JP2005011397A

JP2005011397A - Master carrier for magnetic transfer and magnetic transfer method

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Publication number: JP2005011397A
Application number: JP2003171859A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Kubota; 秀幸久保田; Shoichi Nishikawa; 正一西川
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-17
Also published as: JP3999709B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the durability of a master carrier and to enhance the quality of magnetic transfer by preventing peeling of a magnetic layer disposed on the substrate of the master carrier. <P>SOLUTION: The magnetic layer 32 disposed on the substrate 31 is formed by specifying M1 to a range from 1.9 to 2.1T and 0.24≤(M1-M2)/M1≤0.35 when the average saturated magnetization of an upper layer part 32a which occupies 30% of the thickness d of the magnetic layer 32 from the uppermost surface of the magnetic layer 32 is defined as M1 and the average saturated magnetization of a lower layer part 32b which occupies 30% of thickness d from the lowermost surface as M2. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スレーブ媒体に磁気転写すべき情報に応じた転写パターンを有する磁気転写用マスター担体、および該マスター担体を用いた磁気転写方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録媒体においては一般に、情報量の増加に伴い、多くの情報を記録する大容量で、安価で、かつ、好ましくは短時間で必要な箇所が読み出せる、いわゆる高速アクセスが可能な媒体が望まれており、この一例として、ハードディスク、ＺＩＰ（アイオメガ社）等のフレキシブルディスクからなる高密度磁気記録媒体が知られている。これらの高密度磁気記録媒体は情報記録領域が狭トラックで構成されており、狭いトラック幅を正確に磁気ヘッドにより走査させて高いＳ／Ｎで信号を再生するためには、いわゆるトラッキングサーボ技術が大きな役割を担っている。
【０００３】
トラック位置決めのためのサーボ信号や、そのトラックのアドレス信号、再生クロック信号等のサーボ情報は、磁気記録媒体の製造時にプリフォーマットとして予め磁気記録媒体に記録する必要がある。このプリフォーマットを正確にかつ効率よく行う方法として、マスター担体に形成されたサーボ情報を担持するパターンを磁気記録媒体へ磁気転写により転写する方法が、例えば特許文献１および２等において提案されている。
【０００４】
磁気転写は、転写すべき情報を担持するマスター担体を磁気ディスク媒体等の磁気記録媒体（スレーブ媒体）と密着させた状態で、転写用磁界を印加することにより、マスター担体の有する転写パターンに対応する磁気パターンをスレーブ媒体に磁気的に転写するもので、マスター担体とスレーブ媒体との相対的な位置を変化させることなく静的に記録を行うことができ、正確なプリフォーマット記録が可能であり、しかも記録に要する時間も極めて短時間であるという利点を有している。
【０００５】
マスター担体としては、転写情報に応じた凹凸パターンが形成された基板と該基板の少なくとも凸部上に設けられた磁性層とからなるもの、あるいは、凹凸パターンが形成された基板と該基板の凹部に埋め込まれた磁性層とからなるもの等が提案されている。
【０００６】
マスター担体は非常に高価であるために、より多くのスレーブ媒体への磁気転写を行うことができる耐久性の高いマスター担体の開発が求められており、マスター担体の耐久性を向上させる方法として、マスター担体の磁性層表面にＤＬＣ膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）を設ける手法、あるいはさらにスレーブ媒体との接触面となる最上層に潤滑剤層を設ける手法等が特許文献３、４等に提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−４０５４４号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平１０−２６９５６６号公報
【０００９】
【特許文献３】
特開２０００−１９５０４８公報
【００１０】
【特許文献４】
特開２００１−１４６６５公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
磁気転写の工程には、マスター担体とスレーブ媒体とを全面に亘って均一に密着させるために比較的強い圧力で両者を密着させる工程と、磁界印加後に、両者を引き離す工程とがあり、１枚のマスター担体に対してこの密着および引離工程を繰り返す必要がある。一方、この密着および引離しを繰り返すうちにマスター担体の基板上の磁性層の一部が基板から剥離し、磁性層剥離部分および該剥離した磁性層片が密着部に介在することにより転写不良が発生し、また、この剥離した磁性層片によりマスター担体やスレーブ媒体の表面が損傷を受けるという問題が明らかになってきた。したがって、多数回の密着および引離工程によって生じる磁性層の基板からの剥離を低減することにより、マスター担体の耐久性の向上を図ることが望まれる。
【００１２】
特許文献３、４に記載されているように、磁性層上に保護層や潤滑剤層を設けた場合、塵埃等によるマスター担体表面の損傷を防止する効果は得られるが、磁性層と基板との密着力を向上させる効果は得られないために、スレーブ媒体との密着・引離しを繰り返すことによる基板からの磁性層の剥れを抑制することはできない。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑み、耐久性の向上した、かつ転写不良を抑制した磁気転写用マスター担体および該マスター担体を用いた磁気転写方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
発明者らの研究により、磁気転写用マスター担体の磁性層剥離の発生は、該磁性層の膜応力の大きさに起因するものであることが明らかになってきた。磁性層は、通常スパッタリング法で成膜されるが、成膜条件によって磁性層の膜応力が大きく異なり、一般的に、スパッタ圧力を高く設定すれば膜応力を低減することができ、一方、成膜時の圧力を高くすると、磁性層の飽和磁化が低下するということが分かった（後述の
【実験結果】表１参照）。磁性層の飽和磁化が低下すると、磁気転写信号に歪みやバラツキを生じ、信号品位を低下させることとなる。すなわち、磁性層の膜応力と飽和磁化はトレードオフの関係にある。一方、マスター担体の耐久性の向上を図るとともに、高品位な転写信号を得るためには、膜応力が小さく、かつ高い飽和磁化を有する磁性層を備えることが必要である。
【００１５】
本発明者らによる磁気転写用マスター担体の磁性層形成条件を比較検討の結果、上層部と下層部に異なる膜質をもつ磁性層を形成することにより、高飽和磁化および低膜応力を両立できることが見出された。本発明は、この知見に基づいてなされたものである。
【００１６】
