CN1219284C - 磁复制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明要提供这样一种磁复制方法，即在磁复制用主载体接触从载体进行磁复制的方法中，没有发生复制信号的信号遗漏等现象。在使磁复制用主载体紧贴着从载体地施加复制磁场的磁复制方法中，它使用了这样的磁复制用主载体，即磁复制用主载体上的伺服区与数据区相比成凸形并且数据区与伺服区之间的高度差为50nm～800nm。通过采用本发明的磁复制用主载体的磁复制方法，能够在硬盘、大容量的可擦式盘片载体、大容量的柔软载体等盘片状载体上时间短、生产性优良地进行没有导致复制遗漏等质量下降地稳定了跟踪用伺服信号、地址信息信号、重放时钟信号等的预格式化记录的磁复制。
Description
技术领域
本发明涉及对大容量的高密磁记录重放装置用磁记录载体进行记录信息磁复制的方法，尤其是涉及被用于对大容量的高密磁记录载体进行伺服信号、地址信号、其它常见的影像信号、声频信号、数据信号等记录的磁复制方法。
背景技术
随着数字图象利用的发展，用个人电脑等获取的信息量正在飞速增加。随着信息量的增加，人们需要记录信息的容量大、廉价且记录读取时间短的磁记录载体。
在硬盘等高密记录载体和ZIP(Iomega公司)等大容量的可擦式磁记录载体中，与软盘相比，信息记录区是由窄磁轨构成的，磁头正确地扫描窄磁轨宽度，为了按照高S/N比进行信号的记录和重放，必须利用跟踪伺服技术来进行正确的扫描。
因此，在象硬盘、可擦式磁记录载体这样的大容量磁记录载体中，对每块盘片设置了按照一定角间隔记录下跟踪用伺服信号和地址信息信号、重放时钟信号等的区域。通过按照一定间隔重放这些信号，一边确定并修正磁头位置，磁头一边正确扫描磁轨。执行在制造磁记录载体时预先在磁记录载体上记录下这些信号的且被称为预格式化的方法。
由于在跟踪用伺服信号和地址信息信号、重放时钟信号等的记录中要求正确的定位精度，所以，在磁记录载体被组装到驱动器中后，通过使用专用伺服记录装置而严格控制位置的磁头来进行预格式化记录。
不过，在磁头的伺服信号与地址信息信号、重放时钟信号的预格式化记录中，为了一边用专用伺服记录装置严格地控制磁头位置并一边进行记录，要一个个、一条条轨道地记录制作，因此，预格式化记录需要很长时间。此外，随着磁记录密度的增大，应预格式化记录的信号量增加，所以需要更长的时间。因此，在磁记录载体的制造中，伺服信号等的预格式化记录工作所需的费用占制造成本的比例增大，所以，人们希望该工序降低成本。
另一方面，也有人提出了这样的磁复制方式，即不在每条磁轨上记录预格式化信息从主载体上把预格式化信息磁复制到从载体上。例如，在特开昭63-183623、特开平10-40544号公报及特开平10-269566号公报中介绍了复制技术。
根据特开昭63-183623号公报与特开平10-40544号公报所述的方法，作为磁复制用主载体地在基板表面上形成了对应于信息信号的凸凹形状，在凸凹形状的至少凸起表面上形成有强磁性薄膜的磁复制用主载体的表面接触含有强磁性薄膜或强磁粉的组成物的涂布层所形成的片状或盘片状磁记录载体的表面，或者还施加交流偏磁场或直流磁场对构成凸起表面的强磁性材料进行励磁，由此一来，在磁记录载体上记录下对应于凸凹形状的磁化图形。
这种方法是这样的复制方法，即在使磁复制用主载体的凸起表面接触应预格式化的磁记录载体即从载体的同时，对构成凸起的强励磁性材料进行励磁，由此一来，在从载体上形成了所定的预格式化信息的记录，其特点是，能够不改变磁复制用主载体与从载体之间的相对位置稳定地进行记录并且可以进行正确的预格式化记录，而且记录所需的时间也极短。
此外，由于磁复制方法是在磁复制用主载体与从载体都静止的状态下使其接触地进行复制的方式，所以，伺服信号记录工序中的磁复制用主载体和从载体一起很少发生破损，从而它是预期有高耐久性的方式。
但是，在磁复制方法中，在磁复制用主载体与从载体接触后，在反复进行施加磁场进行磁复制的过程中，存在着复制信号的信号遗漏的场合并且记录在伺服区内的信号无法担负起伺服信号的作用，事实上，存在着它不能被用作磁记录载体的问题。
