JP2006147099A - 垂直磁気記録媒体の欠陥検査方法、磁気ディスク装置、及び垂直磁気記録媒体を搭載する磁気ディスク装置における欠陥登録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 垂直磁気記録媒体の特性上、磁気的な欠陥による信号安定性の低い部分は事前に検知しにくく、磁気ディスク装置に媒体を組み込んだ後や出荷後に検出される不都合がある。
【解決手段】 垂直磁気記録媒体の製造工程において、磁性膜成膜工程Ｓ１４及び潤滑剤塗布工程Ｓ１６の後に、媒体を直流消磁するＤＣイレーズ処理Ｓ１８を実施する。これにより、反磁界による影響を最大として、磁化の向きの不安定性を意図的に増加させる。さらにその後、加熱処理Ｓ２０を媒体に施すことで、潜在的な欠陥部分における磁化反転を促進させる。この状態にて媒体から読み出される信号のベースラインの変動に基づいて、磁化反転部分を検出する欠陥調査Ｓ２２を実施することで、欠陥を効率的に検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体の欠陥検査方法、磁気ディスク装置、及び垂直磁気記録媒体を搭載する磁気ディスク装置における欠陥登録方法に関する。

磁気記録技術を利用した記憶装置は、計算機やワークステーション、デジタル家電などに広く搭載され利用されており、近年は、記録する情報量の増大に伴って、ますます記憶容量の拡大が促されている。その中で、比較的安価で、速い記録再生速度と大きな記憶容量との双方を実現し得るものに磁気ディスク装置がある。

従来は、磁気記録媒体（以下、媒体と称する）の面に対して磁化の向きを平行にした面内磁気記録方式が採用されてきた。しかし、昨今は垂直磁気記録方式が注目されている。この垂直磁気記録方式は、媒体面に対して垂直に磁化を行い信号を記録するものであり、面内磁気記録方式よりも記録密度の向上が可能で、またそれに起因する信号劣化の抑制も可能である。そのため今後、垂直磁気記録方式の採用が進むものと予想される。

磁気ディスク装置（以下、記録装置と称する）に使用される媒体は、製造後、記録装置に組み込まれる前に、記録装置での使用に耐えるか否かの検査を実施される。従来、この媒体単体検査として、圧電素子を搭載したヘッドによる媒体全面にわたる平滑性の検査、リード／ライトによる信号品質の検査が行われている。

この検査において、媒体の製造過程で生じた磁気記録に影響を与えるような欠陥が検出された場合、その数が少ない場合には、それを搭載する記録装置に予め欠陥の位置を登録してその部分の使用を避けることで記録装置稼働に支障がないようにする。一方、欠陥の数が多い場合は、欠陥登録による方法では記録装置稼働のパフォーマンスが低下する。そのため、欠陥の数が所定の上限値を超える場合には、その媒体を使用しないといった措置が取られる。
特開２００４−１９９７３３号公報

垂直磁気記録方式用の媒体（垂直磁気記録媒体）は、その特性上、同じ値のビットを連続して記録した場合に、近接する領域が相互に及ぼし合う反磁界の影響を受け易い。特に、製造上の微小な不均一な部分が生じると、それが原因となって反磁界による磁化の反転が起こり易い。このように、垂直磁気記録媒体では、ライト動作で目的とする向きの磁化を与えることができても、磁化が不安定でその後、反転し易い箇所が媒体面内に形成され得る。例えば、製造上の不均一な部分として基板面の微小な凹凸が挙げられ、そのような凹凸が存在する箇所は、磁化の反転を生じ易い傾向がある。その一方で、当該箇所が常に反転を生じるとも限らない。

このように、反磁界の影響を受けて反転し易い箇所は、その反転が実際に起こる前に行われる従来のディスク単体検査での信号の記録／再生による検査や、浮上性によるアスペリティの測定では精度良く検出することが難しいという問題があった。

