JP2006216204A - 磁気転写用マスターディスク及びその製造方法並びに磁気転写方法 - Google Patents

Abstract

【課題】反り量や歪み量が小さく平坦性に優れた磁気転写用マスターディスクを製造できる。
【解決手段】情報を凹凸パターンＰで形成した原版１７上に電鋳を施して、該原版１７上に結晶粒径の異なる多層構造の電鋳層で成る金属盤１８を積層して該金属盤１８面に凹凸パターンＰを転写する電鋳工程と、金属盤１８を原版１７上から剥離してマスター基板１１とする剥離工程と、マスター基板１１の凹凸パターンＰ上に磁性層１２を成膜する磁性層成膜工程と、を備えてマスターディスク１０を製造する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、磁気転写用マスターディスク及びその製造方法並びに磁気転写方法に係り、特にハードディスク装置等に用いられる磁気ディスクにフォーマット情報等の磁気情報を転写するのに好適な磁気転写用マスターディスク及びその製造方法並びに磁気転写方法に関する。

近年、急速に普及しているハードディスクドライブに使用される磁気ディスク（ハードディスク）は、磁気ディスクメーカーよりドライブメーカーに納入された後、ドライブに組み込まれる前に、フォーマット情報やアドレス情報が書き込まれるのが一般的である。この書き込みは、磁気ヘッドにより行うこともできるが、フォーマット情報やアドレス情報が書き込まれたマスターディスクより一括転写する方法が効率的であり、好ましい。

この一括転写する磁気転写方法は、マスターディスクと被転写用ディスク（スレーブディスク）とを密着させた状態で、片面又は両面に電磁石装置、永久磁石装置等の磁界生成手段を配設して転写用磁界を印加することにより、マスターディスクの有する情報（例えばサーボ信号）をスレーブディスクに磁気転写する。そして、磁気転写を精度良く行うには、マスターディスクとスレーブディスクとを均一に隙間なく密着させることが極めて重要である。

ところで、この磁気転写方法に使用されるマスターディスクとしては、特許文献１のように、基板の表面に情報信号に対応する凹凸パターンを形成し、この凹凸パターンの表面に磁性層を被覆したものが通常使用されている。この磁気転写用のマスターディスクは、情報を凹凸パターンで形成した原版上に電鋳を施して、電鋳層から成る金属盤を原版上に積層して該金属盤面に凹凸パターンを転写する電鋳工程、金属盤を原版上から剥離する剥離工程、剥離した金属盤を所定サイズに打ち抜きする打ち抜き工程を経た後、凹凸パターンの面に磁性層を被覆することにより製造されるのが一般的である。
特開２００１−２５６６４４号公報

しかしながら、上記の工程によって製造された従来のマスターディスクは、金属盤を原版から剥離する剥離工程や所定サイズに打ち抜く打ち抜き工程等の加工時に発生した変形によりマスターディスクは必ずしも平坦面ではなく、反りや歪みを有している。また、電鋳後の打ち抜き以外の工程としてフォトエッチングの工程があるが、この場合にも反りや歪みが生じる場合がある。このように、マスターディスクに反りや歪みがあると、マスターディスクとスレーブディスクとの密着状態を良好にできず、高精度な磁気転写を行えないという問題がある。

かかる問題の対策として、スレーブディスクとの密着性を良くするために、マスターディスクの裏面に緩衝材（クッション材）を設けたり、密着圧力を高めたり、真空吸引によりマスターディスクとスレーブディスクとの密着面のエアーを排除したりすることが行われている。しかし、これらの対策によっても、密着性の問題が完全に解決された訳ではなく、本質的にはマスターディスクの反りや歪みをなくして平坦性を良くすることが必要である。また、密着圧力を高めることはマスターディスクの凹凸パターンを破損したり変形を発生させる可能性があり、マスターディスクの耐久性能を低下させる原因になる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、反り量や歪み量が小さく平坦性に優れた磁気転写用マスターディスク及びその製造方法並びに磁気転写方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、電鋳によって表面に転写情報に対応する凹凸パターンが転写された金属盤であって、該金属盤を構成する電鋳層の層構成が結晶粒径の異なる多層構造で成るマスター基板と、前記マスター基板の前記凹凸パターン上に成膜された磁性層と、を備えたことを特徴とする磁気転写用マスターディスクを提供する。

マスター基板を製作する際に、上述した剥離工程や打ち抜き工程等の加工時に発生する変形に起因するマスターディスクの反りや歪みは、電鋳層（金属盤）の結晶粒径に依存する傾向にある。