因此，对信号遗漏进行分析的结果表明，磁复制用原材料与从载体之间的接触不充分是信号遗漏的原因。
发明内容
本发明的课题是要提供这样一种磁复制方法，即在从磁复制用主载体到从载体的磁复制中，为了将制成的从载体用作大容量的磁记录载体，在不可缺少的在从载体上形成伺服区的工序中，可以不会产生信号部分遗漏等现象地对从载体进行正确的伺服信号复制。
本发明能够通过这样一种使磁复制用主载体紧贴着从载体地施加复制磁场的磁复制方法来解决上述问题，即它使用了这样的磁复制用主载体，即磁复制用主载体上的伺服区与数据区相比成凸形并且伺服区与数据区之间的高度差为50nm～800nm。
此外，磁复制用主载体在数据区内具有不超过伺服区高度的突起。
通过采用本发明的磁复制用主载体的磁复制方法，能够在硬盘、大容量的可擦式盘片载体、大容量的柔软载体等盘片状载体上时间短、生产性优良地进行没有导致复制遗漏等质量下降地稳定了跟踪用伺服信号、地址信息信号、重放时钟信号等的预格式化记录的磁复制。
附图说明
图1是说明本发明磁复制方法所用的磁复制用主载体的视图，图1(A)是平面图，图1(B)是局剖视图，图1(C)是说明使磁复制用主载体与从载体紧密接触状态的截面图。
图2是说明本发明磁复制方法所用的磁复制用主载体的另一个例子的视图，图2(A)是平面图，图2(B)是局剖视图，图2(C)是表示其它例子的截面图。
图3是说明本发明磁复制方法所用的磁复制主载体的另一个例子的平面图。
符号说明：
1-磁复制用主载体；2-伺服区；3-数据区；4-从载体；5-附着物；6-放射状突起；7-同心圆形突起；h1-伺服区高度；h2-突起高度；
具体实施方式
本发明的磁复制方法是这样的方法，当磁复制用主载体与从载体紧密接触的地施加复制磁场并且伺服信号从磁复制用主载体被复制到从载体上时，防止了因接触不良引起的伺服信号遗漏等。
如图1所示，记录磁复制用主载体1的伺服信号的伺服区2有规则地设置在磁记录载体面上，伺服区一般相对磁记录载体的整个面积占到了10％以下的面积。因次，当在磁复制用主载体上相对数据区3成凸形地形成伺服区2时，占磁复制用主载体面积90％以上的数据信号区成凹形，在使磁复制用主载体紧贴着从载体4的场合下，容易从两者间抽出空气，既使尘埃等作为附着物依附在磁复制用主载体上，也不容易发生异物进入数据区的凹形部以及由附着物引起磁复制用主载体的变形，磁复制用主载体与从载体之间的附着性得到改善，结果，可以防止复制信号的遗漏。
进一步研究的结果表明，由于如上所述将占磁复制用主载体大部分面积的部分制成凹状，结果，能够确认能大幅度改善附着物引起的信号遗漏、附着性，而复制在从载体上的伺服信号的重放在伺服区与数据区之间的部分上特别失真。
检查数据区与伺服区的结果表明，在磁复制用主载体与从载体接触时，在靠近伺服信号区的部分上施加了比远离伺服信号区的部分更大的力。因此，在伺服区的图形端部上，从载体变形，由于复制状态变化了，所以发声了信号失真。
因此，根据本发明，通过将伺服区与数据区之间的高度差设定在特定范围内，从而防止了发生在伺服区与数据区交界部上的复制异常。确切地说，与数据区相比，伺服区的高度h1被设定为50nm～800nm的范围内，从而防止了由异物附着引起的信号遗漏以及由附着部变形引起的复制异常。如果高度小于50nm，则由于异物附着而发生了伺服区附着不良，并且因而不希望地可能出现了伺服信号的遗漏等。另一方面，如果超过800nm，则由伺服区与数据区之间的高度差引起的变形量增大，结果，不理想地可能发生了复制异常。
如图2所示，在记录有磁复制用主载体1的伺服信号的伺服区2相对数据区成凸形的同时，在磁复制用主载体的数据信号区内形成了放射状突起6，由此一来，在占磁复制用主载体面积的90％以上的数据信号区内，防止了在使磁复制用主载体与从载体接触时发生的变形。
这样，通过设置突起，能够防止面对数据区的从载体的变形，从而能够减轻波形失真。由此一来，可以防止在伺服区与数据区交界部上的复制不良。
