图3是用于说明本发明的实施方式1的HDD制造方法的图，示出头的制造中的磁场尺寸的偏差的分布(直方图)、以及头集合与图案介质的关联(组合)的例子。
图4是示出本发明的实施方式的HDD制造方法中的HDD的硬件结构的图，(a)示出介质平面的概略结构，(b)示出轴向的概略结构。
图5是示出本发明的实施方式的HDD制造方法中的制造工艺的概略流程的图。
图6示出本发明的实施方式2的HDD制造方法中的多个图案介质和图案介质的一部分(点状的图案的情况)的放大、和组合的例子。
图7是放大示出本发明的实施方式3的HDD制造方法中的图案介质的一部分(点状的图案的情况)的图，(a)示出第一例子的图案，(b)示出第二例子的图案。
图8是简单集中示出本发明的实施方式的HDD制造方法中的组合规则的图，(a)示出利用多种(M)图案介质与多个(N)头集合的组合来制造多个HDD的结构，(b)示出进而向单一的HDD装置内置多个(P)图案介质和多个(Q)头时的组合的例子。
标号说明
100、101、107、108、301、307、308 图案介质
102～106、109、302～306、309 尺寸
113、313 一部分
109～112、115～118 集合(头集合)
201 头
202 旋转致动器
203 臂
204 主轴
210 头部
220 头模块
501 介质
503～505 图案介质
511 晶片
513 部件
515 头
516 写入元件
517 读取元件
520 臂
525 多个集合
R1～R3 区域(记录单位)
M1～M3 磁场
g1～g4、G1～G3 集合(头集合)
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在用于说明实施方式的所有图中，原则上对同一部分附加同一标号，省略其重复的说明。
(前提)
首先，使用图1、图2，对成为本发明的前提的以往技术进行说明。该以往技术是通过使用了以往的非图案介质的HDD的制造方法的考虑方法来制造使用了图案介质的HDD的方法。在图1的例子中，下侧示出轨道宽度以及记录密度(容量)等不同的多种盘(图案介质)。上侧放大示出成为基准的图案介质101的一部分113。用r表示盘的半径方向，用c表示圆周方向(旋转方向)。在图2的例子中，下侧示出头的制造中的磁场尺寸的偏差的分布(直方图)。S是头磁场尺寸，H是频度。上侧表示后述的头与盘的关联。
如图1所示，在作为具有槽状图案的轨道的磁盘的图案介质101以及包括该图案介质而构成的HDD中，考虑希望实现高记录密度等的情况。在第一图案介质(D1)101中，轨道宽度等设为中间程度的基准。在第二图案介质(D2)107中，与第一图案介质(D1)101相比，轨道宽度等大且记录密度小。在第三图案介质(D3)108中，与第一图案介质(D1)101相比，轨道宽度等小且记录密度大。
在第一图案介质(D1)101的一部分113中，关于轨道(同心圆的单位)，在半径方向r上，具有轨道宽度尺寸(T1)104、以及轨道间隔尺寸(T2)109。在轨道上，具有记录了磁信号的记录单位的区域(设为R1)。关于区域R1，具有半径方向r的尺寸(A1)103、以及圆周方向c的尺寸(A2)102。另外，关于记录头的磁场(设为M1)，具有长径方向(半径方向r)的尺寸(B1)105和短径方向(圆周方向c)的尺寸(B2)106。作为头的位置控制，半径方向r的位置控制与磁场M1的半径方向r的位置偏移相关。
作为高记录密度的基准，考虑进行区域R1的尺寸(A2)102与尺寸(A1)103的比率成为1比2.5的1Tbit/inch2的记录的情况。在该情况下，半径方向r的轨道宽度尺寸(T1)104例如成为40nm。另外，磁场M1的长径方向的尺寸(B1)105例如成为20nm。在该情况下，关于头位置控制(半径方向r)中要求的规格(精度)(设为Y)，基本上从轨道宽度尺寸(T1)104的40nm减去磁场M1的长径方向的尺寸(B1)105的20nm而成为±10nm(20nm)。±10nm为止的位置偏移是被允许的。