本発明の請求項１によれば、金属盤を構成する電鋳層の層構成を結晶粒径の異なる多層構造としたので、それぞれの層によって剥離や打ち抜きを行う加工時の変形抵抗が異なる。従って、電鋳層の層構成を結晶粒径の異なる多層構造とし、それぞれの層の変形抵抗の違いを利用することで、電鋳層で構成される金属盤全体を変形し難い構造にすることができる。これにより、金属盤の剥離や打ち抜き、或いはフォトエッチングを行う際の変形量を小さくすることができるので、反りや歪みの発生を顕著に抑制することができる。

本発明における多層構造は、全ての層において結晶粒径がそれぞれ異なる場合も、多層構造の中に同じ結晶粒径のものが複数層含まれていてもよい。

請求項２は請求項１において、前記多層構造は、前記凹凸パターン面側を構成する薄層な小粒径結晶層と、凹凸パターン反対面側を構成する厚層な大粒径結晶層とを基本構造とし、前記大粒径結晶層の中間層として該大粒径結晶層の滑りを抑制可能なほどに結晶粒径の小さな滑り抑制層を少なくとも１層設けて成ることを特徴とする。

請求項２は、多層構造における結晶粒径の小さな層と大きな層の好ましい構成を示したものである。即ち、凹凸パターン面側を構成する層は、凹凸パターン形状をその形状に倣って精度良く被覆することが可能な層であることが必要であり、結晶粒径の小さな小粒径結晶層を薄層で形成することが好ましい。一方、凹凸パターン反対面側の層は、小粒径結晶層の結晶粒径よりも大きな結晶粒径を有する大粒径結晶層を配置し、しかもある程度の厚い層で形成することが金属盤の剥離や打ち抜きを行う際の変形量を小さくすることができる。

しかし、大粒径結晶層は結晶粒径が大きいことから外力によって滑りが発生することがあり、上記した剥離や打ち抜きの際に滑りが発生すると、異なる結晶粒径の多層構造にしたにも係わらずその効果を十分に得ることができなくなる。そこで、本発明では、大粒径結晶層の中間層として該大粒径結晶層の滑りを抑制可能なほどに結晶粒径の小さな滑り抑制層を少なくとも１層設けることで、滑りが発生しないようにした。これにより、金属盤の剥離や打ち抜きを行う際の変形量を小さくする効果を確実に発揮させることができる。

請求項３は請求項２において、前記大粒径結晶層の層厚は１５０μｍ以上であることを特徴とする。

大粒径結晶層の層厚が１５０μｍ以上大きくなると、滑りが発生し易くなるので、滑り抑制層を設けた効果が一層発揮されるからである。

請求項４は請求項２又は３において、前記滑り抑制層の結晶粒径は１０μｍ以下であることを特徴とする。

滑り抑制層による滑り抑制効果を十分に得るには、結晶粒径は１０μｍ以下であることが好ましいからである。この場合、大粒径結晶層の結晶粒径が１０μｍを超えて大きいことは言うまでもない。

請求項５は請求項１〜４の何れか１において、前記多層構造の電鋳層はＮｉ電鋳層であることを特徴とする。

マスター基板の金属盤（電鋳層）には各種の金属を使用可能であるが、Ｎｉ電鋳層がより好ましいからである。

請求項６は請求項５において、前記多層構造のＮｉ電鋳層は、Ｎｉ（２２０）を結晶方位の優先配向とした前記小粒径結晶層と、Ｎｉ（２００）を結晶方位の優先配向とした前記大粒径結晶層と、Ｎｉ（２２０）を結晶方位の優先配向とした少なくとも１層の前記滑り抑制層と、から成ることを特徴とする。

ここで、結晶方位の優先配向は、結晶成長方向（板厚方向）に対する配向を前提としており、ＥＢＳＤ（electron backscattered diffraction) による結晶方位の解析時にも結晶成長方向にあたる板厚方向のＩＰＦ像（Invers pole figure) より方位を決定する。

請求項６は、多層構造をＮｉ電鋳層とした場合の小粒径結晶層、大粒径結晶層、及び滑り抑制層の好ましい一例を示したものである。

請求項７は請求項１〜６の何れか１において、前記磁気転写用マスターディスクの反り量は２．５インチのマスターディスクサイズにおいて５０μｍ以下であることを特徴とする。

磁気転写の際に被転写用ディスクとの良好な密着性を確保するには、マスターディスクの反り量は２．５インチサイズのマスターディスクにおいて５０μｍ以下であることが好ましい。５０μｍ以下の反り量にするには、請求項１〜６の何れか１の構成により達成することができる。尚、マスターディスクの反り量は２．５インチサイズのマスターディスクにおいて３０μｍ以下であることがより好ましい。