つまり、磁化反転し易い欠陥箇所は、媒体を記憶装置に搭載した後に顕在化することが比較的多く、記憶装置に搭載後の工程での検査において欠陥登録数が上限値を超えて、媒体交換による記憶装置の修復の発生頻度が高くなるという不都合があった。また、出荷後に当該欠陥箇所が顕在化することは極力回避すべきである。

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、垂直磁気記録媒体の欠陥、特に磁化反転による欠陥を効率よく検出することができる欠陥検査方法を提供し、また、欠陥に起因した信号品質劣化によって生じ得る装置パフォーマンスや信号信頼性の低下が抑制された磁気ディスク装置を提供し、さらに磁気ディスク装置における精度の向上した欠陥登録方法を提供することを目的とする。

本発明に係る垂直磁気記録媒体の欠陥検査方法は、当該垂直磁気記録媒体を直流消磁する消磁ステップと、前記消磁ステップ後に前記垂直磁気記録媒体を加熱する加熱ステップと、前記加熱ステップ後に前記垂直磁気記録媒体の表面における磁界を検知し、当該磁界の変動に基づいて前記垂直磁気記録媒体内に欠陥部分が存在するか否かを調査する欠陥調査ステップと、を有するものである。

本発明に係る磁気ディスク装置は、直流消磁する処理と加熱される処理とを順次施された後、表面にて検知される磁界の変動に基づいて欠陥部分が存在するか否かを検査された垂直磁気記録媒体と、前記欠陥部分の位置情報を登録した記憶部と、を有するものである。

本発明に係る磁気ディスク装置における欠陥登録方法は、直流消磁され、かつサーボデータを書き込まれた垂直磁気記録媒体を、当該磁気ディスク装置に搭載した状態にて当該磁気ディスク装置ごと加熱する加熱ステップと、前記加熱ステップ後に前記垂直磁気記録媒体に対するリード動作を行い、直流消磁部分からのリード信号の変動に基づいて、前記垂直磁気記録媒体の欠陥位置を検知し登録する欠陥登録ステップと、を有するものである。

本発明によれば、直流消磁を行うことで媒体上の信号が不安定な状態とし、その上で加熱を行うことで保磁力を劣化させて、欠陥部での磁化反転を促進する。しかる上で欠陥検査を行うことで、垂直磁気記録媒体の欠陥、特に磁化反転による欠陥を効率よく検出することができる。また同様にして、磁気ディスク装置における欠陥登録を行うことで、その登録精度の向上が図られる。また、欠陥に起因した装置パフォーマンスや信号信頼性の低下が抑制された磁気ディスク装置が得られる。

以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。

図１は本発明の実施形態である、垂直磁気記録媒体の欠陥検査方法を説明するフロー図であり、媒体の概略の製造工程を示す。この欠陥検査方法は、媒体を記録装置に組み込む前の段階、すなわち媒体単体で検査を行うものである。媒体は、例えばＮｉＰメッキ処理を施したアルミニウム基板を用いて製造される。当該基板は製造工程に投入されると（Ｓ１０）、磁性膜を成膜する前処理として基板洗浄を施される（Ｓ１２）。なお、洗浄工程Ｓ１２前に、基板表面に凹凸を形成する工程が設けられる場合もある。洗浄処理Ｓ１２後、垂直磁気異方性を有する磁性膜が基板表面に成膜される（Ｓ１４）。この磁性膜成膜工程Ｓ１４では、基板表面に例えばＣｏ合金の磁性膜がスパッタ法で形成され、さらにその上に耐久性及び耐食性を向上させる目的で保護膜が形成される。次に、潤滑剤が基板に塗布され、基板の最表面に潤滑層が形成される（Ｓ１６）。なお、ガラス基板を用いて下地層もしくは保護膜層に凹凸を形成した媒体も用いられている。

