CN1215468C - 磁复制方法 - Google Patents
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Abstract
在从属介质的两个面上，利用磁复制可复制出品位高的复制图案。磁复制方法是，在将磁复制用主载体和从属介质紧密接触，施加复制用磁场，对磁记录介质每个单面进行磁复制的方法中，向从属介质的在先磁复制面进行磁复制中使用的磁复制用主载体磁性层的饱和磁化(Ms1)和膜厚(δ1)之积(Ms1 δ1)，与从属介质的在后复制面进行复制使用的主载体磁性层的饱和磁化(Mδ2)和膜厚(δ2)之积(Ms2 δ2)存在1.5＜(Ms2 δ2)/(Ms1 δ1)＜10的关系，向在先磁复制面的复制磁场(Hdu1)和在后复制介质面的复制磁场(Hdu2)存在0.2≤Hdu2/Hdu1≤0.9的关系。
Description
本发明是关于在磁记录介质上一次记录大量情报的方法，特别是向大容量、高记录密度的磁记录介质上复制记录情报的方法。
在数字图像应用的发展中，用计算机等处理情报的量飞速地增加，随着情报量的增加，要求能大容量记录情报，廉价的，而且记录、读取时间短的磁记录介质。
在硬盘等的高密度记录介质、和以ZIP(ァィォメガ(爱欧美嘎)公司)为代表的高密度软盘型磁记录介质中，与一般的软盘相比，情报记录区是以狭窄的磁道构成，磁头准确地在狭窄的磁道宽度内进行扫描，为了较高的S/N比进行信号的记录和再生，需要使用跟踪伺服技术进行准确的扫描。
在硬盘、可拆取型的磁记录介质一类的大容量磁记录介质中，在盘的1周内间隔中记录着跟踪用的伺服信号和地址情报信号、再生时间信号等，所谓形成予格式化。
磁头通过读取这种予格式化的信号，可修正自己的位置，准确地在磁道上移动。
现在的予格式化是使用专用盘的伺服记录装置，每1张、每1个磁道地进行记录制作。伺服记录装置存在问题是价格高，予格式化制作时间长，所以制造时间也长，导致影响到制造成本。
因此有人提出的方案不是以每1个磁道地进行予格式化，而是以磁复制的方式进行，例如在特开昭63-183623号公报、特开平10-40544号公报、和特开平10-269566号公报中介绍了复制技术。然而在磁复制方法中，是将复制时施加磁场的条件和产生该磁场的具体手段作为主要方案，但实际上该提案并未实施。
作为解决这种老问题的记录方法，在特开昭63-183623号公报和特开平10-40544号公报中提出了一种记录方法，即，在基体的表面上形成与情报信号相对应的凹凸形状，至少在凹凸形状的凸部表面上形成强磁性薄膜，将这样的磁复制用主载体的表面，与形成强磁性薄膜或强磁性粉涂布层的片状或盘状磁记录介质表面接触，或者，再施加交流偏置磁场，或直流磁场，通过对构成凸部表面的强磁性材料进行激磁，使与凹凸形状相对应的磁化图案记录在磁记录介质上。
在该方法中，将磁复制用主载体的凸部表面与予格式化的整个磁记录介质，即从属介质紧密接触，同进通过对构成凸部的强磁性材料进行激磁，在从属介质上形成规定的格式，是这样一种复制方法。具有的特征是不改变磁复制用主载体和从属介质的相对位置，就能稳定地进行记录，并能准确地记录予定格式。然而，还具有记录所用时间极短的特征。即，在由磁头进行记录的方法中，通常需要数分钟到数十分钟，而且还存在着记录所用时间与记录容量成比例地加长的问题。而该磁复制方法中，所具有最大特征是与记录容量和记录密度没有关系，在不到1秒钟的时间内即可完成复制。
在此方法中，是将磁复制用主载体的凸部表面与予格式化的整个磁记录介质，即从属介质紧密接触，同时通过对构成凸部的强磁性材料进行激磁，在从属介质上形成规定的格式，是这样一种复制方法，具有的特征是不改变磁复制用主载体和从属介质的相对位置，即能稳定地进行记录，能够得到准确的格式记录，而且，记录所需要的时间极短。