ところで、請求項７は大径サイズで反りが発生し易い２．５インチサイズの反り量を規定したものであるが、本発明は２．５インチサイズのマスターディスクにのみ適用されるものではない。例えば、２．５インチよりもサイズの小さな０．８５インチ、１インチ、１．８インチのマスターディスクにも適用することができ、この場合の反り量は２．５インチサイズのマスターディスクよりも更に反り量を小さくすることができる。

本発明の請求項８は前記目的を達成するために、情報を凹凸パターンで形成した原版上に電鋳を施して、該原版上に結晶粒径の異なる多層構造の電鋳層で成る金属盤を積層して該金属盤面に前記凹凸パターンを転写する電鋳工程と、前記金属盤を前記原版上から剥離してマスター基板とする剥離工程と、前記マスター基板の前記凹凸パターン上に磁性層を成膜する磁性層成膜工程と、を備えたことを特徴とする磁気転写用マスターディスクの製造方法を提供する。

請求項８の製造方法によれば、電鋳工程において、結晶粒径の異なる多層構造の電鋳層から成る金属盤を積層して該金属盤面に凹凸パターンを転写するようにしたので、反り量や歪み量の小さな磁気転写用マスターディスクを製造することができる。

また、反り量や歪み量の小さな磁気転写用マスターディスクを製造することができるので、製造歩留りが向上する。

請求項９は請求項８において、前記電鋳工程では、前記多層構造のそれぞれの層の結晶粒径の制御と層厚みの制御との両方を制御することを特徴とする。

請求項９のように、それぞれの層の変形抵抗を、結晶粒径と層厚みの両方で制御するようにしたので、電鋳条件の制御が容易になり、反りや歪みの発生を一層精度良く抑制することができる。

本発明の請求項１０は前記目的を達成するために、請求項１〜７の何れか１の磁気転写用マスターディスクの凹凸パターン面に被転写用ディスクを密着させる密着工程と、前記密着された磁気転写用マスターディスクと被転写用ディスクとに転写用磁界を印加し、前記磁気転写用マスターディスクの凹凸パターンを前記被転写用ディスクに転写する磁界印加工程と、を備えたことを特徴とする磁気転写方法を提供する。

請求項１０によれば、本発明の反り量や歪み量の小さな磁気転写用マスターディスクを用いて被転写用ディスクに磁気転写するようにした。これにより、マスターディスクの反りや歪みによる影響を排除し、良好な密着状態で磁気転写することができるので、転写精度が向上する。

以上説明したように、本発明に係る磁気転写用マスターディスク及びその製造方法によれば、反り量や歪み量が小さく平坦性に優れたマスターディスクを得ることができる。従って、本発明のマスターディスクを使用して被転写用ディスクに磁気転写を行えば、磁気転写の際の被転写用ディスクとの密着性を良好に形成することができるので、高精度な磁気転写を行うことができる。

また、反り量や歪み量が大きいマスターディスクは不良品になり製造歩留りの低下を招くが、本発明の磁気転写用マスターディスクの製造方法を採用すれば、反り量や歪み量が小さく平坦性に優れたマスターディスクを製造できるので、製造歩留りを向上することができる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る磁気転写用マスターディスク及びその製造方法並びに磁気転写方法の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は本発明の磁気転写用マスターディスク１０（以下、マスターディスク１０という）の部分斜視図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、被転写用ディスク（スレーブディスク１４）を想像線で示したものである。

図１及び図２に示すように、マスターディスク１０は、金属製のマスター基板１１と、磁性層１２とで構成され、マスター基板１１の表面に転写情報に対応する微細な凹凸パターンＰ（例えばサーボ情報パターン）を有すると共にその凹凸パターンＰに磁性層１２が被覆されている。これにより、マスター基板１１の片面に磁性層１２が被覆された微細な凹凸パターンＰを有する情報担持面１３が形成される。図１から分かるように、この微細な凹凸パターンＰは、平面視で長方形であり、厚さｔの磁性層１２が形成された状態でトラック方向（図の矢印方向）の長さｐと、半径方向の長さＬとによりなる。この長さｐと長さＬとの最適値は、記録密度や記録信号波形により異なるが、例えば長さｐを８０ｎｍ、長さＬを２００ｎｍにできる。この微細な凹凸パターンＰはサーボ信号の場合は、半径方向に長く形成される。この場合、例えば半径方向の長さＬが０．０５〜２０μｍ、トラック方向（円周方向）の長さｐが０．０１〜５μｍであることが好ましい。この範囲で半径方向の方が長い凹凸パターンＰを選ぶことがサーボ信号を担持するパターンとして好ましい。凹凸パターンＰの深さｔ（突起の高さ）は、３０〜８００ｎｍの範囲が好ましく、５０〜３００ｎｍの範囲がより好ましい。