但是，在以往(当前)的制造方法中，头是通过具有大约500个工序的薄膜工艺制造出的，所以实际上制造出的头的磁场尺寸(B1、B2)具有制造偏差。其具有例如图2所示那样的分布。在以往的加工精度下，磁场尺寸产生±20％左右的偏差。例如，在以20nm为目标而制造出磁场M1的长径方向的尺寸(B1)105的情况下，作为其±20％，产生±4nm(8nm)的偏差(设为X)。
其结果，上述头位置控制中要求的规格(精度)被修正，成为±6nm(12nm)(设为Y’)(40nm(T1)-20nm(B1)-8nm(X)＝12nm(Y’))。
不满足该条件(Y’：±6nm)的头(以及包括该头而成的HDD)有可能对邻接轨道发生干扰(重写(over write)、重读(over read)等)，所以无法使用，由此降低制造的成品率。
如上所述，在使用图案介质来提高记录密度的HDD中，例如要求12nm以下这样的高精度的头位置控制、头磁场尺寸。
但是，在实际的头制造中，存在由于制造工艺的状态变化而引起的尺寸和电磁特性的目标值偏移、偏差变动等问题，并且关于头位置控制，存在头悬浮量的变化、部件安装误差、伺服控制误差等问题。因此难以实现上述那样的高精度的控制和尺寸。
另外上述精度的问题随着所要求的记录密度提高而变得显著，为了通过上述例子的记录密度为1Tbit/inch2时的结构实现例如其两倍的2Tbit/inch2，半径方向r的尺寸(A1)103例如成为28nm，要求成为1Tbit/inch2时的大约一半的±3nm的头位置控制的精度。
如果对上述前提进行补充，则如下所述。在具备以往的盘(非图案介质)的HDD中，并非盘侧而与头侧的基准对应地控制读写等。对盘写入的信号(记录区域)的位置根据头的特性而不同。
另一方面，在具备新的盘(图案介质)的HDD中，并非头侧，而首先存在盘侧的设计，与盘侧的基准(基于图案的绝对坐标)对应地控制读写等。
如上所述，在使用图案介质的HDD的制造方法中，盘与头的设计等成为与以往相反的形式。但是，以往，没有详细研究头磁场、图案(记录单位)、位置控制、制造偏差、部件使用率等要素以及关系。因此，在仍将与以往的HDD制造方法同样的考虑方法用作使用图案介质的HDD的制造方法时，难以同时实现高记录密度和高成品率量产。
(实施方式1)
根据以上前提，使用图1～图5，对本发明的实施方式1中的使用了图案介质的HDD(图案介质记录装置)的制造方法进行说明。另外，与前提的说明同样地，共同使用图1～图2的例子对本实施方式进行说明。另外，虽然主要对记录(写入)功能进行了说明，但关于再现(读取)功能也可以通过同样的考虑方法来应用。
在实施方式1中，其特征在于，按照满足记录密度和头部件使用率的条件的规定规则，组合基于槽状图案的不同的多种(例如三种)图案介质、和基于头的磁场尺寸偏差的测定以及分类的多个头集合，来制造HDD。
(1-1：第一图案介质)
与上述同样地，在基于图1的槽状图案的第一图案介质(D1)101的一部分113的放大中，关于轨道，在半径方向r上，具有轨道宽度尺寸(T1)104(单一轨道的宽度)、以及轨道间隔尺寸(T2)109(邻接轨道的间隔)。另外虚线是轨道中心线。在轨道上，具有记录单位的区域(设为R1)。关于区域R1，具有半径方向r的尺寸(A1)103、以及圆周方向c的尺寸(A2)102。关于记录头的磁场(设为M1)，具有长径方向(半径方向r)的尺寸(B1)105和短径方向(圆周方向c)的尺寸(B2)106。作为头的位置控制，半径方向r的位置控制与磁场M1的半径方向r的位置偏移有关。
另外，对于本实施方式中的尺寸，以盘的旋转方向c与头磁场M1的长径方向(半径方向r)(尺寸(B1)105)正交的部分的区域为对象进行说明。
另外，头磁场的长径尺寸(B1)105是以记录头的磁场(基于写入元件的磁场)与再现头的磁场(基于读取元件的磁场)中的大的一方为基准而使用的。如果使用该大的一方(例如记录头)，则也满足小的一方(例如再现头)的性能，所以没有问题。