对于从属介质中使用的基板不可避免地会产生数μm的翘度。因此，在同时进行两个面的磁复制时，使从属介质的两个面与磁复制用主载体接触，为确保和从属介质的紧密接触性，必须以大力进行压缩。
在反复进行磁复制时，在磁复制用主载体和从属介质的紧密接触过程中，有时会损害磁复制用主载体。为了提高磁复制用主载体的耐久性，每次只能对每个单面进行磁复制。
在进行每个单面磁复制时，对从属介质在先进行磁复制面的相反侧的面施加磁场，进行磁复制，在先记录的磁记录信号有时会消失掉，或形成缺陷。
本发明的目的是提供一种稳定的复制方法，将磁复制用主载体和从属介质每次单面接触，施加外部磁场，能防止由予格式化图案复制制作的从属介质的伺服工作不准确。
本发明的目的可通过以下的磁复制方法解决，即，在将磁复制用主载体和从属介质紧密接触，施加复制用磁场对磁记录介质每次进行单面磁复制的方法中，向从属介质的在先磁复制面，进行磁复制使用的磁复制用主载体磁性层的饱和磁化(Ms1)和膜厚(δ1)之积(Ms1δ1)、与向从属介质的在后复制面进行复制使用的磁复制用主载体磁性层的饱和磁化(Ms2)和膜厚度(δ2)之积(Ms2δ2)，存在1.5＜(Ms2δ2)/(Ms1δ1)＜10的关系，向在先磁复制面的复制磁场(Hdu1)和在后复制的从属介质面的复制磁场(Hdu2)，存在0.2≤Hdu2/Hdu1≤0.9的关系。
磁复制是将使用与基板表面情报信号相应部分形成磁性层的磁复制用主载体，和接受复制的从属磁记录介质，予先将从属介质沿磁道方向进行初期直流磁化后，将磁复制用主载体和初期直流磁化的从属介质紧密接触，沿与从属面的初期直流磁化方向相反的方向施加复制用磁场，进行磁复制的上述磁复制方法。
上述的磁复制方法中，向所述从属介质复制伺服信号，得到记录了伺服信号的磁记录介质。
本发明者们发现将磁复制用主载体和从属介质每个单面紧密接触，通过由外部施加复制用磁场，向从属介质的两个面记录伺服信号时，产生信号品位降低的部分，其原因是向在先进行磁复制面进行磁复制使用的磁复制用主载体和在后磁复制使用的磁复制用主载体的饱和磁化、其厚度、复制时施加的磁场不适当，所以进行在后磁复制时，消除掉了在先记录的信号，或者形成缺陷，从而联想到了本发明。
即，在将磁复制用主载体和从属介质紧密接触，施加复制用磁场在磁记录介质的每个面上进行磁复制的方法中，向从属介质在先磁复制面进行磁复制使用的磁复制用主载体磁性层的饱和磁化(Ms1)和膜厚度(δ1)之积(Ms1δ1)、向从属介质在后复制面进行复制使用磁复制用主载体磁性层的饱和磁化(Ms2)和膜厚度(δ2)之积(Ms2δ2)，存在1.5＜(Ms2δ2)/(Ms1δ1)＜10的关系，向在先磁复制面的复制磁场(Hdu1)和在后复制介质面的复制磁场(Hdu2)存在0.2≤Hdu2/Hdu1≤0.9的关系。
用作从属介质的基板，一般由合成树脂材料制成，所以不可避免地产生数μm的翘度。为此，当将从属介质的两个面同时与磁复制用主载体紧密接触进行磁复制时，为了确保从属介质两面与磁复制用主载体的紧密接触性，必用强力进行压缩。
反复进行磁复制时，在磁复制用主载体和从属介质的紧密接触过程中，有时磁复制用主载体受到损坏。为了提高磁复制用主介质的耐久性，不得不对每个单面进行磁复制。
当对每个单面进行磁复制时，在对在先进行磁复制从属介质面相反侧的从属介质面进行复制时，由于施加磁场，有时会使在先记录的磁记录信号消除掉，或形成缺损。