マスター基板１１は、電鋳により作製され、図３に示すように、中心孔１１Ｇを有する円盤状に形成され、片面の（情報担持面１３）の内周部１１Ｈ及び外周部１１Ｅを除く円環状領域１１Ｆに凹凸パターンＰが形成される。このマスター基板１１の製造の詳細は後記するが、主に、情報を凹凸パターンＰで形成した原版上に電鋳を施して、結晶粒径の異なる多層構造の電鋳層から成る金属盤を原版上に積層して該金属盤に凹凸パターンＰを転写する電鋳工程と、金属盤を原版上から剥離する剥離工程とにより製造される。

本発明において、結晶粒径の異なる多層構造の電鋳層としては、多層構造の全ての層において結晶粒径がそれぞれ異なる場合も、多層構造の中に同じ結晶粒径のものが複数層含まれていてもよい。また、電鋳層の形成には各種金属や合金類を使用できる。

このように多層構造の電鋳層には異なる結晶粒径の層構成及び使用する金属において各種の形態を採用することが可能であるが、本実施の形態では、好ましい一例として、結晶粒径の異なる層を合計４層積層した多層構造のＮｉ電鋳層の例で以下に説明する。

４層構造のＮｉ電鋳層は、凹凸パターン面側を構成する薄層（層の薄い）な小粒径結晶層１１Ａと、凹凸パターン反対面側を構成する厚層（層の厚い）な大粒径結晶層１１Ｂ、１１Ｄとを基本構造とし、大粒径結晶層１１Ｂ、１１Ｄの中間層として該大粒径結晶層１１Ｂ、１１Ｄの滑りを抑制可能なほどに結晶粒径の小さな滑り抑制層１１Ｃを１層設けて構成される。ここで、滑り抑制層１１Ｃで２つに分割された大粒径結晶層１１Ｂ、１１Ｄのうち小粒径結晶層側の層を第１大粒径結晶層１１Ｂと称し、もう一つの層を第２大粒径結晶層１１Ｄと称することにする。

次に、上記の如く構成される本発明のマスターディスク１０の製造方法を詳細に説明する。

図４はマスターディスク１０を製造するステップを示す工程図である。

先ず、図４（ａ）に示すように、表面が平滑且つ清浄なシリコーンウエハーによる原板１５（ガラス板、石英板でもよい）の上に、密着層形成等の前処理を行い、電子線レジスト液をスピンコート等で塗布してレジスト膜１６を形成し、ベーキングする。そして、高精度な回転ステージ又はＸ−Ｙステージを備えた電子ビーム露光装置（図示せず）にて、そのステージに搭載した原板１５にサーボ信号等に対応して変調した電子ビームＢを照射し、レジスト膜１６に所望の凹凸パターンＰ' を描画露光する。

次に、図４（ｂ）に示すように、レジスト膜１６を現像処理し、露光部分を除去して残ったレジスト膜１６によって所望の凹凸パターンＰ' を形成する。この凹凸パターンＰ' 上に例えばスタッパリングによりＮｉ導電膜（図示せず）を付与し、電鋳可能な原版１７を作製する。

次に、この原版を図４（ｃ）に示すように、原版１７の全面に電鋳装置で電鋳処理を施し、Ｎｉ金属による所望厚みの金属盤１８（Ｎｉ電鋳層）を積層する。この金属盤１８を原版１７から剥離し、残留するレジスト膜１６を除去・洗浄する。これにより、図４（ｄ）に示すように、反転した凹凸パターンＰを有し、且つ所定サイズに打ち抜く前の外径Ｄを有するマスター基板１１の原盤１１' が得られる。この原盤１１' を打ち抜いて、図４（ｅ）に示す外径ｄの所定サイズのマスター基板１１が得られる。このマスター基板１１の凹凸パターン面に磁性層１２を成膜することでマスターディスク１０を製造することができる。

尚、マスターディスク１０の他の製造工程としては、原版１７に電鋳を施して第２原版を作製する。そして、この第２原版を使用して電鋳を行い、反転した凹凸パターンを有する金属盤を作製し、所定サイズに打ち抜いてマスター基板としてもよい。更には、第２原版に電鋳を行うか、樹脂液を押しつけて硬化を行って第３原版を作製し、この第３原版に電鋳を行って金属盤を作製し、更に反転した凹凸パターンを有する金属盤を剥離してマスター基板としてもよい。第２原版又は第３原版を繰り返し使用し、複数の金属盤１８を作製することができる。また、原版の作製において、レジスト膜を露光・現像処理した後、エッチング処理を行って、原版の表面にエッチングによる凹凸パターンを形成してからレジスト膜を除去してもよい。