在本实施方式的HDD制造中，作为高记录密度的基准，考虑进行区域R1的尺寸(A2)102与尺寸(A1)103的比率成为1比2.5的1Tbit/inch2的记录的情况。在该情况下，半径方向r的轨道宽度尺寸(T1)104例如成为40nm。另外，磁场M1的长径方向的尺寸(B1)105例如成为20nm。在该情况下，关于头位置控制(半径方向r)中要求的规格(精度)(设为Y)，基本上从成为头的写入宽度或读取宽度的轨道宽度尺寸(T1)104的40nm减去磁场M1的长径方向的尺寸(B1)105的20nm而成为±10nm(20nm)。±10nm为止的位置偏移是被容许的。
但是，在头制造中同样地使用了以往(当前)的制造方法的情况下，头是通过具有大约500个工序的薄膜工艺制造出的，所以实际上制造出的头的磁场尺寸(B1、B2)具有制造偏差，例如具有图2所示的直方图那样的分布。在当前的加工精度下，磁场尺寸产生±20％左右的偏差。例如，在以20nm为目标而制造出磁场M1的长径方向的尺寸(B1)105的情况下，作为其±20％，产生±4nm(8nm)的偏差(设为X)。
其结果，上述头位置控制中要求的规格(精度)被修正，成为±6nm(12nm)(设为Y’)(40nm(T1)-20nm(B1)-8nm(X)＝12nm(Y’))。目前为止与前提相同。
此处，将实际实现的头位置控制的精度(设为Y”)例如设为±9nm(18nm)。即该Y”是与Y’相比精度低且位置偏移大的情况。于是在该情况下，作为规格(精度)可以容许的磁场M1的长径方向的尺寸(B1)105成为22nm程度(40nm(T1)-18nm(Y”)＝22nm(B1))。将与该B1(22nm)对应的直方图中的值(边界)设为s1。于是，具有该尺寸(s1)以上的磁场尺寸的头的集合109由于对邻接轨道的干扰问题而无法使用，成品率降低。
即，作为基本的设计(组合)，成为图2的s1的左侧示出的那样的形状。对于第一图案介质(D1)101，虽然可以使用磁场尺寸S的分布中的上述可以容许的尺寸(s1)以下的集合115(包括基准s2附近的集合116)的头，但无法使用上述尺寸(s1)以上的集合109的头。即，第一图案介质(D1)101与集合115(或集合116等)的头关联，制造出包括它们而成的HDD(第一HDD)。另外，将与第一图案介质(D1)101关联的磁场尺寸S的分布的基准(中央附近)设为s2(例如20nm)。集合116是不包括下位的集合的s2附近的集合。
(1-2：第二图案介质)
因此，在本实施方式中，根据上述，如作为第二图案介质(D)107所示，制作出(制造或准备)将轨道宽度(T1)从上述40nm扩大至例如42nm的图案介质。然后，使该第二图案介质(D2)107与具有上述可以容许的尺寸(B1：22nm、s1)以上的磁场尺寸的头的集合109关联。即，制造出包括该第二图案介质(D2)107和集合109的头而成的HDD(第二HDD)。由此，在该第二HDD中，上述干扰的问题被消除(作为整体部件使用率提高，所以成品率稍稍提高)。
但是，仅通过上述设计，第二图案介质(D2)107的记录密度例如成为0.96Tbit/inch2，不满足上述产品规格(1Tbit/inch2)。在本实施方式中以同时满足高记录密度和成品率提高为目的。
(1-3：第三图案介质)
因此，在本实施方式中，根据上述进而如图3所示，作为第三图案介质(D3)108，制造出(制造或准备)将轨道宽度(T1)104从上述40nm例如缩小至38nm的图案介质。然后，使该第三图案介质(D3)108与例如具有20nm(基准的s2)以下的磁场尺寸的头的集合118(集合111以及集合112)关联。即，制造出包括该第三图案介质(D3)108和集合118的头而成的HDD(第三HDD)。此时，第三图案介质(D3)108的记录密度例如成为1.06Tbit/inch2，超出上述的产品规格(1Tbit/inch2)。