以上の工程を経て形成された媒体に対して、直流消磁（ＤＣイレーズ）を施す（Ｓ１８）。ＤＣイレーズ工程Ｓ１８は媒体全体を一度に消磁する方法を採用して、スループットの向上を図ることができる。例えば、媒体より十分に大きな直径を有する一対の電磁石又は永久磁石を一定の間隙を置いて対向配置し、その間に媒体を挟むことにより媒体全面を一様に消磁する。例えば、２．５インチ型ディスク装置に利用する媒体をＤＣイレーズする場合に、直径２０センチの円筒形の磁石を用いることができる。なお、電磁石を用いる場合には、電磁石の間に媒体を挿入した後、電磁石に電流を流して、媒体の磁性膜の磁化を媒体に垂直ないずれか一方向きに揃えさせる。そして、電磁石への通電を停止して、一対の電磁石の間隙から媒体を引き出す。また、永久磁石を用いる場合には、一対の永久磁石の間隙に媒体を挿入した後、各永久磁石を媒体から一定速度で引き離した後、媒体を取り出す。なお、検査用磁気ヘッドで１トラックずつ消磁する方法を採用することもできる。

次にＤＣイレーズされた媒体を加熱する（Ｓ２０）。加熱処理Ｓ２０は、１枚ずつ行うこともできるが、複数の媒体を収納した搬送ケースごと高温槽に投入して行うこともできる。例えば、媒体を１００℃に設定した高温槽に３０分間放置する。なお、加熱の温度や時間は、反磁界による磁化反転を加速するという本工程の目的が達せられるように、媒体の特性に応じて設定される。なお、加熱方法は高温槽に限られるものではなく、安定した温度を媒体に印加できる他の方法を採用することができる。例えば、レーザやハロゲンランプを利用して加熱を行うこともできる。

加熱後、媒体の表面における磁界を測定して媒体内に欠陥部分が存在するか否かを調査する欠陥調査が行われる（Ｓ２２）。この欠陥調査Ｓ２２における磁界測定は、通常のリードライト検査による信号品質検査と同様に磁気ヘッドを用いて行うことができるが、ライト動作は行わずにリード動作だけ行う。リード動作によって磁気ヘッドから得られる信号のベースラインの変動を検出することで、磁化が反転している欠陥部分が検知される。なお、加熱によって媒体に生じた欠陥は、基本的に常温へ冷却した後も残存する。よって、欠陥調査Ｓ２２は常温で行うことができる。

図２は、本検査方法に用いることができる媒体処理装置の一例を示す模式図である。図２に示す装置は、ＤＣイレーズＳ１８及び加熱処理Ｓ２０を行う装置であり、イレーズユニット３０、加熱ユニット３２及び搬送機構３４，３６を含んで構成される。潤滑剤塗布工程Ｓ１６から運ばれた媒体３８は、搬送機構３４によって、１枚ずつイレーズユニット３０に配置された一対の電磁石４０の間隙に並行に挿入され、当該間隙に垂直方向の磁界４２によりＤＣイレーズされる。イレーズされた媒体は搬送機構３６によって電磁石４０の間隙から引き出され、加熱ユニット３２に搬送される。加熱ユニット３２は、ハロゲンランプ４４から輻射される赤外線等が媒体の両面に一様に照射されるように構成される。加熱ユニット３２で加熱された媒体４６は本処理装置から取り出され、欠陥調査工程Ｓ２２へ搬送される。なお、搬送機構３４，３６は非磁性材料を用いて構成される。