本発明の磁気転写用マスター担体は、基板と該基板上に積層される磁性層とを備えた磁気転写用マスター担体であって、
前記磁性層の最上面から該磁性層の厚みの３０％の厚み部分である上層部の平均飽和磁化をＭ１、最下面から前記厚みの３０％の厚み部分である下層部の平均飽和磁化をＭ２とした時、Ｍ１が１．９〜２．１テスラ（Ｔ）の範囲であって、０．２４≦（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１≦０．３５であることを特徴とするものである。
【００１７】
前記磁性層は、最上面から最下面に向けて徐々に小さくなる飽和磁化を有するものであることが望ましい。あるいは、磁性層の上層部と下層部との間の中間層部の平均飽和磁化Ｍ３が、Ｍ１＜Ｍ３＜Ｍ２であることが望ましい。
【００１８】
前記磁性層は、上記条件を満たす限り単層であっても多層であってもよい。ここで、多層とは必ずしも互いに組成が異なる複数の層からなることを意味するものではなく、同一の組成であっても互いに異なる条件で作成された層、飽和磁化が互いに異なる層からなる複数の層からなるものであってもよい。
【００１９】
本発明の磁気転写方法は、本発明の磁気転写用マスター担体の表面と、磁性層を有する記録媒体の該磁性層とを密着させた状態で、該記録媒体および前記マスター担体に磁界を印加して前記情報を前記記録媒体に転写することを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の磁気転写用マスター担体は、磁性層の最上面から該磁性層の厚みの３０％の厚み部分である上層部の平均飽和磁化をＭ１、最下面から前記厚みの３０％の厚み部分である下層部の平均飽和磁化をＭ２とした時、Ｍ１を１．９〜２．１Ｔの範囲とし、０．２４≦（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１≦０．３５とし、上層部と下層部に異なる膜質を持つ磁性層を備えたことにより、高飽和磁化かつ低膜応力を両立できる。すなわち、従来の厚み方向に均一な磁性層では実現できない高飽和磁化、低膜応力を両立することができるため、マスター担体の耐久性の向上しつつ転写信号品位を高品位なものとすることができる。
【００２１】
なお、磁性層を、最上面から最下面に向けて徐々に小さくなる飽和磁化を有するものとする、あるいは、磁性層の上層部と下層部との間の中間層部の平均飽和磁化Ｍ３が、Ｍ１＜Ｍ３＜Ｍ２となるものとすることにより、より効果的に高飽和磁化、低膜応力を両立可能なものとすることができる。
【００２２】
本発明の磁気転写方法によれば上述の本発明の磁気転写用マスター担体を用いているため、磁性層の剥れ等による転写不良を抑制することができ、かつ、１枚のマスター担体を用いて多数枚の記録媒体への転写を行うことができるので、転写品質のよい記録媒体を安価に製造することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本実施形態の磁気転写用マスター担体の表面の一部斜視図を示し、図２は、図１のマスター担体の一部断面図を示すものである。
【００２５】
本実施形態のマスター担体３は、後述の図３に示すように円盤状に形成されており、その表面にスレーブ媒体である磁気記録媒体に転写すべき情報に応じた凹凸パターンを転写パターンとして有するものである。転写すべき情報としては、例えばサーボ信号が挙げられるが、その他種々のデータを含むものであってもよい。凹凸パターンの一部パターンは例えば図１に示すようなものである。図１において、矢印Ｘは円周方向（トラック方向）、矢印Ｙは半径方向を示す。
【００２６】
図２は、図１に示したマスター担体３のＩＩ−ＩＩ断面図、すなわち、面に垂直かつトラック方向Ｘに平行な面に沿った断面図を示す。
【００２７】
マスター担体３は、表面に凹凸パターンを有する基板３１と、該基板３１上に形成された磁性層３２とを備えてなるものである。
【００２８】
磁性層３２は、該磁性層３２の最上面から該磁性層の厚みｄの３０％の厚み部分である上層部３２ａの平均飽和磁化をＭ１、最下面から厚みｄの３０％の厚み部分である下層部３２ｂの平均飽和磁化をＭ２とした時、Ｍ１が１．９〜２．１Ｔの範囲であって、０．２４≦（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１≦０．３５である。また、磁性層３２は、最上面から最下面に向けて徐々に小さくなる飽和磁化を有するものである。
【００２９】
この磁性層３２は、例えば、スパッタ法により形成されるが、このスパッタ圧力を高圧から徐々に低圧にしつつ成膜する。一般に、スパッタ圧力が高圧になるにつれ飽和磁化は低下し、一方膜応力は小さくなる。したがって、スパッタ圧力を高圧から徐々に低圧にしつつ成膜することにより、基板側である最下面から表面となる最上面へ向けて徐々に大きくなる飽和磁化および膜応力を有する磁性層を形成することができる。
【００３０】
このように、本マスター担体３は、磁性層３２の上層部の飽和磁化Ｍ１、下層部の飽和磁化Ｍ２が上記関係となるように構成されているため、該磁性層３２が転写品質のよい飽和磁化を備え、かつ膜応力が抑制されたものとなり、磁性層３２の剥れを抑制することができ、マスター担体の耐久性を向上させることができる。マスター担体の耐久性の向上により、より多くのスレーブ媒体への磁気転写が可能となり、全体としてのコスト削減効果を得ることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、磁性層３２が凹凸に沿って一様に形成されており、凹部底面、凸部上面いずれも磁性層の厚みも同一であり、上記飽和磁化の関係も一様であるものとしたが、少なくとも凸部上面に形成された磁性層の厚みがｄであり、該凸部上面に形成された磁性層の厚みｄの最上面から該磁性層の厚みｄの３０％の厚み部分である上層部３２ａの平均飽和磁化をＭ１、最下面（基板凸部上面）から厚みｄの３０％の厚み部分である下層部３２ｂの平均飽和磁化をＭ２とした時、Ｍ１が１．９〜２．１Ｔの範囲であって、０．２４≦（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１≦０．３５を満たせば、凹部底面、凸部側面においては必ずしも上記関係を満たす必要はない。
【００３２】
基板３１の材料としては、Ｎｉ、Ｓｉ、石英板、ガラス、Ａｌ、セラミックス、合成樹脂等が用いられる。基板材料として特に好ましいのは、Ｎｉ、もしくはＮｉを主成分とする強磁性を有する合金である。表面に凹凸パターンを有する基板３１の作製は、スタンパー法、フォトリソグラフィー法等を用いて行うことができる。
【００３３】
基板３１の作製方法の概略を説明する。まず、表面が平滑なガラス板（または石英板）の上にスピンコート等でフォトレジストを形成し、このガラス板を回転させながらサーボ信号に対応して変調したレーザー光（または電子ビーム）を照射し、フォトレジスト全面に所定のパターン、例えば各トラックに回転中心から半径方向に線状に延びるサーボ信号に相当するパターンを円周上の各フレームに対応する部分に露光し、その後、フォトレジストを現像処理し、露光部分を除去しフォトレジストによる凹凸形状を有する原盤を得る。次に、原盤の表面の凹凸パターンをもとに、この表面にメッキ（電鋳）を施し、ポジ状凹凸パターンを有するＮｉ基板を作製し、原盤から剥離する。
【００３４】
また、前記原盤にメッキを施して第２の原盤を作製し、この第２の原盤を使用してメッキを行い、ネガ状凹凸パターンを有する基板を作製してもよい。さらに、第２の原盤にメッキを行うか樹脂液を押し付けて硬化を行って第３の原盤を作製し、第３の原盤にメッキを行い、ポジ状凹凸パターンを有する基板を作製してもよい。
【００３５】
前記メッキとしては、無電解メッキ、電鋳、スパッタリング、イオンプレーティングを含む各種の金属成膜法が適用できる。基板の凸部高さ（凹凸パターンの深さ）は、５０〜８００ｎｍの範囲が好ましく、より好ましくは８０〜６００ｎｍである。この凹凸パターンがサンプルサーボ信号である場合は、円周方向よりも半径方向に長い矩形状の凸部が形成される。具体的には、半径方向の長さは０．０５〜２０μｍ、円周方向は０．０５〜５μｍが好ましく、この範囲で半径方向の方が長い形状となる値を選ぶことがサーボ信号の情報を担持するパターンとして好ましい。
【００３６】