突起高度h2最好不超过伺服区高度h1，突起宽度在半径为20毫米的位置上最好是10微米～100微米，也可以在伺服区之间设置多个突起。
如图3所示，在记录有磁复制用主载体的伺服信号的伺服区2相对数据区3成凸形的同时，在磁复制用主载体的数据信号区内形成了同心圆状突起7，由此一来，在占磁复制用主载体面积的90％以上的数据信号区内，防止了在使磁复制用主载体与从载体接触的场合下发生的变形。
本发明的磁复制用主载体能够采用这样的制作方法，即在基板上通过光刻法形成所述主载体的金属表面光刻法、在制作CD-ROM制造用冲压模时所用的方法即在通过激光器照射而形成图形上电铸上基板材料的方法。
在用金属表面光刻法制造的场合下，以硅、石英、玻璃、铝、合成树脂等的非磁性表面具有理想粗糙度的材料为基板，能够通过在其上形成磁性层进行制作。
具体地说，在基板上涂布光刻胶并且掩模曝光与通过磁复制形成的图形吻合的光刻胶图形，或者直接精细描绘出图形。
在掩模曝光的场合下，通过反应蚀刻或采用氩等离子体等的物理蚀刻或采用蚀刻液的化学蚀刻，在基板上形成了图形。
接着，通过溅射法将底层制成预定厚度的膜后，形成磁性材料膜地形成了磁性层。
随后，通过取下而除去光刻胶。此外，也可以利用金属表面光刻法只形成在磁复制时接触从载体的凸形磁性层。
在形成磁性层之前，最好在基板上形成非磁性底层以便形成所需的磁异向性，并且必须使结晶结构与晶格常数与磁性层一致。
能够将Cr、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、NiAl、Ru等用作非磁性底层。而非磁性底层的厚度最好为200nm以上且1000nm以下，并最佳地为300nm以上且700nm以下。
另外，磁性层的优选厚度为50nm以上且800nm以下，并最好为100nm以上且500nm以下。
具体地说，作为磁性层，能够采用Co、Co合金(CoNi、CoNiZr、CoNbTaZr等)、Fe、Fe合金(FeCo、FeCoNi、FeNiMo、FeAlSi、FeAl、FeTaN)、Ni、Ni合金(NiFe)，其中优选FeCo、FeCoNi。
此外，最好在磁性层上设置类金刚石碳(DLC)等硬质碳保护膜，也可以在硬质碳素护膜上设置润滑剂层。
护膜最好是5nm～30nm的类金刚石碳膜并最好设有润滑剂。
润滑剂担负着防止当在磁复制用主载体与从载体紧密接触时产生于接触过程中的错移时的摩擦损伤的作用。
此外，磁复制用主载体与CD-ROM制造用压模的制作一样能够通过以下方式来实现。
在表面粗糙度小的石英、玻璃等圆板状基板上涂布光刻胶，在预焙光刻胶层上，一边使基板转动，一边对应于伺服信号照射调制激光，在圆板整个面上的光刻胶上，在每个磁轨中，在对应于圆周上的各伺服信号的部分上对相当于沿半径方向从转动中心起成放射状延伸的伺服信号的图形进行曝光显影，随后进行烘焙处理。
在形成突起的场合下，在形成了等于突起与伺服区的高度差的光刻胶层后，只进行伺服区曝光进行显影处理，再次形成等于突起高度的光刻胶层，通过进行突起与伺服区的掩模曝光进行显影，能够形成具有理想高度的突起以及数据区与伺服区的高度差。
在形成了理想图形的基板上，通过化学镀覆方式形成薄薄的镀银层，以镀银层为其中一个电极在镀银层上电铸上镍，从基板上剥下镍层制作出具有应形成的图形的金属盘片。
接着，在具有对应于信号的图形的金属盘片上，通过真空成膜技术形成磁性层。磁性层的形成能够通过真空镀覆法、溅射法、离子镀覆法等真空成膜技术来进行，尤其是最好采用溅射法来进行。
接着，在磁性层上，也可以通过溅射等方式形成了类金刚石碳等碳膜。
也可以以通过镍电铸形成的金属盘片为铸模地再次电铸镍并且以所获得的镍盘片为磁复制用主载体地形成磁性层。根据这样的方法，将在一次图形制作工序中获得的金属盘片制成母模并且可以形成多片磁复制用主载体。
此外，作为本发明磁复制方法所用的从载体，也能够使用采用刚性基体的硬盘用磁记录载体、采用挠性材料基体的软盘用磁记录载体，也能够使用强磁性金属颗粒分散在粘接剂中的涂布型磁记录载体或在基板上形成强磁性金属薄膜的金属薄膜型磁记录载体。