図３は、本検査方法に用いることができる検査装置の一例を示す模式図である。図３に示す装置は、加熱処理Ｓ２０と欠陥調査Ｓ２２とを同一媒体上で並列して実行する装置である。検査対象となる媒体５０はスピンドルモータ５２により回転される。この回転される媒体５０の表面へレーザ光を照射する加熱ユニット５４と、媒体表面を走査する磁気ヘッド５６工程とが設けられる。加熱ユニット５４は、スポット状のレーザ光を出力し、媒体５０の回転に従って、同心円状の領域を順次加熱する。加熱ユニット５４は駆動機構を備え、媒体５０の半径方向に移動することができ、当該機構によるレーザ光スポットの移動と媒体の回転とによって、媒体５０の全面を加熱することが可能である。磁気ヘッド５６は、加熱されたトラックへシークされ、リード動作を行い、それにより得られる信号に基づいて欠陥が検知される。加熱ユニット５４及び磁気ヘッド５６は媒体５０の両サイドに設けられ、媒体５０の両面を同時に加熱、検査するように構成することができる。

なお、媒体に塗布される潤滑剤が加熱により変質する等の影響を被る場合には、図４のフロー図に示すように、ＤＣイレーズ工程Ｓ１８及び加熱工程Ｓ２０を潤滑剤塗布工程Ｓ１６に先行して行うようにすることができる。

上述の実施形態は媒体単体状態で実施する検査方法であった。この場合には、欠陥調査Ｓ２２が行われた後、例えばその調査で欠陥数が所定値以下である等の条件に合格した媒体を選んで、図５に示すような記録装置に組み立てる。図５は、２．５インチ型記録装置の模式的な平面図である。記録装置の筐体６０内に上述の検査方法を経た媒体６２が配置される。媒体６２はスピンドルモータにより回転される軸にハブやクランプ６４を用いて取り付けられる。ヘッドアーム６６の先端に取り付けられた磁気ヘッド６８が媒体６２の表面に近接して保持され、媒体６２に対するリード／ライトを行う。ヘッドアーム６６はボイスコイルモータ７０によって支点を中心として回動され、磁気ヘッド６８を媒体の半径方向の位置を移動させシーク動作を実現する。記録装置は、媒体６２に存在する欠陥の位置情報を当該装置の記憶部に登録して、当該情報を記録装置の稼働に際して、欠陥部分の使用を避けるために用いるように構成することができる。この欠陥位置の登録は、媒体６２を記録装置に組み込んだ後に、ＤＣイレーズされた状態、すなわちライト動作が行われる前に磁気ヘッド６８を用いて、欠陥調査工程Ｓ２２と同様にして欠陥位置をサーチし、検知された欠陥のアドレスを記憶部に格納することにより行うことができる。

また、媒体単体状態で実施する検査方法で述べた加熱工程Ｓ２０又は、ＤＣイレーズ工程Ｓ１８及び加熱工程Ｓ２０を、媒体を記録装置に組み込んだ後に実施するようにしてもよい。さらに、媒体を記録装置に組み込んだ後に欠陥調査を行う場合には、合わせて、上述の欠陥登録処理を行う欠陥登録工程とすることができる。

図６〜図８は、記録装置に媒体を組み込んだ状態で欠陥検査を行う場合の工程を示すフロー図である。図６は、媒体単体状態にてＤＣイレーズまでの工程を実施し、さらにその媒体にサーボライタでサーボデータを書き込んだ後に、当該媒体を記録装置に組み込んだ場合の工程を示す。この場合には、媒体等の記録装置構成部品を図５に示す状態に組み立てるＨＤＤ組立工程Ｓ８０の後に、加熱工程Ｓ８２及び欠陥登録工程Ｓ８４が順に実施される。

図７は、媒体単体状態にてＤＣイレーズまでの工程を実施した媒体をサーボデータを書き込まずに、記録装置に組み込んだ場合の工程を示す。この場合には、媒体等の記録装置構成部品を組み立てるＨＤＤ組立工程Ｓ８０の後に、サーボライト工程Ｓ８６が実施された後、加熱工程Ｓ８２及び欠陥登録工程Ｓ８４が順に実施される。