磁性層３２の磁性材料としては、Ｃｏ、Ｃｏ合金（ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＺｒ、ＣｏＮｂＴａＺｒ等）、Ｆｅ、Ｆｅ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴａＮ）、Ｎｉ、Ｎｉ合金（ＮｉＦｅ）を用いることができ、特に好ましいのはＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉである。なお、磁性層３２としては、軟磁性もしくは半硬質磁性等の保磁力の小さい磁性層を用いることにより、より良好な転写を行うことができる。さらに、磁性層３２は、基板３１の飽和磁化よりも高い飽和磁化値を有するものであることが好ましい。磁性層の厚み（凸部上面の磁性層の厚み）は、５０〜５００ｎｍの範囲が好ましく、さらに好ましくは８０〜３００ｎｍである。
【００３７】
基板３１上への磁性層３２の形成は、前述したスパッタリング法の他、磁性材料を真空蒸着法、イオンプレーティング法等の真空成膜手段、メッキ法などを用いて行うことができる。なお、いずれの形成方法においても成膜条件を変化させることにより異なる飽和磁化を有するものとすることができる。
【００３８】
なお、磁性層３２の上に５〜３０ｎｍのダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の保護膜を設けることが好ましく、さらに潤滑剤層を設けても良い。また、磁性層と保護膜の間に、Ｓｉ等の密着強化層を設けてもよい。潤滑剤を設けることにより、スレーブ媒体との接触過程で生じるずれを補正する際の、摩擦による傷の発生などを抑制し、より耐久性をより向上させることができる。
【００３９】
次に、本発明の磁気転写用マスター担体を用いてスレーブ媒体へ情報を転写する磁気転写方法の実施形態について説明する。
【００４０】
図３は、スレーブ媒体２とマスター担体３、４とを示す斜視図である。スレーブ媒体は、例えば、両面または片面に磁気記録層が形成されたハードディスク、フレキシブルディスク等の円盤状磁気記録媒体である。また、本実施形態においては、円盤状の基板２１の両面にそれぞれ面内磁気記録層２２を備えた、記録面２ｂ，２ｃが形成されたものを示している。
【００４１】
また、マスター担体３は上記実施形態に示したものであり、スレーブ媒体２の下側記録面２ｂ用の凹凸パターンとして、サーボ領域３５にサーボ信号に応じた凹凸パターンが形成されている。また、マスター担体４は、マスター担体３と同様の層構成からなる、スレーブ媒体２の上側記録面２ｃ用の凹凸パターンが形成されたものである。
【００４２】
図３では、磁気記録媒体２とマスター担体３，４が互いに離間した状態を示しているが、実際の磁気転写は、磁気記録媒体２の記録面２ｂ、２ｃとマスター担体３，４の転写パターン面とを密着させた状態で行う。
【００４３】
図４は、本発明の磁気転写用マスター担体を用いて磁気転写を行うための磁気転写装置の概略構成を示す斜視図である。磁気転写装置１は、マスター担体３，４とスレーブ媒体２とを密着させて保持する転写ホルダー１０および該転写ホルダー１０の内部空間のエアを真空吸引し内部を減圧状態として密着力を得る図示しない真空吸引手段からなる密着圧力印加手段と、転写ホルダー１０を回転させつつ転写用磁界を印加する磁界印加手段５５とを備えてなる。
【００４４】
磁界印加手段５５は、転写ホルダー１０の両側に配設された電磁石装置５０，５０を備えてなり、この電磁石装置５０の転写ホルダー１０の半径方向に延びるギャップ５１を有するコア５２にコイル５３が巻き付けられてなる。両電磁石装置５０，５０はトラック方向と平行な同一の向きの磁界を発生させるものである。また、磁界印加手段５５としては、電磁石装置に代えて永久磁石装置で構成してもよい。垂直記録の場合の磁界印加手段は、転写ホルダー１０の両側に配設された、極性の異なる電磁石または永久磁石から構成することができる。すなわち、垂直記録の場合は、トラック面に垂直な方向に転写用磁界を発生させるものである。
【００４５】
また、磁界印加手段５５は、転写ホルダー１０の開閉動作を許容するように、両側の電磁石装置５０，５０が接離移動するか、電磁石装置５０，５０間に転写ホルダー１０が挿入されるように電磁石装置５０，５０またはホルダー１０が移動するようになっている。
【００４６】
転写ホルダー１０は、相対的に接離移動可能な左側の片側ホルダー１１と右側の他側ホルダー１２とを備え、その内部に形成される内部空間に、スレーブ媒体２およびマスター担体３を収容して、この内部空間の減圧によりスレーブ媒体２とマスター担体３とを中心位置を合わせた状態で重ね合わせて対峙密着させるものである。
【００４７】
片側ホルダー１１の押圧面には、スレーブ媒体２の片面にサーボ信号等の情報を転写する一方のマスター担体３およびスレーブ媒体２を吸着等により保持し、他側ホルダー１２の押圧面には、スレーブ媒体２の他面にサーボ信号等の情報を転写する他方のマスター担体４を吸着等により保持する。
【００４８】
片側ホルダー１１および他側ホルダー１２の背面の中心位置には、それぞれ支持軸が突設され、装置本体に支持され、回転機構に連係されて磁気転写時に回転駆動される。
【００４９】
また、転写ホルダー１０の内部空間は、密着時には所定の真空度に減圧されて、スレーブ媒体２とマスター担体３，４との密着力を得るととともに、密着面のエア抜きを行って密着性を高めるとともに、大気開放時および引離し時には圧縮空気の導入が行われる。また、密着力の印加のために、真空吸引に加えて、転写ホルダーを外部から機械的に加圧してもよい。
【００５０】
次に、上記磁気転写装置１による磁気転写方法について説明する。上記磁気転写装置の転写ホルダー１０は、一組のマスター担体３，４により複数のスレーブ媒体２に対する磁気転写を行うものであり、まず片側ホルダー１１および他側ホルダー１２にマスター担体３，４をそれぞれ位置を合わせて保持させておく。そして、片側ホルダー１１と他側ホルダー１２とを離間した開状態で、予め面内方向または垂直方向の一方に初期磁化したスレーブ媒体２を中心位置を合わせてセットした後、他側ホルダー１２を片側ホルダー１１に接近移動させ閉状態とする。スレーブ媒体２およびマスター担体３，４を収容した転写ホルダー１０の内部空間を真空吸引することにより減圧し、スレーブ媒体２とマスター担体３，４とに均一に密着力を加え密着させる。密着力の印加のために、真空吸引に加えて、転写ホルダーを外部から機械的に加圧してもよい。
【００５１】
その後、転写ホルダー１０の両側に電磁石装置５０を接近させ、転写ホルダー１０を回転させつつ電磁石装置５０によって初期磁化とほぼ反対方向に転写用磁界を印加し、マスター担体３の転写パターンに応じた磁化パターンをスレーブ媒体２の磁気記録層に転写記録する。
【００５２】
図５は、面内磁気記録媒体への磁気転写の基本工程を説明するための図であり、図５（ａ）は磁界を一方向に印加してスレーブ媒体を初期直流磁化する工程、（ｂ）はマスター担体とスレーブ媒体とを密着させて初期直流磁界とは略反対方向に磁界を印加する工程、（ｃ）は磁気転写後のスレーブ媒体の記録再生面の状態をそれぞれ示す図である。なお、図５においてスレーブ媒体２についてはその下面記録面２ｂ側のみを示している。
【００５３】
図５（ａ）に示すように、予めスレーブ媒体２にトラック方向の一方向の初期直流磁界Ｈｉｎを印加して磁気記録層２２を初期直流磁化させておく。その後、図５（ｂ）に示すように、このスレーブ媒体２の記録面２ｂとマスター担体３の転写パターン面とを密着させ、スレーブ媒体２のトラック方向に前記初期直流磁界Ｈｉｎとは逆方向の転写用磁界Ｈｄｕを印加する。スレーブ媒体２とマスター担体３の転写パターンの密着した箇所において、転写用磁界Ｈｄｕは、マスター担体３の凸部に吸い込まれ、この部分に対応するスレーブ媒体２の磁化は反転せずその他の部分の初期磁化が反転する。その結果、図５（ｃ）に示すように、スレーブ媒体２の下側記録面２ｂの磁気記録層２２にはマスター担体３の凹凸パターンに応じた情報（例えばサーボ信号）が磁気的に転写記録される。ここでは、スレーブ媒体２の下側記録面２ｂへの下側マスター担体３による磁気転写について説明したが、磁気記録媒体２の上側記録面２ｃについても上側マスター担体４と密着させて同様に磁気転写を行う。なお、磁気記録媒体２の上下記録面２ｂ、２ｃへの磁気転写は同時になされてもよいし、片面ずつ順次なされてもよい。
【００５４】
なお、初期直流磁界および転写用磁界は、スレーブ媒体の保磁力、マスター担体およびスレーブ媒体の比透磁率等を勘案して定められた値を採用する必要がある。