磁性層１２の形成は、磁性材料を真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の真空成膜手段、メッキ法、塗布法等により成膜する。磁性層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等）、Ｎｉ、Ｎｉ合金（ＮｉＦｅ等）、を用いることができる。特にＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉを好ましく使用することができる。磁性層１２の厚みは５０〜５００ｎｍの範囲が好ましく、１００〜４００ｎｍの範囲が更に好ましい。

尚、磁性層１２の上に、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、スパッターカーボン等の保護膜を設けることが好ましく、保護膜の上に更に潤滑剤層を設けても良い。この場合、保護膜として厚さが３〜３０ｎｍのＤＬＣ膜と潤滑剤層とする構成が好ましい。また、磁性層と保護膜との間に、Ｓｉ等の密着強化層を設けるようにしても良い。潤滑剤はスレーブディスク１４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の耐久性の劣化を改善する効果を有する。

上記説明したマスターディスク１０の製造過程において、マスター基板１１を作製するために、原版１７から金属盤１８を剥離する剥離工程やマスター基板１１の原盤１１' を所定サイズにするための打ち抜き工程における変形により、マスターディスク１０に反りや歪みが発生し易い。

かかる反りや歪みの改良策として、本発明の実施の形態では、電鋳処理による金属盤１８の積層において、金属盤１８を構成するＮｉ電鋳層として結晶粒径の異なる４層構造で形成するようにした。即ち、Ｎｉ導電膜が付与された原版１７を、Ｎｉ電鋳浴に浸漬させて５０〜１５０ｒｐｍの回転速度で回転させながら図５に示すようにＮｉ電鋳浴中に通電する電流の電流密度を変えることにより、Ｎｉ電鋳層を構成する４層の結晶粒径と層厚を制御する。尚、結晶粒径や結晶方位は電鋳時の電流密度に依存するので、電鋳層の結晶粒径の大小は結晶方位を規定することで制御することができる。このことから、本実施の形態では結晶方位Ｎｉ（２２０）が優先配向となるように電流密度を設定することで小さな結晶粒径の小粒径結晶層１１Ａを形成した。また、結晶方位Ｎｉ（２００）が優先配向となるように電流密度を設定することで大きな結晶粒径の大粒径結晶層１１Ｂ、１１Ｄを形成した。また、滑り抑制層１１Ｃは結晶粒径が１０μｍ以下が好ましく、本実施の形態では、小粒径結晶層１１Ａと同じ結晶方位Ｎｉ（２２０）が優先配向となるように電流密度を設定することで形成した。

図５は、電鋳時間に対する電流密度（Ａ／ｄｍ² ）の変化を示したものである。表面側（凹凸パターンＰが転写される原版１７に接触する面側）を構成する小粒径結晶層１１Ａの形成は、結晶粒径を小さくすると共に微細な凹凸パターン形状を被覆可能な低電流密度で電鋳する必要がある。この為、Ｘ線回折装置でＮｉ（２２０）優先配向となるように電流密度を図５のＸ（Ａ／ｄｍ² ）に設定する。電流密度Ｘは、Ｎｉ電鋳浴や電鋳条件により多少異なるものの、１〜１０（Ａ／ｄｍ² ）の範囲内で設定することが好ましい。そして、設定した電流密度Ｘまで到達したら（ｔ₁ ）、小粒径結晶層１１Ａが所定の厚み（例えば５０μｍ）になるように所定時間（ｔ₁ 〜ｔ₂ ）保持する。これにより、図４に示す小粒径結晶層１１Ａが形成される。

次に、小粒径結晶層１１Ａの形成に連続して、結晶方位がＮｉ（２００）を優先配向とする第１大粒径結晶層１１Ｂを形成する。この場合も、Ｘ線回折装置でＮｉ（２００）優先配向となるように電流密度を図５の高電流密度Ｙ（Ａ／ｄｍ² ）に設定する。電流密度Ｙは、Ｎｉ電鋳浴や電鋳条件により多少異なるものの２０（Ａ／ｄｍ² ）程度に設定することが好ましい。そして、設定した電流密度Ｙまで達したら（ｔ₃ ）、第１大粒径結晶層１１Ｂが所定の厚み（例えば１００μｍ）になるように所定時間（ｔ₃ 〜ｔ₄ ）保持する。電流密度Ｙは、Ｎｉ（２００）を優先配向となる条件であれば、３０（Ａ／ｄｍ² ）まで上げることができるが、電流密度が高過ぎると巣が生じるので、２０（Ａ／ｄｍ² ）程度が好ましい。これにより、図４に示す第１大粒径結晶層１１Ｂが形成される。