另一方面，当复制磁场强度很小时，不可能获得高质量的记录信号复制，发现通过调整复制信号的大小和磁复制用主载体磁性层的特性及大小，可以不使在先复制的记录信号消除或产生缺损，并能获得高质信号的记录。
将磁复制用主载体和从属介质紧密接触施加复制用磁场时，通过将磁性层的饱和磁化(Ms)和膜厚度(δ)之积(Msδ)取为规定的大小，可提高复制信号的质量、复制磁场的宽度。
这表示调整磁性层的饱和磁化(Ms1)和膜厚度(δ1)之积(Ms1δ1)，就可以调整复制磁场。即，当增大磁复制用主载体磁性层的Msδ时，即使复制磁场很小，也能进行复制。
因此，对每个单面进行磁复制时，在一个面的磁记录信号复制结束后，在磁记录介质的另一面上进行磁复制时，增大磁复制用主载体的磁性层Msδ，减小复制磁场，通过将复制磁场的大小选在比从属介质的保磁力更低的值，即能防止已复制的磁复制面信号品位的降低。
(Ms2δ2)/(Ms1δ1)小于1.5时，因为复制所需要磁复制的磁场和在先磁复制面相同，或更大，必然引起在先磁复制面信号的低劣。
另一方面，(Ms2δ2)/(Ms1δ1)大于10时，磁复制后，在使磁复制用主载体和从属介质距离加大时，可观察到在施加磁场时所用电磁铁等的残留磁场也会产生复制，随后会引起磁复制面的信号品位降低。
在满足上述(Ms2δ2)/(Ms1δ1)的关系后，研究在先磁复制面和在后磁复制面的复制磁场强度之间的关系。结果知道，在先进行磁复制面的复制磁场(Hdu1)和相反侧的介质面复制磁场(Hdu2)，存在0.2≤Hdu2/Hdu1≤0.9的关系，可确保两面磁复制信号的品位。
在Hdu2/Hdu1＜0.2时，在后磁复制面上不能产生充分的复制，所以不能保证信号品位能达到不存在实际应用的问题。Hdu2/Hdu1＞0.9时，可知在先磁复制面的记录信号混乱，降低信号品位。
因此，将磁复制面所用主载体磁性层的饱和磁化(Ms1)和膜厚(δ1)之积(Ms1δ1)，与对相反介质面复制所用磁复制用主载体磁性层的饱和磁化(Ms2)和膜厚(δ2)之积(Ms2δ2)之间的关系，设定在1.5＜(Ms2δ2)/(Ms1δ1)＜10的范围内，在先复制磁复制面施加的复制磁场(Hdu1)和向从属介质相反面的复制磁场(Hdu2)应满足0.2≤Hdu2/Hdu1≤0.9的关系，在对每个单面进行磁复制时，可防止信号品位降低。
对本发明磁复制所用磁复制用主载体的制造方法进行说明。
基板可以是硅、铝、玻璃、高分子材料等，但必须是表面平滑的，将光致抗蚀剂涂布在基板上，使用掩膜，通过一次曝光，或直接划线形成图案。
一次曝光时，可利用反应性腐蚀，或利用氩气等的物理腐蚀，或利用腐蚀液对基板的腐蚀。
接着利用喷溅法，使磁性层形成腐蚀厚度或规定厚度的膜。利用飞除法除去光致抗蚀剂膜，利用光刻蚀(フメトファブ-ション)只将磁性层制作成凸状。
作为细加工的方法，可使用打印机(スタンパ-)制作法，喷射成形法等，在有毛刺时，可用抛光法或擦拭法将其除去。
作为磁性材料，为了进行清晰的复制，最好是具有磁束密度大，和从属介质同方向(形成面内记录的面内方向，形成垂直的垂直方向)的磁异向性的材料。具体可使用Co，Co合金(CoNi，CoNiZr，CoNbTaZr等)，Fe，Fe合金(FeCo，FeCoNi，FeNiMo，FeAlSi，FeAl，FeTaN)，Ni，Ni合金(NiFe)等。
其中特别好的是FeCo，FeCoNi。
为了在磁性材料的下层，即基板侧上形成所要求的磁异向性，最好设置非磁性的底层，结晶构造和晶格常数必须与磁性层一致。
可使用Cr，CrTi，CoCr，CrTa，CrMo，NiAl，Ru等。
在磁性层上也可设置金刚石状碳等保护膜。也可设置润滑剂。作为保护膜更好存在有5-30nm的金刚石状碳膜和润滑剂。设置润滑剂是因为，在修正和从属介质接触过程中产生的偏差时，产生摩擦，没有形成润滑剂层时，耐损伤性，耐久性会产生不足。