【００５５】
図５に示して説明した磁気転写の基本工程は、スレーブ媒体が面内記録媒体である場合のものであるが、スレーブ媒体が垂直記録媒体である場合には、初期磁化方向および転写磁界の印加方向を面に垂直な方向とすればよい。なお、垂直記録の場合は、マスター担体の凸部と密着した部分の初期磁化が反転し、その他の部分の初期磁化は反転しない結果として凹凸パターンに応じた磁化パターンが転写される。
【００５６】
スレーブ媒体２としては、ハードディスク、高密度フレキシブルディスクなどの、塗布型磁気記録層あるいは金属薄膜型磁気記録層を備えた円盤状磁気記録媒体を使用することができる。
【００５７】
なお、金属薄膜型磁気記録層を備えた磁気記録媒体の場合、磁性材料として、Ｃｏ、Ｃｏ合金（ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒＮｂＴａ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＮｉ、Ｃｏ／Ｐｄ等）、Ｆｅ、Ｆｅ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＰｔ、ＦｅＣｏＮｉ）を用いることができる。磁性層としては、磁束密度が大きいこと、面内記録なら面内方向、垂直記録なら垂直方向の磁気異方性を有することが、明瞭な転写を行えるため好ましい。好ましい磁性層厚は１０〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは２０〜２００ｎｍである。
【００５８】
また、磁性層の下（基板側）には、該磁性層に必要な磁気異方性を持たせるために非磁性の下地層を設けることが好ましい。下地層としては、Ｃｒ、ＣｒＴｉ、ＣｏＣｒ、ＣｒＴａ、ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ、Ｒｕ、Ｐｄ等を用いることができるが、結晶構造および格子定数が、その上に設けられる磁性層の結晶構造および格子定数と一致するものを選択する必要がある。好ましい非磁性層の厚みは、１０〜１５０ｎｍであり、さらに好ましくは２０〜８０ｎｍである。
【００５９】
さらに、垂直磁気記録媒体の場合には、磁性層の垂直磁化状態を安定化させ、記録再生時の感度を向上させるために非磁性の下地層の下に軟磁性の裏打ち層を設けてもよい。この裏打ち層としては、ＮｉＦｅ、ＣｏＣｒ、ＦｅＴａＣ、ＦｅＡｌＳｉ等を用いることができる。好ましい裏打ち層の厚みは、５０〜２０００ｎｍであり、さらに好ましくは６０〜４００ｎｍである。
【００６０】
次に、本発明の第２および３の実施形態の磁気転写用マスター担体についてその一部断面図を図６および図７に示して説明する。なお、それぞれのマスター担体を用いた磁気転写方法は上記第１の実施形態と同様であるので詳細な説明を省略する。
【００６１】
図６に示すように、第２の実施形態の磁気転写用マスター担体３’は、表面に凹凸パターンを有する基板３１と、基板３１上に形成された磁性層３４とからなる。基板３１、磁性層３４を構成する材料、厚み等はいずれも上記第１の実施形態のマスター担体のものと同様である。
【００６２】
磁性層３４は、最上層３４ａ、最下層３４ｂおよびその間の中間層３４ｃの３層から構成されている。ここでは、最上層３４ａおよび最下層３４ｂの厚みが、それぞれ磁性層３４の全厚みｄの３０％の厚みである。最上層３４ａの飽和磁化をＭ１、最下層３４ｂの飽和磁化をＭ２としたとき、Ｍ１が１．９〜２．１Ｔの範囲であって、０．２４≦（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１≦０．３５を満たす。また、中間層３４ｃの飽和磁化をＭ３とすると、Ｍ１＜Ｍ３＜Ｍ２である。
【００６３】
なお、ここでは、磁性層３４が３層構造のものを例に挙げて説明したが、最上面から３０％厚みである上層部の平均飽和磁化Ｍ１と最下面から３０％厚みである下層部の平均飽和磁化Ｍ２とが、Ｍ１が１．９〜２．１Ｔの範囲であって、０．２４≦（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１≦０．３５を満たす関係にあれば、幾つの層からなるものであってもよい。
【００６４】
本実施形態の磁性層３４は、例えば、各層３４ａ，ｂ，ｃを互いに異なるスパッタ圧で成膜することにより形成することができる。各層の飽和磁化を上記関係となるように構成したことにより、磁性層３４が転写品質のよい飽和磁化を備え、かつ膜応力が抑制されたものとなり、磁性層３４の剥れを抑制することができ、マスター担体の耐久性を向上させることができる。マスター担体の耐久性の向上により、より多くのスレーブ媒体への磁気転写が可能となり、全体としてのコスト削減効果を得ることができる。
【００６５】
図７に示すように、第３の実施形態の磁気転写用マスター担体３”は、平板基板４１と、基板４１上に形成された表面に凹凸パターンを有する磁性層４２とからなる。基板４１、磁性層４２を構成する材料、厚み等はいずれも上記第１の実施形態のマスター担体のものと同様である。
【００６６】
磁性層４２は、最上層４２ａ、最下層４２ｂおよびその間の中間層４２ｃの３層から構成されている。ここでは、磁性層４２のうち凸部を構成している部分において、最上層４２ａおよび最下層４２ｂの厚みが、それぞれ磁性層４２の凸部厚みｄの３０％の厚みである。最上層４２ａの飽和磁化をＭ１、最下層４２ｂの飽和磁化をＭ２としたとき、Ｍ１が１．９〜２．１Ｔの範囲であって、０．２４≦（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１≦０．３５を満たす。また、中間層４２ｃの飽和磁化をＭ３とすると、Ｍ１＜Ｍ３＜Ｍ２である。
【００６７】
本実施形態の磁性層４２は、例えば、各層４２ａ，ｂ，ｃを互いに異なるスパッタ圧で成膜した後、エッチングにより凹部を形成することにより形成することができる。このように、平板基板に対して凹凸パターンを有する磁性層を備えてなるマスター担体においても、磁性層４２の各層の飽和磁化を上記関係となるように構成したことにより、磁性層４２が転写品質のよい飽和磁化を備え、かつ膜応力が抑制されたものとなり、磁性層４２の剥れを抑制することができ、マスター担体の耐久性を向上させることができる。マスター担体の耐久性の向上により、より多くのスレーブ媒体への磁気転写が可能となり、全体としてのコスト削減効果を得ることができる。
【００６８】
【実験結果】
次に、それぞれ異なる条件で作製したマスター担体について、その飽和磁化および膜応力について測定した実験結果について説明する。
【００６９】
いずれのマスター担体も表面に凹凸パターンを有する基板に対して磁性層をＤＣスパッタリング法を用いて成膜形成して作製した。ターゲットにはＦｅ−Ｃｏ（７０−３０ａｔ％）を使用し、基板−ターゲット間距離を２００ｍｍとし、ＤＣパワーを１．５ｋＷとした。
【００７０】
飽和磁化および膜応力の測定方法は次の通りである。
【００７１】
＜飽和磁化＞
ポリイミドフィルムに磁性層をそれぞれの実験例と同一の条件で成膜したものについて、振動試料磁化測定装置（ＶＳＭ）を用いて静磁気特性を測定して飽和磁化を得た。
【００７２】
＜膜応力＞
フックの法則（下記式）を適用し、以下の手順で膜応力の測定を行った。
【００７３】
膜応力（Ｓ）＝δＥｓＤ^２／３Ｌ^２ｔ（１−χｓ）
ここで、δ：変位量、ｔ：膜厚、Ｅｓ：基板のヤング率、Ｄ：基板厚さ、Ｌ：基板長さ、χｓ：基板のポアソン比である。
【００７４】
ガラス上に短冊状（１０ｍｍ×４０ｍｍ）にしたポリイミドフィルムを貼り付け、基板端面１点を保持する。磁性層成膜後、ポリイミドフィルムの自由端の変位量δを測定し、基板ヤング率Ｅｓ＝７．６×１０^９Ｐａ、基板厚さＤ＝５×１０^−５ｍ、基板長さＬ＝０．４ｍ、基板ポアソン比χｓ＝０．３３、磁性層膜厚ｔ＝８０×１０^−９ｍとして膜応力を算出した。なお、磁性層膜厚ｔは、均一層（実験例１〜５）の場合については２００×１０^−９ｍとした。
【００７５】
なお、ここでは、磁気転写用マスター担体の磁性層として好ましい飽和磁化（平均飽和磁化）は１．８Ｔ（＝１．８×１０^４Ｇ）以上であり、好ましい膜応力は３．７×１０^９Ｐａ（＝３．７×１０^９Ｎ／ｍ^２）未満であると仮定し評価した。
【００７６】
表１に示す実験例１〜５は、従来の磁性層が最下層から最上層まで略均一な飽和磁化を有する磁気転写用マスター担体についての実験結果である。
【００７７】
【表１】