図８は、媒体単体状態にてＤＣイレーズを行わずに当該媒体を記録装置に組み込んだ場合の工程を示す。この場合には、媒体等の記録装置構成部品を組み立てるＨＤＤ組立工程Ｓ８０の後に、サーボライト工程Ｓ８６が実施された後、ＤＣイレーズＳ８８、加熱工程Ｓ８２及び欠陥登録工程Ｓ８４が順に実施される。

記録装置に組み立てた後の加熱処理Ｓ８２は、例えば、従来より用いられている加熱式テスタを用い、記録装置全体を加熱することにより行うことができる。またＤＣイレーズＳ８８は記録装置の磁気ヘッド６８を用いて、１トラックずつ消磁することにより行うことができる。なお、このとき、消磁はトラックのうちサーボ領域を除いたユーザデータ領域に対して行う。

図９は、媒体単体状態にて加熱前に検出された欠陥数と加熱後に検出された欠陥数とを比較するグラフである。図９の横軸は媒体の面内の欠陥数を１０個間隔に区切って示しており、横軸の各区間に入るサンプル数がサンプル総数に対して占める割合が縦軸に示されている。各区間において、左側のバーが未加熱のサンプルに対応し、右側のバーが加熱後のサンプルに対応する。この図は、加熱前に検出された欠陥数に対し、加熱後に欠陥数が増加していることを示している。これは、垂直磁気記録媒体にて加熱前には潜在していた欠陥が、加熱処理によって顕在化したことを意味しており、通常のリードライト試験では検出することができない欠陥を本検査方法では検出することができることを示している。

図１０は、欠陥登録工程Ｓ８４で登録された欠陥数の分布を示すグラフである。図１０の横軸は媒体の面内の欠陥数を２０個間隔の区切って示しており、横軸の各区間に入るサンプル数がサンプル総数に占める割合が縦軸に示されている。なお、この評価に用いた記録装置は３００台であり、それぞれ両面に記録可能な媒体を２枚搭載している。よって、サンプル数は媒体の面数としては１２００面である。各区間において、左側のバーは対比例として、通常の欠陥登録試験工程で登録された欠陥数に基づくものを示している。ここでは欠陥登録試験工程の温度環境仕様値の上限値（今回使用した記録装置では５５℃、記録装置内の温度としては６２℃程度）に設定して、ライト／リード動作による欠陥登録数を求めて図１０に表している。一方、右側のバーが、上述の実施形態による欠陥登録工程Ｓ８４の結果を示している。なお、図１０では、媒体起因以外の欠陥数を予め除いた値を示している。本結果によれば、同じ記録装置を利用しているにもかかわらず、実施形態による欠陥登録工程Ｓ８４による分布が、その分布のピークで比較して、対比例より欠陥登録数が多い方にシフトしていることがわかる。これは、通常の高温環境下でのライト／リード動作に基づいて欠陥登録を行うよりも、実施形態の欠陥登録工程Ｓ８４で登録を行う方が、欠陥検出の精度が高く、従って精度の高い欠陥登録が実現されることを示している。

上述したように、本欠陥検査方法によれば、垂直磁気記録媒体の欠陥を高精度で検出して不良媒体を効果的に除去することができ、記録装置の品質が向上する。また、高精度な欠陥登録が実現されることで、登録されていない欠陥が後発的に顕在化して記録装置の稼働に支障をきたす事態が抑制される。

本発明の実施形態である、垂直磁気記録媒体の欠陥検査方法の一例を説明するフロー図である。 本検査方法に用いることができる媒体処理装置の一例を示す模式図である。 本検査方法に用いることができる検査装置の一例を示す模式図である。 本発明の実施形態である、垂直磁気記録媒体の欠陥検査方法の他の例を説明するフロー図である。 ２．５インチ型磁気ディスク装置の模式的な平面図である。 記録装置に媒体を組み込んだ状態で欠陥検査を行う場合の工程を示す第１の例のフロー図である。 記録装置に媒体を組み込んだ状態で欠陥検査を行う場合の工程を示す第２の例のフロー図である。 記録装置に媒体を組み込んだ状態で欠陥検査を行う場合の工程を示す第３の例のフロー図である。 媒体単体状態にて加熱前に検出された欠陥数と加熱後に検出された欠陥数とを比較するグラフである。 欠陥登録工程で登録された欠陥数の分布を示すグラフである。