与磁复制面紧密接触，进行磁复制，主载体磁性层的饱和磁化(Ms1)和膜厚(δ1)之积(Ms1δ1)，与对从属介质面复制使用主载体磁性层的饱和磁化(Ms2)和膜厚(δ2)之积(Ms2δ2)的关系，最好在1.5＜(Ms2δ2)/(Ms1δ1)＜10的范围，更好是2.5＜(Ms2δ2)/(Ms1δ1)＜7的范围。
适用于在先磁复制面的所用主载体磁性层的饱和磁化(Ms1)和膜厚(δ1)之积(Ms1δ1)，最好高于0.025T·μm(20G·μm)，低于2.3T·μm(1830G·μm)。这是为了确保在先复制磁复制面的信号品位。
通过调整磁性层材料、磁性层厚度、制作温度、喷溅时间、喷射时环境中所用气体的种类等，进行调整磁复制用主磁性层的Ms·δ。
利用改变Cr，Ti等非磁性元素的添加量来调整Ms，也可用调整制作温度，调整磁复制用主载体磁性层的均匀性来调整Ms。
对于FeCo(65∶35原子比)，将制作温度设定在室温～200℃之间，将Ms调整在2.0～2.3T之间。
通过在氩和氧、氮等混合环境气中制作磁性层，使磁性层氧化，氮化，也可调整磁性层的Ms。用氧，和氮的分压可调整Ms的大小。
磁复制用主载体的最佳磁性层的厚度在50nm以上，800nm以下，更好在100nm以上，500nm以下。
作为从属介质，可使用涂布型磁记录介质，或金属薄膜型磁记录介质。作为涂布型磁记录介质，有Zip(ァィォメガ(爱欧美嘎)公司)用的Zip100、Zip250等，HiFD等双稳态盘状的磁记录介质。
作为金属薄膜型磁记录介质，作为磁性材料可使用Co，Co合金(CoPtCr，CoCr，CoPtCrTa，CoPtCrNbTa，CoCrB，CoNi等)，Fe，Fe合金(FeCo，FePt，FeCoNi)。
作为从属介质，为进行清晰复制，最好是磁束密度大的、和从属介质同方向(形成面内记录的面内方向，形成垂直的垂直方向)的磁异向性的介质。
为此，最好在磁性层的下层上，即基板侧上形成规定磁异向性，最好设置非磁性的底层。结晶构造和晶格常数必须和磁性层一致，最好利用Cr，CrTi，CoCr，CrTa，CrMo，NiAl，Ru等形成层。
在先磁复制面的复制磁场(Hdu1)和相反侧的从属介面的复制磁场(Hdu2)最好存在0.2≤Hdu2/Hdu1≤0.9的关系。更好在0.3＜Hdu2/Hdu1＜0.7的范围。
从属介质的保磁力Hc最好在79.8KA/m(1000Oe)以上，398KA/m(5000Oe)以下。更好在119KA/m(1500Oe)以上，358KA/m(4500Oe)以下的范围内。
在先磁复制面的复制磁场(Hdu1)和从属Hc的关系，最好为0.4＜(Hdu1/Hc)＜2.0的范围。更好为0.7＜(Hdu1/Hc)＜1.7的范围。
以下示出实施例说明本发明。
实施例1
对于先复制3.5型磁复制用主载体，将硅片圆盘作基板，由FeCo(原子比Fe∶Co＝50∶50)形成150nm厚的磁性层。从圆盘中心到半径方向20～40mm的位置形成1.5μm等间距放射线状的图案。在半径方向20mm最内周位置上形成1.5μm间距的线间距。
对后复制使用的3.5型磁复制用主载体，将硅片圆盘作基板，由FeCo(原子比Fe∶Co＝50∶50)形成300nm厚的磁性层，形成和在先复制使用的磁复制用主载体的磁性层相同的图案。
用喷溅装置(ァネルバ(阿内陆巴)公司制730H喷溅装置)以直流喷溅方法，对每一个磁复制用主载体形成磁性层，形成温度为25℃、压力为1.0×10-3Pa(0.72mTorr)、用电量为2.80W/cm2。