另外s3是针对与第一图案介质(D1)关联的磁场尺寸的基准(s1)的下侧的边界的值(例如18nm)。根据各边界(s1、s2、s3)，分布的整体被分类(区分)成四个集合{集合(g1)109、集合(g2)110、集合(g3)111、集合(g4)112}。
在上述关联中，特别地，针对第三图案介质(D3)108，与第二图案介质(D2)107与集合109的关联同样地，可以首先仅关联集合(g4)112。然后进而，针对第三图案介质(D3)108，还将s2以下s3以上的集合(g3)111合起来关联。即，s2以下s3以上的集合(g4)111在第一图案介质(D1)101和第三图案介质(D3)108中重复关联。属于该集合(g3)111的头还可以使用于任意介质(D1、D3)。同样地，对于第二图案介质(D2)107侧，不仅是集合(g1)109，还可以将s1以下s2以上的集合(g2)110合起来关联。
即，总体而言，作为修正后的设计(组合)，成为图3所示那样的形状。第一图案介质(D1)101与集合116(第一集合G1)被关联(第一HDD)。第二图案介质(D2)107与集合117(第二集合G1)被关联(第二HDD)。第三图案介质(D3)108与集合118(第三集合G3)被关联(第三HDD)。
这样，通过三种图案介质(D1～D3)与四个头集合(g1～g4)的组合，制造出图案介质与头的关联不同的多个HDD(该关联例如总共有六种)。图8(a)简单集中示出上述组合。
通过此前为止的设计，在本实施方式中，得到相应的效果。通过上述组合，提高头部件的使用率等，从而作为整体制造成品率提高。
(1-4：多个图案介质的组合)
进而，HDD一般可以由多个盘构成(多重结构)。因此，例如在将二张盘搭载于一个HDD的情况下，首先，可以构成使用了二张上述第一图案介质(D1)101的一个HDD(第四HDD)。于是，例如可以构成组合使用了上述第二图案介质(D2)107和第三图案介质(D3)108的一个HDD(第五HDD)。
上述第五HDD与上述第四HDD同样地，作为记录密度满足平均1Tbit/inch2的产品规格((
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)。这样，可以恰当地组合多种图案介质(D1～D3)与多个头集合(g1～g4)来构成记录密度一致的各HDD。即，HDD的设计以及制造的自由度提高，可以提高制造效率。
图8(b)简单地示出如上所述在单一的HDD装置中内置多个(P)图案介质和多个(Q)头时的组合的例子。在根据上述图3以及图8(a)那样的组合制造出的多个HDD中，可以选择性地构成以下种类的HDD。在第四HDD中，具备二个基于集合G1的头与图案介质D1的关联的最小单位。在第五HDD中，分别具备基于集合G2的头部与图案介质D2的关联的最小单位、和基于集合G3的头部与图案介质D3的关联的最小单位。第四HDD和第五HDD是内部结构不同的二种HDD，都满足规定的记录容量。
通过以上方法，实现高记录密度(平均1Tbit/inch2)和制造成品率提高。
(1-5：组合的规则)
在本实施方式中，如下所述，规定组合的规定规则(条件)。
如上述的头磁场尺寸S的分布所示，具有22nm(s1)以上的磁场尺寸的头的集合(g1)109与具有20nm(s2)以下的磁场尺寸的头的集合(G3)118(g3、g4)相比少。
因此，在如上述第一HDD、第二HDD那样设计成单纯地针对一个头集合组合一个图案介质的情况下，属于s2以下的集合(G3)118的头部件剩余，部件使用率降低。
因此，在本实施方式中，在基于头的制造偏差的分布中，根据成为各基准的头磁场的值(s1～s3)，如s1以上的集合(g1)109、s1以下s2以上的集合(g2)110、s以下18nm(s3)以上的集合(g3)111、s3以下的集合(g4)112那样，分类成基本的四个集合(g1～g4)。集合115～集合118是它们的组合。
然后，如图3的例子所示，针对集合(G1)116(g2、g3)，关联第一图案介质(D1)101，并且，针对集合(G2)117(g1、g2)，关联第二图案介质(D2)107，并且，针对集合(G3)118(g3、g4)，关联第三图案介质(D3)108。