次に、第１大粒径結晶層１１Ｂの形成に連続して、結晶方位がＮｉ（２２０）を優先配向とする滑り抑制層１１Ｃを形成する。即ち、第１大粒径結晶層１１Ｂを形成した電流密度Ｙを、小粒径結晶層１１Ａで設定したと同じ電流密度Ｘに低下させ、電流密度Ｘまで達したら（ｔ₅ ）、滑り抑制層１１Ｃが所定の厚み（例えば１０μｍ）になるように所定時間（ｔ₅ 〜ｔ₆ ）保持する。これにより、図４に示す滑り抑制層１１Ｃが形成される。

次に、滑り抑制層１１Ｃの形成に連続して、結晶方位がＮｉ（２００）を優先配向とする第２大粒径結晶層１１Ｄを形成する。即ち、滑り抑制層１１Ｃを形成した電流密度Ｘを、第１大粒径結晶層１１Ｂで設定した電流密度Ｙに上昇させる。そして、電流密度Ｙまで達したら（ｔ₇ ）、第２大粒径結晶層１１Ｄが所定の厚み（例えば１００μｍ）になるように所定時間（ｔ₇ 〜ｔ₈ ）保持する。これにより、図４に示す第２大粒径結晶層１１Ｄが形成される。

次に、積層された４層１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの層厚合計が３００μｍに達する直前に電流密度を５（Ａ／ｄｍ² ）程度まで低下させて１０分間程度保持し、裏面の粗さを低減すると共に、第２大粒径結晶層１１Ｄの厚み調整を行う。

このように、本実施の形態では、金属盤１８を構成するＮｉ電鋳層の層構成を結晶粒径の異なる４層構造で構成したので、後工程での剥離時や打ち抜き時における小粒径結晶層１１Ａ、大粒径結晶層１１Ｂ，１１Ｄの変形抵抗が異なる。また、大粒径結晶層１１Ｂ，１１Ｄの中間層として該大粒径結晶層１１Ｂ，１１Ｄの滑りを抑制可能なほどに結晶粒径の小さな滑り抑制層１１Ｃを１層設けたので、後工程での剥離時や打ち抜き時に大粒径結晶層１１Ｂ，１１Ｄが滑って変形することを抑制できる。

これにより、マスター基板１１を製作する際の剥離時や打ち抜き時において金属盤１８が変形し難くなるので、製造されたマスターディスク１０の反りや歪みの発生を顕著に抑制することができる。

また、通常、マスターディスク１０に使用される金属はニッケル（Ｎｉ）であるが、マスターディスク１０を電鋳で製造する場合には、応力の小さなマスター基板１１が得られ易いスルファミン酸ニッケル浴を使用することが好ましい。スルファミン酸ニッケル浴は、例えば、スルファミン酸ニッケルを４００〜８００ｇ／Ｌ、ホウ酸を２０〜５０ｇ／Ｌ（過飽和）をベースとして界面活性剤（例えばラウリル硫酸ナトリウム）等の添加物を必要に応じて添加したものである。メッキ浴の浴温度は４０〜６０°Ｃが好適である。電鋳時の対極にはチタンケースに入れたニッケルボールを使用することが好ましい。

次に、上記の如く製造したマスターディスク１０の凹凸パターンＰをスレーブディスク１４に転写する磁気転写方法について説明する。図６は本発明に係るマスターディスク１０を使用して磁気転写を行うための磁気転写装置２０の要部斜視図である。

磁気転写時には図８（ａ）に示される後記する初期直流磁化を行った後のスレーブディスク１４のスレーブ面（磁気記録面）を、マスターディスク１０の情報担持面に接触させ、所定の押圧力で密着させる。そして、このスレーブディスク１４とマスターディスク１０との密着状態で、磁界生成手段３０により転写用磁界を印加して、マスターディスク１０の凹凸パターンＰをスレーブディスク１４に転写する。

スレーブディスク１４は、両面又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記録媒体であり、マスターディスク１０に密着させる以前に、グライドヘッド、研磨体などにより表面の微小突起及び付着塵埃を除去するクリーニング処理（バーニッシィング等）が必要に応じて施される。