膜厚的调整，在实施标记的硅基板上，10分钟内形成磁性材料膜。将该试料用丙酮洗净，除去标记部分，用接触式阶高差计测量在该部分上产生的膜厚阶高差，由膜厚和喷溅时间的关系计算出喷溅速度。接着，由喷溅速度计算出达到目标膜厚所用时间，进行所需时间的成膜。
对于从属介质，使用市售阿内陆巴(ァネルバ)公司制的Zip250用涂布型磁记录介质(富士胶片公司制)。从属介质的保磁力Hc为199KA/m(2500Oe)。
最高磁场强度为398KA/m(5000Oe)，即使用能形成2倍从属介质保磁力Hc的电磁铁装置，对从属介质进行初期直流磁化，接着，将初期直流磁化的从属介质与在先磁复制用主载体紧密接触，通过使用电磁装置施加199KA/m(2500Oe)的磁场进行磁复制。
接着，对磁记录介质的一个面复制结束后，从磁复制面除掉主载体，将在后复制使用的磁复制用主载体，向和从属介质面的在先复制的面相反一侧，使主载体与磁复制面紧密接触，使用电磁铁装置，沿和在先磁复制方向相同的方向，施加99.5KA/m(1250Oe)的磁场，进行复制。
按以下评价方法，对所得从属介质进行磁复制情报的评价，结果示于表1。
实施例2
除了将实施例1记载的在后磁复制的复制磁场强度取为39.8KA/m(500Oe)外，其它和实施例1一样，进行磁复制，制作磁复制的从属介质后，进行和实施例1相同的评价，结果示于表1。
实施例3
除了将实施例1记载的在后磁复制的复制磁场强度取为159KA/m(2000Oe)外，其它和实施例1一样，进行磁复制，制作磁复制的从属介质后，进行和实施例1相同的评价，结果示于表1。
实施例4
除了在氩∶氧＝2.0×10-3Pa(1.44mTorr)∶3.0×10-3Pa(2.16mTorr)的条件下，制作实施例1记载的在先磁复制使用的磁复制用主载体的磁性层外，其它和实施例1相同，进行磁复制，制作磁复制的从属介质后，进行和实施例1相同的评价，结果示于表1。
实施例5。
除了将实施例4记载的，在后磁复制用主载体的磁性层厚度变更为800nm外，进行和实施例4相同的磁复制，制作磁复制的从属介质，进行和实施例1相同的评价，结果示于表1。
比较例1
除了将实施例1记载的在后的磁复制用的磁复制磁场强度取为199KA/m(2500Oe)外，其它和实施例1一样进行磁复制，制作磁复制的从属介质后，进行和实施例1一样的评价，其结果示于表1。
比较例2
除了将实施例1记载的在后磁复制强度取为199KA/m(2500Oe)外，其它和实施例1一样进行磁复制，制作磁复制的从属介质后，进行和实施例1一样的评价，其结果示于表1。
比较例3
除了将实施例1记载的在先磁复制用主载体与在后磁复制用主载体交换外，其它和实施例1一样进行磁复制，制作磁复制的从属介质后，进行和实施例1一样的评价，其结果示于表1。
比较例4
除了将实施例1记载的在先磁复制强度和在后磁复制强度交换外，其它和实施例1一样进行磁复制，进行和实施例1一样的评价，其结果示于表1。
比较例5
除了将实施例1记载的在后磁复制用主载体变更为Fe∶Co＝70∶30(原子比)，膜厚1500nm外，其它和实施例1一样进行磁复制，进行和实施例1一样的评价，其结果示于表1。
评价方法
1.饱和磁化的测定和Ms·δ的演算。
磁性层的饱和磁化(Ms)是利用试料振动型磁力计(VSM)进行测定。将试料切成8mm×6mm大小，由该面积和喷淋速度计算出磁性层厚(δ)，并计算出体积、饱和磁化。
由上述方法求得的Ms和δ之积，计算出Ms1δ1和Ms2δ2。
2.信号品位的评价方法
对从属介质的信号品位评价，使用电磁特性测定装置(协同电子制：SS-60)，将复制后的从属介质，利用磁头隙0.40μm、磁道宽3.9μm的感应磁头进行信号再生。观测在先磁复制面的复制后再生输出(TAS)。随后，进行在后磁复制面的磁复制，记录信号。