这样，在头与图案介质的组合(关联)中，组合成在一部分中重复。在作为该重复部分的集合(g2)110以及集合(g3)111中，分别被用于特性上邻接的二种以上的图案介质。在图案介质的数量(M)与头集合的数量(N)中，M<N。根据这些规则，头部件的使用率变高，作为整体，成品率提高。
这样，在本实施方式中，通过与多种(M：三种)图案介质对应的向多个(N：四个)头集合分类、以及多个组合等，提高头(磁场尺寸的分布)与图案介质的组合的自由度。可以不限于上述例子而进行组合。由此，可以消除头供给的过度和不足，进而提高部件使用率。
(HDD结构)
接下来，在图4中，示出本实施方式的HDD制造方法中的HDD的硬件结构。其示意地示出与当前一般的HDD同样的结构。
在图4(a)中，本HDD由图案介质100、头部210、电路基板、框体等部件构成。头部210由头201、臂203、旋转致动器202等构成。臂203是通过旋转致动器202驱动的。头201被安装在臂203的前端。图案介质100被安装在主轴204上。头201实际上极小，但为了易于理解而用四边形表示。
头201相对于图案介质100的半径方向r具有恒定的斜率。其结果，对于头201相对于图案介质100的旋转方向c的磁场尺寸，针对磁场尺寸的长径(上述B1)相对于半径方向r的斜率，按照余弦规则变化。因此，图案介质100中的轨道宽度(上述T1)相对于介质的半径而变化。
另外，在本实施方式中，将臂203(头部210)的前端部分称为头(还有时称为滑块等)。另外，相对于一个盘(图案介质100)，将由头201、臂203、以及旋转致动器202等构成的成为一个单位的部位称为头部210。一个头部210与一个盘(图案介质100)的组合成为HDD结构中的最小单位。
另外如图4(b)所示，可以是沿着轴向具备多个上述那样的最小单位(210、100)的结构(多重结构)。将这些多个头部210的集合例如称为头模块200。在该多重结构的HDD的情况下，在本实施方式中，如上所述(图8)，可以设为特性不同的最小单位(头以及图案介质)的组合。
(制造方法)
接下来，在图5中，示出本实施方式的HDD制造方法中的制造工艺的概略流程。本HDD制造工序大体上具有图案介质制造工序S500、头制造工序S510、HDD装置组装工序S530。
在图案介质制造工序S500中，在薄膜工艺S502中，包括形成图案前的由玻璃或金属化合物构成的基本的介质501的形成工序、和在该介质501上形成图案的工序。在形成图案的工序中，使用由制膜、曝光、显影、蚀刻等构成的薄膜工艺，形成轨道宽度、间隔(或者点排列)等不同的图案介质。另外，代替曝光工序而有时还使用纳米压印工艺。由此，形成与头侧的设计对应的各种图案介质503～505(例如上述D1～D3)。在图案介质检查工序S506中，针对这些图案介质503～505，检查有无尺寸、缺陷等问题。通过检查去除不良品。通过上述工序，制造出(准备)多种(M)图案介质(例如：D1～D3)。
在头制造工序S510中，在薄膜工艺S512中，通过制膜、曝光、显影、蚀刻等，在晶片511上，形成用于形成头的部件513。之后，在头加工工序514中，通过切出、磨削、抛光等，从部件513加工形成头515(上述头201)。例如，在一个头515上，形成写入元件516和读取元件517(成为记录再现头)。写入元件516、读取元件517位于头515的端部。
在头部组装工序S519中，组合在S514中形成的头(头210)、臂520(上述臂203)、致动器(上述旋转致动器202)等，而组装一个单位(上述头部210)。头515被安装在头520的前端。
在头部检查工序S521中，包括测定头部210的头515(头201)的磁场尺寸(记录磁场尺寸以及读取磁场尺寸)的工序。此时，进行头515的各元件的尺寸形状测定、缺陷等的检查。在头部检查工序S521中，独立地测定各头的磁场尺寸。此时的测定方法有实际上将磁性图案记录到磁性膜上并读取的方法、SEM等根据外观检查结果估算的方法等。