スレーブディスク１４の磁気記録層には、塗布型磁気記録層、メッキ型磁気記録層、又は金属薄膜型磁気記録層を採用できる。金属薄膜型磁気記録層の磁性材料としては、Ｃｏ、Ｃｏ合金（ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒＮｂＴａ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＮｉ等）、Ｆｅ、Ｆｅ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＰｔ、ＦｅＣｏＮｉ等）、Ｎｉ、Ｎｉ合金（ＮｉＦｅ等）、を用いることができる。これらは磁束密度が大きいこと、磁界印加方向と同じ方向（面内記録なら面内方向）の磁界異方性を有していることにより、明瞭な転写を行えるため好ましい。そして、磁性材料の下（支持体側）に必要な磁気異方性を付与するために、非磁性の下地層を設けることが好ましい。この下地層には、結晶構造と格子定数を磁性層１２に合わすことが必要である。その為には、Ｃｒ、ＣｒＴｉ、ＣｏＣｒ、ＣｒＴａ、ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ、Ｒｕ等を用いることが好ましい。

マスターディスク１０による磁気転写は、スレーブディスク１４の片面にマスターディスク１０を密着させて片面に転写を行う場合と、図示しないが、スレーブディスク１４の両面に一対のマスターディスク１０を密着させて両面で同時転写を行う場合とがある。転写用磁界を印加する磁界生成手段３０は、密着保持されたスレーブディスク１４とマスターディスク１０の半径方向に延びるギャップ３１を有するコア３２にコイル３３が巻き付けられた電磁石装置３４、３４が上下両側に配設されており、上下で同じ方向にトラック方向と平行な磁力線Ｇ（図７参照）を有する転写用磁界を印加する。図７は、円周トラック４０Ａ、４０Ａ…と磁力線Ｇとの関係を示したものである。

磁界印加時には、スレーブディスク１４とマスターディスク１０とを一体的に回転させつつ磁界生成手段３０によって転写用磁界を印加させ、マスターディスク１０の凹凸パターンをスレーブディスク１４のスレーブ面に磁気的に転写する。尚、この構成以外に磁界生成手段の方を回転移動させるようにしてもよい。

転写用磁界は、最適転写磁界強度範囲（スレーブディスク１４の保磁力Ｈｃの０．６〜１．３倍）の最大値を超える磁界強度がトラック方向のいずれにも存在せず、最適転写磁界強度範囲内の磁界強度となる部分が１つのトラック方向で少なくとも１カ所以上存在し、これと逆向きのトラック方向の磁界強度が何れのトラック方向位置においても最適転写磁界強度範囲内の最小値未満である磁界強度分布の磁界をトラック方向の一部分で発生させている。

図８は、面内記録による磁気転写方法の基本工程を説明する説明図である。

先ず、図８( ａ) に示すように、予めスレーブディスク１４に初期磁界Ｈi をトラック方向の一方向に印加して初期磁化( 直流消磁) を施しておく。次に、図８( ｂ) に示すように、このスレーブディスク１４の記録面（磁気記録部）とマスターディスク１０の凹凸パターンＰが形成された情報担持面とを密着させ、スレーブディスク１４のトラック方向に初期磁界Ｈi とは逆方向に転写用磁界Ｈd を印加して磁気転写を行う。転写用磁界Ｈd が凹凸パターンＰの凸部の磁性層１２に吸い込まれてこの部分の磁化は反転せず、その他の部分の磁界が反転する結果、図８( ｃ) に示すように、スレーブディスク１４の磁気記録面にはマスターディスク１０の凹凸パターンＰが磁気的に転写記録される。

かかる磁気転写において、スレーブディスク１４とマスターディスク１０とを良好に密着させることが高精度な転写を行う上で重要であるが、本発明のマスターディスク１０を使用することにより、良好な密着を行うことができる。

尚、結晶方位と層厚の測定は、ＥＢＳＤ（electron backscattered diffraction) 法で測定することができる。即ち、ＥＢＳＤによるマスター基板断面の結晶方位を評価し、マスター基板断面において結晶方位（２２０）方位が１０〜８５％の占有率にある層を小粒径結晶層１１Ａ及び滑り抑制層１１Ｃのそれぞれの厚みとし、滑り抑制層１１Ｃを中間層として凹凸パターン面側の層を第１大粒径結晶層１１Ｂの厚みとし、凹凸パターン反対面側の層を第２大粒径結晶層１１Ｄの厚みとした。