表１に示すように、成膜時圧力を増加させると飽和磁化は低下し、これに伴って膜応力が低下する結果が得られた。実験例１〜５において、高飽和磁化を有する実験例１および２は膜応力が大きすぎ、一方低膜応力を有する実験例３〜５は飽和磁化が小さすぎるという結果が得られ、従来の均一な飽和磁化を有する磁性層を備えた磁気転写用マスター担体では、良好な飽和磁化と膜応力を同時に両立するのは困難であることが分かった。
【００７８】
表２に示す実験例６〜１４は、磁性層の最上層と最下層とで飽和磁化が異なるように形成された磁気転写用マスター担体についての実験結果である。具体的には、図６に示した第２の実施形態のマスター担体と同様に、最上層と最下層と中間層とを備えた多層構造の磁性層を有するものであり、最下層と最上層の厚みを、全膜厚（本実験例では８０ｎｍ）のそれぞれ３０％の厚みとした。
【００７９】
【表２】

表２に示すように、実験例１〜５の場合と同様に、飽和磁化（平均飽和磁化）が大きいと膜応力が大きく、飽和磁化が小さいと膜応力が小さいという傾向が見られたが、実験例８、１１、１３において好ましい飽和磁化と好ましい膜応力を両立することができた。この実験例８、１１、１３は、いずれも０．２４≦（Ｍ１−Ｍ２）／Ｍ１≦０．３５を満たすものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】磁気転写用マスター担体の表面の一部斜視図
【図２】図１の磁気転写用マスター担体の断面図
【図３】マスター担体とスレーブ媒体とを示す斜視図
【図４】磁気転写装置の概略構成を示す斜視図
【図５】面内磁気記録媒体への磁気転写方法の基本工程を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の一部断面図
【図７】本発明の第３の実施形態に係る磁気転写用マスター担体の一部断面図
【符号の説明】
１磁気転写装置
２スレーブ媒体
２ａスレーブ媒体の基板
２ｂ，２ｃ磁性層（磁気記録層）
３，４マスター担体
１０転写ホルダー
３１基板
３２磁性層
３２ａ最上層部
３２ｂ最下層部
５０電磁石装置
５５磁界印加手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetic transfer master carrier having a transfer pattern corresponding to information to be magnetically transferred to a slave medium, and a magnetic transfer method using the master carrier.
[0002]
[Prior art]
In general, with the increase in the amount of information, a magnetic recording medium is desired that has a large capacity for recording a large amount of information, is inexpensive, and can read out a necessary portion preferably in a short time and can perform so-called high-speed access. As an example of this, a high-density magnetic recording medium made of a flexible disk such as a hard disk or ZIP (Iomega Corporation) is known. These high-density magnetic recording media have an information recording area composed of narrow tracks. In order to reproduce a signal with a high S / N by accurately scanning a narrow track width with a magnetic head, a so-called tracking servo technique is used. It plays a big role.
[0003]
Servo information such as a track positioning servo signal, a track address signal, and a reproduction clock signal must be recorded in advance on the magnetic recording medium as a preformat when the magnetic recording medium is manufactured. As a method for accurately and efficiently performing this preformatting, for example, Patent Documents 1 and 2 propose a method of transferring a pattern carrying servo information formed on a master carrier to a magnetic recording medium by magnetic transfer. .
[0004]
Magnetic transfer corresponds to the transfer pattern of the master carrier by applying a magnetic field for transfer with the master carrier carrying the information to be transferred in close contact with a magnetic recording medium (slave medium) such as a magnetic disk medium. The magnetic pattern to be transferred is magnetically transferred to the slave medium, and can be recorded statically without changing the relative position of the master carrier and the slave medium, enabling accurate preformat recording. Moreover, there is an advantage that the time required for recording is extremely short.
[0005]
The master carrier includes a substrate on which a concavo-convex pattern corresponding to transfer information is formed and a magnetic layer provided on at least the convex portion of the substrate, or a substrate on which the concavo-convex pattern is formed and a concave portion of the substrate. A material composed of a magnetic layer embedded in the substrate has been proposed.
[0006]
Since the master carrier is very expensive, development of a highly durable master carrier capable of performing magnetic transfer to more slave media is required, and as a method for improving the durability of the master carrier, Patent Documents 3 and 4 propose a method of providing a DLC film (diamond-like carbon film) on the surface of the magnetic layer of the master carrier, or a method of providing a lubricant layer on the uppermost layer as a contact surface with the slave medium. Yes.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-40544
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-269566
[Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-195048
[Patent Document 4]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-14665
[Problems to be solved by the invention]
The magnetic transfer process includes a process in which both the master carrier and the slave medium are in close contact with each other with a relatively strong pressure in order to uniformly contact the entire surface, and a process in which both are separated after application of a magnetic field. It is necessary to repeat this adhesion and separation process with respect to the master carrier. On the other hand, part of the magnetic layer on the substrate of the master carrier is peeled off from the substrate while repeating this close contact and separation, and the transfer failure is caused by the magnetic layer peeled portion and the peeled magnetic layer piece being interposed in the close contact portion. In addition, the problem that the surface of the master carrier or the slave medium is damaged by the separated magnetic layer pieces has been revealed. Therefore, it is desired to improve the durability of the master carrier by reducing the peeling of the magnetic layer from the substrate caused by the multiple adhesion and separation steps.
[0012]
As described in Patent Documents 3 and 4, when a protective layer or a lubricant layer is provided on the magnetic layer, an effect of preventing damage to the surface of the master carrier due to dust or the like can be obtained. Since the effect of improving the adhesion of the magnetic layer cannot be obtained, peeling of the magnetic layer from the substrate due to repeated adhesion and separation with the slave medium cannot be suppressed.
[0013]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a magnetic transfer master carrier with improved durability and suppressed transfer failure, and a magnetic transfer method using the master carrier.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The inventors' research has revealed that the occurrence of peeling of the magnetic layer of the magnetic transfer master carrier is caused by the magnitude of the film stress of the magnetic layer. The magnetic layer is usually formed by a sputtering method, but the film stress of the magnetic layer varies greatly depending on the film formation conditions. Generally, if the sputtering pressure is set high, the film stress can be reduced. It was found that the saturation magnetization of the magnetic layer decreases when the film pressure is increased (see [Experimental Results], Table 1 below). When the saturation magnetization of the magnetic layer is lowered, the magnetic transfer signal is distorted and varied, and the signal quality is lowered. That is, the film stress and saturation magnetization of the magnetic layer are in a trade-off relationship. On the other hand, in order to improve the durability of the master carrier and obtain a high-quality transfer signal, it is necessary to provide a magnetic layer having a low film stress and a high saturation magnetization.
[0015]
As a result of comparative examination of the magnetic layer formation conditions of the magnetic transfer master carrier by the present inventors, it is possible to achieve both high saturation magnetization and low film stress by forming magnetic layers having different film qualities in the upper layer portion and the lower layer portion. It was found. The present invention has been made based on this finding.
[0016]
The magnetic transfer master carrier of the present invention is a magnetic transfer master carrier comprising a substrate and a magnetic layer laminated on the substrate,
The average saturation magnetization of the upper layer portion that is 30% of the thickness of the magnetic layer from the top surface of the magnetic layer is M1, and the average saturation magnetization of the lower layer portion that is 30% of the thickness from the bottom surface is M2. , M1 is in the range of 1.9 to 2.1 Tesla (T), and 0.24 ≦ (M1−M2) /M1≦0.35.
[0017]
The magnetic layer desirably has a saturation magnetization that gradually decreases from the uppermost surface toward the lowermost surface. Alternatively, it is desirable that the average saturation magnetization M3 of the intermediate layer portion between the upper layer portion and the lower layer portion of the magnetic layer is M1 <M3 <M2.
[0018]
The magnetic layer may be a single layer or a multilayer as long as the above conditions are satisfied. Here, the term “multilayer” does not necessarily mean that it is composed of a plurality of layers having different compositions from each other. It may consist of layers.
[0019]
The magnetic transfer method of the present invention applies a magnetic field to the recording medium and the master carrier in a state where the surface of the magnetic transfer master carrier of the present invention and the magnetic layer of the recording medium having a magnetic layer are in close contact. The information is transferred to the recording medium.
[0020]
【The invention's effect】
In the magnetic transfer master carrier of the present invention, the average saturation magnetization of the upper layer portion, which is 30% of the thickness of the magnetic layer from the uppermost surface of the magnetic layer, is M1, and the thickness portion of 30% of the thickness from the lowermost surface. When the average saturation magnetization of a certain lower layer portion is M2, M1 is in the range of 1.9 to 2.1T, 0.24 ≦ (M1-M2) /M1≦0.35, and the upper layer portion and the lower layer portion are different. By providing a magnetic layer having a film quality, both high saturation magnetization and low film stress can be achieved. In other words, it is possible to achieve both high saturation magnetization and low film stress that cannot be realized with a conventional magnetic layer that is uniform in the thickness direction, so that the transfer signal quality can be improved while improving the durability of the master carrier. it can.
[0021]
Note that the magnetic layer has a saturation magnetization that gradually decreases from the uppermost surface toward the lowermost surface, or the average saturation magnetization M3 of the intermediate layer portion between the upper layer portion and the lower layer portion of the magnetic layer is By satisfying M1 <M3 <M2, it is possible to more effectively achieve both high saturation magnetization and low film stress.
[0022]