在头分类工序S522中，利用S521中的测定以及检查的结果(头磁场尺寸)，将头515(头部210)根据上述考虑方法分类成多个集合525。例如在上述实施方式1中的规则下，记录头的磁场尺寸与再现头的磁场尺寸中的任意一个(例如记录头的磁场尺寸)如图3所示根据边界值s1～s3被分类成四个集合(g1～g4)。通过上述工序，制造出(准备)多个(N)头集合(g1～g4)。
在HDD装置组装工序S530中，使用在图案介质制造工序S500中制造出的多种(M)图案介质和在头制造工序S510中制造出的多个(N)头集合，组装HDD装置。在组装工序(关联工序)中，按照上述规定规则，组合(关联)这些图案介质与头，并对其进行确认。例如，如上述图3所示，如D1-G1、D2-G2、D3-G3那样分别关联介质(D1～D3)与头(g1～g4)。由此，构成基本的最小单位(头部210和图案介质100)，可以构成包括该最小单位而成的HDD。
进而，在设为上述多重结构的情况下，在头模块组装工序S532中，使用上述最小单位，按照上述规定规则，组装头模块220(以及多个图案介质100)。例如，在具备二张图案介质的HDD中，如上述第四、第五HDD所示，是各记录密度相同的组合等。所组装的头模块220与根据相同规则设计出的图案介质(D1～D2)等组合。
在框体安装工序S533中，将由上述头部201或头模块220和图案介质100构成的部位与其他部件一起安装到HDD装置的框体，从而HDD装置完成。通过上述工序，制造出满足与所使用的图案介质100的种类对应的规定规格的多个HDD装置。
另外，可以少许变更上述磁场尺寸的测定、分类、组合这样的各工序的详细以及它们的顺序。例如，当然可以在头加工工序S514之后、组装头部210之前，测定头201的磁场尺寸等。
如上所述，根据本实施方式，可以提高(改善或大幅提高)头201等部件的使用率，以高成品率制造出高记录密度的HDD。另外特别地，与未使用本实施方式的情况(使用与以往同样的制造方法的情况)相比，可以大幅缓和头的位置控制、加工的精度(规格)，可以实现制造成本削减。
(实施方式2)
接下来，使用图6，对本发明的实施方式2的HDD制造方法进行说明。实施方式2与实施方式1的不同特征在于，使用具有并非基于槽而是基于点形状的图案的轨道的图案介质。以下，对不同的特征进行说明。
在图6中，放大示出点状的图案介质的一部分。在图6的例子中，在成为基准的第一图案介质(D1)301的一部分313的放大中，关于轨道，在半径方向r上，具有轨道宽度尺寸(T1)304以及轨道间隔尺寸(T2)309。另外虚线是轨道中心线以及边界线。在轨道上，作为等间隔的点状，具有记录单位的区域(设为R2)。在所邻接的轨道中点的配置是偏移的。关于点的区域R2，具有半径方向r的尺寸(A1)303以及圆周方向c的尺寸(A2)302。关于记录头的磁场(设为M2)，具有长径方向(半径方向r)的尺寸(B1)305和短径方向(圆周方向c)的尺寸(B2)306。
另外，对于头磁场M2的长径尺寸(B1)105是以记录头的磁场(基于写入元件的磁场)和再现头的磁场(基于读取元件的磁场)中的大的一方为基准而使用的。如果使用该大的一方(例如记录头)，则也满足小的一方(例如再现头)的性能，所以没有问题。
如图6中省略所示，按照与实施方式1同样的考虑方法以及规定规则，构成图案介质与头集合的组合。例如，介质(D1～D3)与头(g1～g4)如D1-G1、D2-G2、D3-G3那样分别进行关联。
在点图案的情况下，与上述槽图案的情况不同的数值等如下所述。在进行A1与A2的比率成为1比1.2的1Tbit/inch2的记录的情况下，半径方向r的轨道宽度尺寸T1成为28nm。头位置控制中要求的规格(精度)成为从成为磁头的写入宽度或读取宽度的轨道宽度尺寸T1＝28nm减去头磁场的长径方向的尺寸B1的16nm而得到的±6nm(12nm)。但是，头的磁场精度根据制造偏差而具有上述图2那样的分布。在以往(当前)的加工精度下产生±25％左右的偏差。在以16nm为目标而制造出头的磁场尺寸B1的情况下，产生±4nm的偏差。其结果，头位置控制中要求的精度被修正，而成为±4nm。