反り量の測定は、先ず次の方法によって歪み量を測定し、その歪み量から反り量を算出することができる。即ち、歪み量の測定は、例えばマスターディスク１０を内径２５ｍｍの位置でスピンドルモータに固定し、１０ｒｐｍで回転させる。この状態で半径ｒ＝３０ｍｍの場所を面に対して垂直に変位量をレーザー変位計（KEYENCE 製：LC-2430 変位センサー）で測定し、デジタルオシロスコープで変位波形を取り込んだ。このときの最大値と最小値との差を歪み量とした。

反りは、マスターディスク１０の１周の間、即ち１トラックにおける歪みはなくても、マスターディスク１０の内周部位と外周部位とで高さが異なる変形であり、例えば球面状の変形がある。従って、反り量の測定は、上述した歪み量の測定において、同心円状の各トラックに対してレーザー変位計で測定された変位値の平均をとったとき、最も変位値の高いトラックと最も変位値の低いトラックとの差として算出する。

本発明のマスターディスクの部分斜視図 図１のＡ−Ａ線に沿った断面図 マスター基板の平面図 本発明のマスターディスクの製造方法の一実施の形態における工程図 マスター基板を作製する電鋳処理における電鋳時間に対する電流密度の変化を説明する説明図 本発明の磁気転写方法を実施する磁気転写装置の要部斜視図 転写用磁界の印加方法を示す平面図 磁気転写方法の基本工程を示す工程図

符号の説明

１０…マスターディスク、１１…マスター基板、１１Ａ…小粒径結晶層、１１Ｂ…第１大粒径結晶層、１１Ｃ…滑り抑制層、１１Ｄ…第２大粒径結晶層、１２…磁性層、１４…スレーブディスク、１５…原板、１６…レジスト膜、１７…原版、１８…金属板、２０…磁気転写装置、３０…磁界生成手段、３１…ギャップ、３２…コア、３３…コイル、３４…電磁石装置、Ｐ…凹凸パターン

Claims (10)

1. 電鋳によって表面に転写情報に対応する凹凸パターンが転写された金属盤であって、該金属盤を構成する電鋳層の層構成が結晶粒径の異なる多層構造で成るマスター基板と、
   前記マスター基板の前記凹凸パターン上に成膜された磁性層と、を備えたことを特徴とする磁気転写用マスターディスク。
2. 前記多層構造は、前記凹凸パターン面側を構成する薄層な小粒径結晶層と、凹凸パターン反対面側を構成する厚層な大粒径結晶層とを基本構造とし、前記大粒径結晶層の中間層として該大粒径結晶層の滑りを抑制可能なほどに結晶粒径の小さな滑り抑制層を少なくとも１層設けて成ることを特徴とする請求項１の磁気転写用マスターディスク。
3. 前記大粒径結晶層の層厚は１５０μｍ以上であることを特徴とする請求項２の磁気転写用マスターディスク。
4. 前記滑り抑制層の結晶粒径は１０μｍ以下であることを特徴とする請求項２又は３の磁気転写用マスターディスク。
5. 前記多層構造の電鋳層はＮｉ電鋳層であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１の磁気転写用マスターディスク。
6. 前記多層構造のＮｉ電鋳層は、
   Ｎｉ（２２０）を結晶方位の優先配向とした前記小粒径結晶層と、
   Ｎｉ（２００）を結晶方位の優先配向とした前記大粒径結晶層と、
   Ｎｉ（２２０）を結晶方位の優先配向とした少なくとも１層の前記滑り抑制層と、から成ることを特徴とする請求項５の磁気転写用マスターディスク。
7. 前記磁気転写用マスターディスクの反り量は２．５インチのマスターディスクサイズにおいて５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６の何れか１の磁気転写用マスターディスク。
8. 情報を凹凸パターンで形成した原版上に電鋳を施して、該原版上に結晶粒径の異なる多層構造の電鋳層で成る金属盤を積層して該金属盤面に前記凹凸パターンを転写する電鋳工程と、
   前記金属盤を前記原版上から剥離してマスター基板とする剥離工程と、
   前記マスター基板の前記凹凸パターン上に磁性層を成膜する磁性層成膜工程と、を備えたことを特徴とする磁気転写用マスターディスクの製造方法。
9. 前記電鋳工程では、前記多層構造のそれぞれの層の結晶粒径の制御と層厚みの制御との両方を制御することを特徴とする請求項８の磁気転写用マスターディスクの製造方法。
10. 請求項１〜７の何れか１の磁気転写用マスターディスクの凹凸パターン面に被転写用ディスクを密着させる密着工程と、
    前記密着された磁気転写用マスターディスクと被転写用ディスクとに転写用磁界を印加し、前記磁気転写用マスターディスクの凹凸パターンを前記被転写用ディスクに転写する磁界印加工程と、を備えたことを特徴とする磁気転写方法。

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