According to the magnetic transfer method of the present invention, since the magnetic transfer master carrier of the present invention described above is used, transfer failure due to peeling of the magnetic layer and the like can be suppressed, and a single master carrier is used. Thus, transfer to a large number of recording media can be performed, so that a recording medium with good transfer quality can be manufactured at low cost.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024]
FIG. 1 is a partial perspective view of the surface of the magnetic transfer master carrier of the present embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the master carrier of FIG.
[0025]
The master carrier 3 of this embodiment is formed in a disk shape as shown in FIG. 3 to be described later, and has a concavo-convex pattern corresponding to information to be transferred to a magnetic recording medium as a slave medium on its surface as a transfer pattern. Is. The information to be transferred includes, for example, a servo signal, but may include other various data. A partial pattern of the concavo-convex pattern is, for example, as shown in FIG. In FIG. 1, an arrow X indicates a circumferential direction (track direction), and an arrow Y indicates a radial direction.
[0026]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the master carrier 3 shown in FIG. 1 taken along the line II-II, that is, a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the plane and parallel to the track direction X.
[0027]
The master carrier 3 includes a substrate 31 having a concavo-convex pattern on the surface and a magnetic layer 32 formed on the substrate 31.
[0028]
The magnetic layer 32 has an average saturation magnetization M1 of the upper layer portion 32a that is 30% of the thickness d of the magnetic layer from the uppermost surface of the magnetic layer 32, and a thickness portion of 30% of the thickness d from the lowermost surface. When the average saturation magnetization of the lower layer portion 32b is M2, M1 is in the range of 1.9 to 2.1T, and 0.24 ≦ (M1−M2) /M1≦0.35. The magnetic layer 32 has a saturation magnetization that gradually decreases from the uppermost surface toward the lowermost surface.
[0029]
The magnetic layer 32 is formed by, for example, a sputtering method, and is formed while the sputtering pressure is gradually decreased from a high pressure. In general, as the sputtering pressure increases, the saturation magnetization decreases while the film stress decreases. Therefore, by forming a film while gradually reducing the sputtering pressure from a high pressure to a low pressure, a magnetic layer having a saturation magnetization and a film stress that gradually increases from the lowermost surface on the substrate side to the uppermost surface that is the surface is formed. Can do.
[0030]
As described above, the master carrier 3 is configured such that the saturation magnetization M1 of the upper layer portion and the saturation magnetization M2 of the lower layer portion of the magnetic layer 32 have the above relationship, so that the magnetic layer 32 is saturated with good transfer quality. It is provided with magnetization and the film stress is suppressed, the peeling of the magnetic layer 32 can be suppressed, and the durability of the master carrier can be improved. By improving the durability of the master carrier, magnetic transfer to a larger number of slave media becomes possible, and an overall cost reduction effect can be obtained.
[0031]
In the present embodiment, the magnetic layer 32 is uniformly formed along the unevenness, the thickness of the magnetic layer is the same on both the bottom surface of the recess and the top surface of the protrusion, and the relationship of the saturation magnetization is also uniform. The thickness of the magnetic layer formed on at least the upper surface of the convex portion is d, and the thickness of the magnetic layer formed on the upper surface of the convex portion is 30% of the thickness d of the magnetic layer from the uppermost surface of the magnetic layer. M1 is 1.9, where M1 is the average saturation magnetization of the upper layer portion 32a that is a portion, and M2 is the average saturation magnetization of the lower layer portion 32b that is 30% of the thickness d from the bottom surface (upper surface of the substrate convex portion). If it is in a range of ˜2.1T and 0.24 ≦ (M1-M2) /M1≦0.35 is satisfied, the above relationship is not necessarily satisfied on the bottom surface of the concave portion and the side surface of the convex portion.
[0032]
As the material of the substrate 31, Ni, Si, quartz plate, glass, Al, ceramics, synthetic resin, or the like is used. Particularly preferable as the substrate material is Ni or a ferromagnetic alloy containing Ni as a main component. The substrate 31 having a concavo-convex pattern on the surface can be produced using a stamper method, a photolithography method, or the like.
[0033]
An outline of a method for manufacturing the substrate 31 will be described. First, a photoresist is formed on a glass plate (or quartz plate) with a smooth surface by spin coating or the like, and laser light (or electron beam) modulated in response to a servo signal is irradiated while rotating the glass plate. Then, a predetermined pattern on the entire surface of the photoresist, for example, a pattern corresponding to a servo signal extending linearly in the radial direction from the center of rotation to each track is exposed to a portion corresponding to each frame on the circumference, and then the photoresist is applied. Development is performed to remove the exposed portion, and a master having a concavo-convex shape by a photoresist is obtained. Next, based on the concavo-convex pattern on the surface of the master, the surface is plated (electroformed) to produce a Ni substrate having a positive concavo-convex pattern and peeled off from the master.
[0034]
Alternatively, the master may be plated to produce a second master, and the second master may be used for plating to produce a substrate having a negative uneven pattern. Furthermore, the second master may be plated or a resin solution may be pressed and cured to produce a third master, and the third master may be plated to produce a substrate having a positive uneven pattern. .
[0035]
As the plating, various metal film forming methods including electroless plating, electroforming, sputtering, and ion plating can be applied. The height of the convex portion of the substrate (depth of the concave / convex pattern) is preferably in the range of 50 to 800 nm, more preferably 80 to 600 nm. When this uneven pattern is a sample servo signal, a rectangular convex portion that is longer in the radial direction than in the circumferential direction is formed. Specifically, the length in the radial direction is preferably 0.05 to 20 μm, and the circumferential direction is preferably 0.05 to 5 μm. The value of the servo signal is to select a value that has a longer shape in the radial direction within this range. It is preferable as a pattern for supporting.
[0036]
As the magnetic material for the magnetic layer 32, Co, Co alloy (CoNi, CoNiZr, CoNbTaZr, etc.), Fe, Fe alloy (FeCo, FeCoNi, FeNiMo, FeAlSi, FeAl, FeTaN), Ni, Ni alloy (NiFe) should be used. Particularly preferred are FeCo and FeCoNi. As the magnetic layer 32, a magnetic layer having a small coercive force such as soft magnetism or semi-hard magnetism can be used for better transfer. Furthermore, the magnetic layer 32 preferably has a saturation magnetization value higher than that of the substrate 31. The thickness of the magnetic layer (the thickness of the magnetic layer on the upper surface of the convex portion) is preferably in the range of 50 to 500 nm, more preferably 80 to 300 nm.
[0037]
The magnetic layer 32 can be formed on the substrate 31 by using a sputtering method as described above, a magnetic material using a vacuum film forming means such as a vacuum deposition method or an ion plating method, a plating method, or the like. In any of the formation methods, different saturation magnetizations can be obtained by changing the film formation conditions.
[0038]
Note that a protective film such as diamond-like carbon (DLC) of 5 to 30 nm is preferably provided on the magnetic layer 32, and a lubricant layer may be further provided. Further, an adhesion reinforcing layer such as Si may be provided between the magnetic layer and the protective film. By providing the lubricant, it is possible to suppress the occurrence of scratches due to friction when correcting the deviation generated in the contact process with the slave medium, and to further improve the durability.
[0039]
Next, an embodiment of a magnetic transfer method for transferring information to a slave medium using the magnetic transfer master carrier of the present invention will be described.
[0040]
FIG. 3 is a perspective view showing the slave medium 2 and the master carriers 3 and 4. The slave medium is, for example, a disk-shaped magnetic recording medium such as a hard disk or a flexible disk having a magnetic recording layer formed on both sides or one side. Further, in the present embodiment, the recording surface 2b, 2c provided with the in-plane magnetic recording layer 22 on both surfaces of the disc-shaped substrate 21 is shown.
[0041]
The master carrier 3 is the same as that shown in the above embodiment, and a concavo-convex pattern corresponding to the servo signal is formed in the servo area 35 as the concavo-convex pattern for the lower recording surface 2b of the slave medium 2. Further, the master carrier 4 is formed with an uneven pattern for the upper recording surface 2 c of the slave medium 2, which has the same layer structure as the master carrier 3.
[0042]
Although FIG. 3 shows a state where the magnetic recording medium 2 and the master carriers 3 and 4 are separated from each other, the actual magnetic transfer is performed by using the transfer patterns of the recording surfaces 2 b and 2 c of the magnetic recording medium 2 and the master carriers 3 and 4. This is done with the surface in close contact.
[0043]
FIG. 4 is a perspective view showing a schematic configuration of a magnetic transfer apparatus for performing magnetic transfer using the magnetic transfer master carrier of the present invention. The magnetic transfer apparatus 1 obtains an adhesive force by vacuum-sucking the air in the internal space of the transfer holder 10 that holds the master carrier 3 and 4 and the slave medium 2 in close contact with each other and the internal space of the transfer holder 10 to obtain an adhesive force (not shown) A contact pressure applying means including a vacuum suction means and a magnetic field applying means 55 for applying a transfer magnetic field while rotating the transfer holder 10 are provided.
[0044]
The magnetic field applying means 55 includes