此处，如果将实际的头位置控制的精度设为±5nm，则可以容许的头的磁场尺寸B1成为18nm左右，具有其以上的磁场尺寸的头的集合(g1)对邻接轨道产生干扰等。因此，制作出将轨道宽度扩大至30nm的第二图案介质(D2)307，与具有18nm以上的磁场尺寸的头的集合(g1)组合。由此，消除对邻接轨道产生干扰的问题。但是，第二图案介质(D2)307的记录密度成为0.93Tbit/inch2而不满足产品的规格。
因此，制作出具有26nm的轨道宽度的图案介质308，与具有16nm以下的磁场尺寸的头的集合311以及集合312组合。此时，图案介质308的记录密度成为1.07Tbit/inch2。
因此，组合第二图案介质(D2)307与第三图案介质(D3)308而构成HDD。该HDD与使用了二张第一图案介质(D1)301的HDD的情况同样地，满足平均1Tbit/inch2的产品规格。通过以上方法，制造成品率提高。
进而，被分类成18nm以上的g1、16nm以上18nm以下的g2、14nm以上16nm以下的g3、14nm以下的g4这样的四个集合。然后，如D1-G1、D2-G2、D3-G3那样组合。通过以对一个集合(g2、g3)分别关联二个图案介质的方式组合，提高头部件使用率。
如上所述，根据本实施方式，在点图案的情况下也同样地，可以以高成品率制造出高记录密度的HDD。不限于槽或点，还可以适用于其他图案。
(实施方式3)
接下来，使用图7对本发明的实施方式3的HDD制造方法进行说明。实施方式3与实施方式2同样地使用具有基于点状图案的轨道的图案介质。不同的特征在于，并非使用多种介质改变轨道宽度，而改变圆周方向c的图案间隔尺寸，从而变更并调整记录密度。
在图7(a)中，放大示出第一例子中的点状图案介质的一部分401(图案)。在图7(b)中，放大示出第二例子中的点状图案介质的一部分402(图案)。
在实施方式2的点状图案介质(D1)301中，如上所述，在进行1Tbit/inch2的记录的情况下，头位置控制中要求的精度成为±4nm。如果将实际的头位置控制的精度设为±5nm，则可以容许的头的磁场尺寸B1成为18nm左右，具有其以上的磁场尺寸的头的集合g1对邻接轨道产生干扰等。因此，制作出将轨道宽度扩大至30nm的第二图案介质(D2)307所示的图案介质，与具有18nm以上的磁场尺寸的头的集合g1组合。但是，第二图案介质(D2)307的记录密度成为0.93Tbit/inch2而不满足产品规格。
因此，在实施方式3中，在第二图案介质(D2)中，设为图7(a)的一部分401那样的图案，在第三图案介质(D3)中，设为图7(b)的一部分402那样的图案。如图7(a)的一部分401所示，将圆周方向c的图案间隔尺寸(p1)设为23nm。另一方面，制作出如图7(b)的一部分402所示，将圆周方向c的图案间隔尺寸(p2)从p1＝23nm变更成p2＝21nm的图案介质(D3)。通过这样的图案介质(D1～D3)的制作，满足1Tbit/inch2的规格，并且满足头的位置控制的精度(规格)。
另外在各实施方式中可以同样地应用图5那样的制造方法的流程。
以上，根据实施方式对由本发明者完成的发明进行了具体说明，但本发明不限于上述实施方式，当然可以在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。
产业上的可利用性
本发明可以利用于使用了图案介质的HDD装置等、在盘状的介质上形成有图案、且使用电子、磁、光或自旋等物理学的状态变化来进行信息记录的装置。

Claims (9)

1.一种采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，