符号の説明

Ｓ１８，Ｓ８８ ＤＣイレーズ工程、Ｓ２０，Ｓ８２ 加熱工程、Ｓ２２ 欠陥調査工程、３０ イレーズユニット、３２，５４ 加熱ユニット、３４，３６ 搬送機構、３８，４６ 媒体、４０ 電磁石、４４ ハロゲンランプ、５０ 媒体、５２ スピンドルモータ、５６ 磁気ヘッド。

Claims (8)

1. 垂直磁気記録媒体の欠陥検査方法であって、
   当該垂直磁気記録媒体を直流消磁する消磁ステップと、
   前記消磁ステップ後に前記垂直磁気記録媒体を加熱する加熱ステップと、
   前記加熱ステップ後に前記垂直磁気記録媒体の表面における磁界を検知し、当該磁界の変動に基づいて前記垂直磁気記録媒体内に欠陥部分が存在するか否かを調査する欠陥調査ステップと、
   を有することを特徴とする欠陥検査方法。
2. 請求項１に記載の欠陥検査方法において、
   前記各ステップは、前記垂直磁気記録媒体を磁気ディスク装置に搭載した状態で行われることを特徴とする欠陥検査方法。
3. 請求項１に記載の欠陥検査方法において、
   前記消磁ステップは、前記垂直磁気記録媒体を磁気ディスク装置に搭載する前に行われ、
   前記加熱ステップ及び前記欠陥調査ステップは、前記垂直磁気記録媒体を前記磁気ディスク装置に搭載した状態で行われること、
   を特徴とする欠陥検査方法。
4. 請求項１に記載の欠陥検査方法において、
   前記消磁ステップ及び前記加熱ステップは、前記垂直磁気記録媒体を磁気ディスク装置に搭載する前に行われ、
   前記欠陥調査ステップは、前記垂直磁気記録媒体を前記磁気ディスク装置に搭載した状態で行われること、
   を特徴とする欠陥検査方法。
5. 直流消磁する処理と加熱される処理とを順次施された後、表面にて検知される磁界の変動に基づいて欠陥部分が存在するか否かを検査された垂直磁気記録媒体と、
   前記欠陥部分の位置情報を登録した記憶部と、
   を有することを特徴とする磁気ディスク装置。
6. 垂直磁気記録媒体を搭載する磁気ディスク装置における欠陥登録方法であって、
   直流消磁され、かつサーボデータを書き込まれた垂直磁気記録媒体を、当該磁気ディスク装置に搭載した状態にて当該磁気ディスク装置ごと加熱する加熱ステップと、
   前記加熱ステップ後に前記垂直磁気記録媒体に対するリード動作を行い、直流消磁部分からのリード信号の変動に基づいて、前記垂直磁気記録媒体の欠陥位置を検知し登録する欠陥登録ステップと、
   を有することを特徴とする欠陥登録方法。
7. 請求項６に記載の欠陥登録方法において、
   前記加熱ステップに先立って、前記直流消磁された垂直磁気記録媒体に前記サーボデータを書き込むサーボライトステップを有することを特徴とする欠陥登録方法。
8. 請求項６に記載の欠陥登録方法において、
   前記加熱ステップに先立って、前記垂直磁気記録媒体に前記サーボデータを書き込むサーボライトステップと、
   前記サーボデータが書き込まれた垂直磁気記録媒体のユーザデータ領域に対するライト動作により直流消磁を行う消磁ステップと、
   を有することを特徴とする欠陥登録方法。
   

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