确切地说，作为涂布型磁记录载体例举出是Zip(Iomega公司)用记录载体的Zip100、Zip250或被称为HiFD的高密软盘等磁记录载体。
至于金属薄膜型磁记录载体，能够将Co、Co合金(CoPtCr、CoCr、CoPtCrTa、CoPtCrNbTa、CoCrB、CoNi等)、Fe、Fe合金(FeCo、FePt、FECoNi)用作磁性材料。最好是磁力线密度大并且与磁复制用主载体的磁性层同方向，即具有面内方向(如果是面内记录的话)的和垂直的垂直方向的磁异向性，以便进行清楚的复制。
此外，在磁性层的底部上即在基板侧上，最好设置非磁性底层以便形成必要的磁异向性，最好使结晶构造与结晶常数与磁性层一致。
实施例
以下通过实施例与对比例地来说明本发明。
实施例1
在由表面粗糙度Ra为0.2nm的合成石英制成的3.7型圆板上旋涂上光刻胶，随后预烘焙。经过预烘焙的光刻胶厚60nm。一边使形成光刻胶的圆板转动，一边对应于伺服信号照射调制激光，在圆板面的光刻胶上，在对应于圆周上的各伺服信号的部分上对相当于各磁轨的从转动中心起沿半径方向成放射状延伸的伺服信号的图形进行曝光，并用碱显像液显像。
在这里，所形成的图形以10度为间隔地在0.3度区域内以从中心到沿半径方向20mm～40mm的位置的5微米宽的等间隔布置成放射状。各放射线的间隔在半径方向20毫米的最内周位置上为0.5微米。
随后，在形成有图形的基板上，再涂上140nm厚的光刻胶，在先形成的伺服区的图形上，再次形成图形，同时，在伺服区的中间数据区内，从中心起在半径20毫米的位置上成放射状地形成了100微米宽的突起。突起成放射状，线宽从中心起随半径增大而扩宽。
在光刻胶表面被洗净后，进行烘焙制作出原盘。接着，在进行了化学镀银后，以镀银层为电极电铸出300微米厚的镍层并从原盘上剥下镍层制作出金属盘片，以这样的盘片为磁复制用主载体。
在25℃下，通过溅射在金属盘片上形成了软磁层FeCo层(原子比50∶50)。溅射压力为1.5×10-4帕(1.08mTorr)。使用电功率为2.80W/cm2。
伺服区相对数据区的高度为200nm，伺服区与突起的高度差为60nm。
接着，作为从载体使用可在市场上买到的Zip250用涂布型磁记录载体(富士胶卷制)。从载体的保磁力Hc为199kA/m(2500Oe)。
最大磁场强度成为398kA/m(5000Oe：副Hc的两倍)使用电磁铁装置，进行从载体的初期直流磁化，接着，使经过初期直流磁化的从载体与磁复制用主载体紧密接触，用电磁铁装置施加199kA/m(2500Oe)的磁场，由此进行磁复制。
通过以下方法对所获得的从载体进行评估并进行磁复制信息的评估，其结果列于表1中。
实施例2
除了以下不同点外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估并且其结果列于表1中，即在通过成型于基板上的光刻胶形成60nm厚的伺服区图形后，再次在形成了图形的基板上涂布340nm厚的光刻胶，在先形成的伺服区的图形上又形成图形的同时，在伺服区的中间的数据区上，从中心起半径为20毫米的位置上成放射状地形成了宽100微米的突起，伺服区相对数据区的高度为400nm，伺服区与突起的高度差为60nm。
实施例3
除了使用以下不同点外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估并且其结果列于表1中，即在通过成型于基板上的光刻胶形成60nm厚的伺服区图形后，再次在形成有图形的基板上涂布690nm厚的光刻胶，在先形成的伺服区的图形上又形成图形的同时，在伺服区的中间的数据区上，从中心起半径为20毫米的位置上成放射状地形成了宽100微米的突起，伺服区相对数据区的高度为750nm，伺服区与突起的高度差为60nm。
实施例4
除了在一次性涂布200nm厚的光刻胶的同时不设置突起外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