(a)在先磁复制面信号品位评价方法
在和在先磁复制面上记录的信号相同的位置上，再次测定信号输出，作为TAF。
TAF对TAS的比，以％表示，在94％以上者为优秀，80～94％者为良好，80％以下者为不好。
(b)在后磁复制面信号品位的评价方法
两个面磁复制后，再次测定后面的再生输出，取为TFF。
TFF对TAS的比，以％表示，在94％以上者为优秀、80～94％者为良好、80％以下者为不好。
表1
| (Ms2δ2)/(Ms1δ1) | Hdu2/Hdu1 | 在先磁复制后再生输出(mV) | 在先磁复制面(％) | 在后磁复制面(％) | |
| 实施例1 | 2.0 | 0.5 | 0.825 | 98(优秀) | 96(优秀) |
| 实施例2 | 2.0 | 0.2 | 0.786 | 99(优秀) | 94(优秀) |
| 实施例3 | 2.0 | 0.8 | 0.981 | 96(优秀) | 98(优秀) |
| 实施例4 | 4.1 | 0.5 | 0.699 | 97(优秀) | 96(优秀) |
| 实施例5 | 8.9 | 0.5 | 0.715 | 95(优秀) | 97(优秀) |
| 比较例1 | 2.0 | 1.0 | 0.752 | 62(不良) | 98(优秀) |
| 比较例2 | 2.0 | 0.1 | 0.762 | 97(优秀) | 42(不良) |
| 比较例3 | 0.5 | 0.5 | 0.901 | 86(良好) | 37(不良) |
| 比较例4 | 2.0 | 2.0 | 0.841 | 69(不良) | 87(良好) |
| 比较例5 | 12.2 | 0.5 | 0.964 | 91(良好) | 79(不良) |
在由磁复制用主载体向从属介质进行磁复制中，通过调整在从属介质单面进行在前磁复制使用的磁复制用主载体的磁性层，在另一单面上进行在后磁复制使用的磁复制用主载体的磁性层、和复制磁场强度，在任何面上都能得到具有高品位复制图案的从属介质。
Claims (3)
1.一种磁复制方法，在将磁复制用主载体和从属介质紧密接触，施加复制用磁场，对从属介质的每个单面进行磁复制方法中，其特征是对从属介质的在先磁复制面进行磁复制使用的磁复制用主载体磁性层的饱和磁化(Ms1)和膜厚(δ1)之积(Ms1δ1)，与从属介质在后复制面进行复制使用的磁复制用主载体磁性层的饱和磁化(Ms2)和膜厚(δ2)之积(Ms2δ2)，存在1.5＜(Ms2δ2)/(Ms1δ1)＜10的关系，在先磁复制面的复制磁场(Hdul)和在后复制的从属介质面的复制磁场(Hdu2)，存在0.2≤Hdu2/Hdul≤0.9的关系。
2.根据权利要求1记载的磁复制方法，其特征是磁复制是使用在与基板表面情报信号相对应部分形成磁性层的磁复制用主载体和接受复制的从属磁记录介质，将从属介质沿磁道方向预先进行初期直流磁化后，将磁复制用主载体和初期直流磁化的从属介质紧密接触，沿与从属面初期直流磁化方向相反的方向，施加复制用磁场进行磁复制。
3.根据权利要求1或2记载的磁复制方法，其特征是向所述从属介质复制伺服信号，得到记录了伺服信号的磁记录介质。
Applications Claiming Priority (3)
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Publications (2)
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