上述硬盘记录装置包括：作为形成有成为记录单位的图案的盘的上述图案介质；以及用于向上述图案介质记录信息并再现的头，
该硬盘记录装置的制造方法具有：
制造上述图案介质的第一步骤；
制造上述头的第二步骤；以及
组装包括上述第一步骤得到的图案介质和上述第二步骤得到的头的上述硬盘记录装置的第三步骤，
上述第一步骤中，包括形成根据上述头的规格设计的、成为上述记录单位的图案的形成密度不同的、多种(M)的图案介质的步骤，
上述第二步骤中，包括：加工形成上述头的步骤；测定上述头的磁场尺寸的步骤；以及根据上述头的磁场尺寸偏差的分布将上述头分类成多个(N)集合的步骤，
上述第三步骤中，按照规定的规则，组合上述多种(M)的图案介质与上述多个(N)集合，而组装上述图案介质与头的关联不同的多个硬盘记录装置，
上述头的集合数(N)大于上述图案介质的种类数(M)，即M<N。
2.根据权利要求1所述的采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，作为上述规定的规则，将上述多个(N)集合中的至少一部分集合关联到上述多种(M)的图案介质中的二种以上的图案介质，以进行重复使用。
3.根据权利要求2所述的采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，在上述组合中，对一种图案介质，关联特性上邻接的二个以上的集合，并且对一个集合，关联特性上邻接的二种以上的图案介质。
4.根据权利要求1所述的采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，上述第一步骤制造的图案介质具有由同心圆状地配置了槽的图案构成的轨道。
5.根据权利要求1所述的采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，上述第一步骤制造的图案介质具有由同心圆状地配置了点的图案构成的轨道。
6.根据权利要求1所述的采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，上述头是在单一的头中具备写入元件和读取元件而形成的，
上述第二步骤中，测定由上述头的上述写入元件形成的记录磁场以及由上述读取元件形成的再现磁场中的上述图案介质的径向尺寸，
上述第一步骤中，包括具有与在上述第二步骤中测定出的上述记录磁场尺寸和上述再现磁场尺寸中较大的一个匹配地设计的轨道宽度或轨道间隔的第一图案介质的制造，
上述第三步骤中，对二个以上的集合关联上述第一图案介质。
7.根据权利要求6所述的采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，在上述第一步骤中，对于上述图案介质，根据径向上的上述头的记录磁场尺寸或上述再现磁场尺寸和上述头的位置控制的精度，来设计上述轨道宽度或轨道间隔，
上述第一步骤中，包括形成上述轨道宽度或轨道间隔、以及记录密度不同的、多种(M)的图案介质的步骤。
8.根据权利要求7所述的采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，上述图案介质具备由同心圆状地配置了点的图案构成的轨道，
上述第一步骤中，对于上述图案介质，设计圆周方向上的图案间隔尺寸，以达到规定的记录容量，
上述第一步骤中，包括形成上述图案间隔尺寸以及记录密度不同的、多种(M)的图案介质的步骤。
9.根据权利要求1所述的采用图案介质的硬盘记录装置的制造方法，其特征在于，上述硬盘记录装置是在单一装置内包括多个(P)图案介质和多个(Q)头而构成的，
上述第一步骤中，包括形成包含了记录密度的特性不同的上述多种(M)的图案介质的步骤，
上述第三步骤中，为了作为单一装置而达到规定的记录容量，通过组合上述多种(M)的图案介质与多个(N)集合，组装包括上述多个(P)图案介质和多个(Q)头的多种的硬盘记录装置。
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