实施例5
除了在一次性涂布400nm厚的光刻胶的同时不设置突起外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
实施例6
除了在一次性涂布750nm厚的光刻胶的同时不设置突起外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
对比例1
除了以下方面外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估并且其结果列于表1中，即在数据区与伺服区的高度是相同的同时，不设置突起，在化学镀银后，以镀银层为电极地电铸上300微米厚的镍层，从原盘上剥离后将金属盘片作为磁复制用主载体。
对比例2
除了一次性涂布20nm厚光刻胶的伺服区比数据区高20nm之外，与实施例4一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估，其结果列于表1中。
对比例3
除了以下方面外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估并且其结果列于表1中，即在通过成型于基板上的光刻胶形成厚60nm的伺服区图形后，又在形成有图形的基板上涂上890nm厚的光刻胶，在再次在先形成的伺服区的图形上形成图形的同时，伺服区比数据区高950nm。
对比例4
除了以下方面外，与实施例1一样地制作磁复制用主载体并且与实施例1一样地进行评估并且其结果列于表1中，即在基板上一次性涂上950nm厚的光刻胶，在伺服区比数据区高950nm的同时，不设置突起。
(评估方法)
·信号遗漏及附着性评估方法
将经过磁复制的从载体的磁性显像液(Sigma Hi-chemical Inc社制的SigmakerQ)稀释10倍，将其滴在从载体上并烘干、显像，评估如此形成的磁复制信号端的变动量。在100视野内，用微分干涉型显微镜并以50倍的放大率观察伺服信号区，信号遗漏两处以下的，被认为是良好的。
·信号失真
通过电磁转换特性测量装置(协同电子制：SS-60)来进行从载体磁复制信号的信号失真的评估。在磁头中使用了磁头间隙为0.23微米、磁轨宽为3.0微米的感应磁头，观测重放信号，在数字式示波镜(Le Croy公司制造的LC334AM)中读出重放信号，通过信号的半幅值(PW50)来进行评估。PW50不到300nm的，被认为是良好，超过300nm的，被认为是不良。
表1
| 数据区的突起 | 高度差(nm)伺服/数据，伺服/突起 | 信号遗漏个数 | 信号失真(nm) |
| 实施例1 | 有 | 200 60 | 2良好 | 280良好 |
| 实施例2 | 有 | 400 60 | 1良好 | 291良好 |
| 实施例3 | 有 | 750 60 | 1良好 | 296良好 |
| 实施例4 | 无 | 200 | 1良好 | 290良好 |
| 实施例5 | 无 | 400 - | 2良好 | 294良好 |
| 实施例6 | 无 | 750 - | 2良好 | 298良好 |
| 对比例1 | 无 | - - | 43不良 | 272良好 |
| 对比例2 | 有 | 20 - | 4不良 | 294良好 |
| 对比例3 | 有 | 950 - | 0良好 | 342不良 |
| 对比例4 | 无 | 950 0 | 0良好 | 350不良 |
Claims (2)
1.一种磁复制方法，其特征在于，它使用了这样的磁复制用主载体，即磁复制用主载体上的伺服区与数据区相比成凸形并且伺服区与数据区之间的高度差为50nm-800nm，以使磁复制用主载体紧贴着从载体施加复制磁场。
2.如权利要求1所述的磁复制方法，其特征在于，磁复制用主载体在数据区内具有不超过伺服区高度的突起。
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