electromagnet devices

50, 50 disposed on both sides of the transfer holder 10, and a coil 53 is wound around a core 52 having a gap 51 extending in the radial direction of the transfer holder 10 of the electromagnet device 50. It will be. Both

electromagnet devices

50, 50 generate magnetic fields in the same direction parallel to the track direction. Further, the magnetic field applying means 55 may be constituted by a permanent magnet device instead of the electromagnet device. The magnetic field applying means in the case of perpendicular recording can be composed of electromagnets or permanent magnets having different polarities disposed on both sides of the transfer holder 10. That is, in the case of perpendicular recording, a transfer magnetic field is generated in a direction perpendicular to the track surface.
[0045]
Further, the magnetic field applying unit 55 is configured so that the

electromagnet devices

50 and 50 on both sides move toward and away from each other or the transfer holder 10 is inserted between the

electromagnet devices

50 and 50 so as to allow the opening and closing operation of the transfer holder 10. The

electromagnet devices

50 and 50 or the holder 10 are adapted to move.
[0046]
The transfer holder 10 includes a left-side holder 11 and a right-side other holder 12 that can be moved toward and away from each other, and the slave medium 2 and the master carrier 3 are accommodated in an internal space formed therein. The slave medium 2 and the master carrier 3 are overlapped and brought into close contact with each other in a state where the center positions are matched by the decompression of the internal space.
[0047]
One master carrier 3 and slave medium 2 for transferring information such as servo signals to one surface of the slave medium 2 are held by suction or the like on the pressing surface of the one side holder 11, and the slave surface is The other master carrier 4 for transferring information such as servo signals to the other surface of the medium 2 is held by suction or the like.
[0048]
Support shafts project from the center positions of the back surfaces of the one-side holder 11 and the other-side holder 12, are supported by the apparatus main body, are linked to a rotation mechanism, and are rotated during magnetic transfer.
[0049]
In addition, the internal space of the transfer holder 10 is depressurized to a predetermined degree of vacuum at the time of close contact to obtain close contact between the slave medium 2 and the master carriers 3 and 4, and the close contact surface is vented to improve the close contact. At the same time, the compressed air is introduced when the air is released and when it is separated. In addition to applying vacuum suction, the transfer holder may be mechanically pressurized from the outside in order to apply adhesion.
[0050]
Next, a magnetic transfer method using the magnetic transfer apparatus 1 will be described. The transfer holder 10 of the magnetic transfer apparatus performs magnetic transfer to a plurality of slave media 2 by a set of master carriers 3 and 4. First, the master carriers 3 and 4 are respectively attached to the one-side holder 11 and the other-side holder 12. Keep the position aligned. Then, in a state where the one-side holder 11 and the other-side holder 12 are separated from each other, the slave medium 2 that has been initially magnetized in advance in one of the in-plane direction and the vertical direction is set with the center position aligned, The holder 11 is moved close to the closed state. The internal space of the transfer holder 10 containing the slave medium 2 and the master carriers 3 and 4 is depressurized by vacuum suction, and the slave medium 2 and the master carriers 3 and 4 are evenly adhered to each other by applying an even adhesion force. In order to apply the adhesion, in addition to vacuum suction, the transfer holder may be mechanically pressurized from the outside.
[0051]
Thereafter, the electromagnet device 50 is brought close to both sides of the transfer holder 10, and a magnetic field for transfer is applied in a direction almost opposite to the initial magnetization by the electromagnet device 50 while rotating the transfer holder 10, and magnetization according to the transfer pattern of the master carrier 3. The pattern is transferred and recorded on the magnetic recording layer of the slave medium 2.
[0052]
FIG. 5 is a diagram for explaining a basic process of magnetic transfer to the in-plane magnetic recording medium. FIG. 5A is a process of applying a magnetic field in one direction to initially DC magnetize the slave medium. ) Is a process of applying a magnetic field in a direction substantially opposite to the initial DC magnetic field by closely contacting the master carrier and the slave medium, and (c) is a diagram showing a state of the recording / reproducing surface of the slave medium after magnetic transfer. In FIG. 5, only the lower recording surface 2b side of the slave medium 2 is shown.
[0053]
As shown in FIG. 5A, an initial direct current magnetic field Hin in one track direction is applied to the slave medium 2 in advance to cause the magnetic recording layer 22 to undergo initial direct current magnetization. Thereafter, as shown in FIG. 5 (b), the recording surface 2b of the slave medium 2 and the transfer pattern surface of the master carrier 3 are brought into close contact with each other, and in the track direction of the slave medium 2, the direction of the initial DC magnetic field Hin is opposite. A transfer magnetic field Hdu is applied. At the place where the transfer pattern of the slave medium 2 and the master carrier 3 is in close contact, the transfer magnetic field Hdu is sucked into the convex portion of the master carrier 3, and the magnetization of the slave medium 2 corresponding to this portion is not reversed and other portions The initial magnetization is reversed. As a result, as shown in FIG. 5C, information (for example, servo signals) corresponding to the uneven pattern of the master carrier 3 is magnetically transferred and recorded on the magnetic recording layer 22 of the lower recording surface 2b of the slave medium 2. Is done. Here, the magnetic transfer by the lower master carrier 3 to the lower recording surface 2b of the slave medium 2 has been described, but the upper recording surface 2c of the magnetic recording medium 2 is also brought into close contact with the upper master carrier 4 in the same manner. I do. Note that the magnetic transfer to the upper and lower recording surfaces 2b and 2c of the magnetic recording medium 2 may be performed simultaneously or sequentially one by one.
[0054]
Note that the initial DC magnetic field and the transfer magnetic field need to adopt values determined in consideration of the coercivity of the slave medium, the relative permeability of the master carrier and the slave medium, and the like.
[0055]
The basic process of magnetic transfer shown in FIG. 5 is for the case where the slave medium is an in-plane recording medium. However, when the slave medium is a perpendicular recording medium, the initial magnetization direction and the application of the transfer magnetic field are applied. The direction may be a direction perpendicular to the surface. In the case of perpendicular recording, the initial magnetization of the portion in close contact with the convex portion of the master carrier is reversed and the initial magnetization of the other portion is not reversed. As a result, the magnetization pattern corresponding to the concavo-convex pattern is transferred.
[0056]
As the slave medium 2, a disk-shaped magnetic recording medium having a coating type magnetic recording layer or a metal thin film type magnetic recording layer, such as a hard disk or a high-density flexible disk, can be used.
[0057]
In the case of a magnetic recording medium having a metal thin film type magnetic recording layer, Co, Co alloy (CoPtCr, CoCr, CoPtCrTa, CoPtCrNbTa, CoCrB, CoNi, Co / Pd, etc.), Fe, Fe alloy (FeCo FePt, FeCoNi) can be used. The magnetic layer preferably has a high magnetic flux density, and has magnetic anisotropy in the in-plane direction for in-plane recording and in the vertical direction for perpendicular recording, because clear transfer can be achieved. The preferred magnetic layer thickness is 10 to 500 nm, more preferably 20 to 200 nm.
[0058]
In addition, a nonmagnetic underlayer is preferably provided under the magnetic layer (on the substrate side) in order to give the magnetic layer the necessary magnetic anisotropy. As the underlayer, Cr, CrTi, CoCr, CrTa, CrMo, NiAl, Ru, Pd, etc. can be used, but the crystal structure and lattice constant coincide with the crystal structure and lattice constant of the magnetic layer provided thereon. You need to choose what you want. The thickness of the preferable nonmagnetic layer is 10 to 150 nm, more preferably 20 to 80 nm.
[0059]
Further, in the case of a perpendicular magnetic recording medium, a soft magnetic backing layer may be provided under the nonmagnetic underlayer in order to stabilize the perpendicular magnetization state of the magnetic layer and improve the sensitivity during recording and reproduction. . As this backing layer, NiFe, CoCr, FeTaC, FeAlSi, or the like can be used. The thickness of the preferable backing layer is 50 to 2000 nm, more preferably 60 to 400 nm.
[0060]
Next, a partial cross-sectional view of the magnetic transfer master carrier of the second and third embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the magnetic transfer method using each master carrier is the same as that in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
[0061]
As shown in FIG. 6, the magnetic transfer master carrier 3 ′ of the second embodiment includes a substrate 31 having a concavo-convex pattern on the surface and a magnetic layer 34 formed on the substrate 31. The material, thickness, etc. constituting the substrate 31 and the magnetic layer 34 are all the same as those of the master carrier of the first embodiment.
[0062]
The magnetic layer 34 includes three layers: an uppermost layer 34a, a lowermost layer 34b, and an intermediate layer 34c therebetween. Here, the thicknesses of the uppermost layer 34a and the lowermost layer 34b are 30% of the total thickness d of the magnetic layer 34, respectively. When the saturation magnetization of the uppermost layer 34a is M1 and the saturation magnetization of the lowermost layer 34b is M2, M1 is in the range of 1.9 to 2.1T, and 0.24 ≦ (M1-M2) / M1 ≦ 0. 35 is satisfied. When the saturation magnetization of the intermediate layer 34c is M3, M1 <M3 <M2.
[0063]
Here, the magnetic layer 34 has been described as an example having a three-layer structure, but the average saturation magnetization M1 of the upper layer portion 30% thick from the uppermost surface and the lower layer portion 30% thicker from the lowermost surface. If the average saturation magnetization M2 is in a range where M1 is in the range of 1.9 to 2.1T and satisfies 0.24 ≦ (M1−M2) /M1≦0.35, it is composed of several layers. It may be.
[0064]
The magnetic layer 34 of the present embodiment can be formed, for example, by depositing the layers 34a, b, and c at different sputtering pressures. By configuring so that the saturation magnetization of each layer has the above relationship, the magnetic layer 34 has a saturation magnetization with good transfer quality and the film stress is suppressed, and the peeling of the magnetic layer 34 can be suppressed. And the durability of the master carrier can be improved. By improving the durability of the master carrier, magnetic transfer to a larger number of slave media becomes possible, and an overall cost reduction effect can be obtained.
[0065]
As shown in FIG. 7, the magnetic transfer master carrier 3 ″ according to the third embodiment includes a flat substrate 41 and a magnetic layer 42 having a concavo-convex pattern on the surface formed on the substrate 41. The material, thickness, etc. constituting the magnetic layer 42 are all the same as those of the master carrier of the first embodiment.
[0066]
The magnetic layer 42 is composed of three layers: an uppermost layer 42a, a lowermost layer 42b, and an intermediate layer 42c therebetween. Here, in the part which comprises the convex part among the magnetic layers 42, the thickness of the uppermost layer 42a and the lowest layer 42b is 30% of the convex part thickness d of the magnetic layer 42, respectively. When the saturation magnetization of the uppermost layer 42a is M1, and the saturation magnetization of the lowermost layer 42b is M2, M1 is in the range of 1.9 to 2.1T, and 0.24 ≦ (M1-M2) / M1 ≦ 0. 35 is satisfied. Further, when the saturation magnetization of the intermediate layer 42c is M3, M1 <M3 <M2.
[0067]
The magnetic layer 42 of the present embodiment can be formed, for example, by forming the respective layers 42a, b, and c at different sputtering pressures and then forming recesses by etching. Thus, even in a master carrier having a magnetic layer having a concavo-convex pattern with respect to a flat substrate, the saturation magnetization of each layer of the magnetic layer 42 is configured so as to have the above relationship, so that the magnetic layer 42 has a transfer quality. Therefore, the film stress can be suppressed, the peeling of the magnetic layer 42 can be suppressed, and the durability of the master carrier can be improved. By improving the durability of the master carrier, magnetic transfer to a larger number of slave media becomes possible, and an overall cost reduction effect can be obtained.
[0068]
【Experimental result】
Next, experimental results obtained by measuring the saturation magnetization and the film stress of the master carriers manufactured under different conditions will be described.
[0069]
Each of the master carriers was formed by forming a magnetic layer on a substrate having a concavo-convex pattern on the surface using a DC sputtering method. Fe—Co (70-30 at%) was used as the target, the substrate-target distance was 200 mm, and the DC power was 1.5 kW.
[0070]
The measurement method of saturation magnetization and film stress is as follows.
[0071]
<Saturation magnetization>
Saturated magnetization was obtained by measuring magnetostatic characteristics using a vibrating sample magnetization measuring device (VSM) for a magnetic film formed on a polyimide film under the same conditions as in each experimental example.
[0072]
<Membrane stress>
Hook's law (the following formula) was applied, and the film stress was measured according to the following procedure.
[0073]
Film stress (S) = δEsD ² / 3L ² t (1-χs)
Here, δ: displacement, t: film thickness, Es: substrate Young's modulus, D: substrate thickness, L: substrate length, χs: substrate Poisson's ratio.
[0074]
A polyimide film having a strip shape (10 mm × 40 mm) is pasted on glass to hold one point on the substrate end face. After the magnetic layer deposition, measured δ displacement of the free end of the polyimide film, the substrate Young's modulus Es = 7.6 × ¹⁰ 9 Pa, the substrate thickness D = 5 × ^{10 -5} m, the substrate length L = 0 The film stress was calculated as 0.4 m, substrate Poisson's ratio χs = 0.33, and magnetic layer thickness t = 80 × 10 ⁻⁹ m. The magnetic layer thickness t was 200 × 10 ⁻⁹ m in the case of a uniform layer (Experimental Examples 1 to 5).
[0075]
Here, the preferable saturation magnetization (average saturation magnetization) for the magnetic layer of the master carrier for magnetic transfer is 1.8 T (= 1.8 × 10 ⁴ G) or more, and the preferable film stress is 3.7 × 10 ^9. Evaluation was made assuming that it was less than Pa (= 3.7 × 10 ⁹ N / m ² ).
[0076]
Experimental Examples 1 to 5 shown in Table 1 are experimental results on a magnetic transfer master carrier in which a conventional magnetic layer has substantially uniform saturation magnetization from the lowermost layer to the uppermost layer.
[0077]
[Table 1]

As shown in Table 1, when the film forming pressure was increased, the saturation magnetization decreased, and as a result, the film stress decreased. In Experimental Examples 1 to 5, Experimental Examples 1 and 2 having high saturation magnetization have a film stress that is too large, while Experimental Examples 3 to 5 having low film stress have a saturation magnetization that is too small. It has been found that it is difficult to achieve both good saturation magnetization and film stress at the same time in a magnetic transfer master carrier provided with a magnetic layer having a sufficient saturation magnetization.
[0078]
Experimental Examples 6 to 14 shown in Table 2 are experimental results on the magnetic transfer master carrier formed so that the saturation magnetization is different between the uppermost layer and the lowermost layer of the magnetic layer. Specifically, like the master carrier of the second embodiment shown in FIG. 6, the magnetic carrier has a multilayer structure including an uppermost layer, a lowermost layer, and an intermediate layer, and the lowermost layer and the uppermost layer. The thickness of each was 30% of the total film thickness (80 nm in this experimental example).
[0079]
[Table 2]

As shown in Table 2, as in the case of Experimental Examples 1 to 5, when the saturation magnetization (average saturation magnetization) is large, the film stress is large, and when the saturation magnetization is small, the film stress tends to be small. In Experimental Examples 8, 11, and 13, preferable saturation magnetization and preferable film stress were compatible. In Experimental Examples 8, 11, and 13, all satisfied 0.24 ≦ (M1−M2) /M1≦0.35.
[Brief description of the drawings]
1 is a partial perspective view of the surface of a magnetic transfer master carrier. FIG. 2 is a sectional view of the magnetic transfer master carrier of FIG. 1. FIG. 3 is a perspective view of a master carrier and a slave medium. FIG. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a transfer apparatus. FIG. 5 is a diagram showing basic steps of a magnetic transfer method to an in-plane magnetic recording medium. FIG. 6 is one of the master carriers for magnetic transfer according to the second embodiment of the invention. FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a magnetic transfer master carrier according to a third embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Magnetic transfer apparatus 2 Slave medium 2a Substrate 2b, 2c of a slave medium Magnetic layer (magnetic recording layer)
3, 4 Master carrier 10 Transfer holder 31 Substrate 32 Magnetic layer 32a Uppermost layer portion 32b Lowermost layer portion 50 Electromagnet device 55 Magnetic field applying means

Claims

A master carrier for magnetic transfer carrying transfer information, comprising a substrate and a magnetic layer laminated on the substrate,
The average saturation magnetization of the upper layer portion that is 30% of the thickness of the magnetic layer from the top surface of the magnetic layer is M1, and the average saturation magnetization of the lower layer portion that is 30% of the thickness from the bottom surface is M2. M1 is in the range of 1.9 to 2.1T, and 0.24 ≦ (M1-M2) /M1≦0.35.

2. The magnetic transfer master carrier according to claim 1, wherein the magnetic layer has a saturation magnetization that gradually decreases from the uppermost surface toward the lowermost surface.

The magnetic transfer master carrier according to claim 1, wherein an average saturation magnetization M3 of an intermediate layer portion between the upper layer portion and the lower layer portion of the magnetic layer is M1 <M3 <M2.

A magnetic field is applied to the recording medium and the master carrier in a state where the surface of the magnetic transfer master carrier according to claim 1 and the magnetic layer of the recording medium having a magnetic layer are in close contact with each other. And transferring the information onto the recording medium.