JP2007335001A - 磁気転写方法、磁気転写装置、磁気記録媒体、磁気記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 垂直磁化膜の磁気転写特性を向上させる。
【解決手段】 円盤状の基板の表面に垂直磁気記録層を形成した垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層の形成された面と、垂直磁気記録媒体に情報を転写するため記録すべき情報に応じて磁性層を形成したマスター記録媒体の磁性層の形成された面とを密着させる密着工程と、密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に、磁界を印加する磁界印加手段により磁界を印加しつつ、密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、垂直磁気記録媒体の中心を軸に、磁界印加手段を相対的に回転させることにより磁気転写をおこなう磁気転写工程からなる磁気転写方法において、密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、磁界印加手段を相対的に２回以上回転させることを特徴とする磁気転写方法を提供することにより上記課題を解決する。
【選択図】 図７

Description

本発明は、磁気転写方法、磁気転写装置、磁気記録媒体、磁気記録再生装置に関するものであり、特に、垂直磁化膜により磁性層が形成された転写用磁気ディスクに、マスターディスクからフォーマット情報等の磁気情報パターンを転写するのに適した磁気転写方法、磁気転写装置、磁気記録媒体、磁気記録再生装置に関するものである。

近年、磁気記録再生装置は、小型でかつ大容量を実現するために、記録密度の高密度化の傾向にある。特に、代表的な磁気記憶装置であるハードディスクドライブの分野では、技術の進歩が急激である。

このような記録密度の高密度化の手法としては、磁気ヘッドとして、磁気抵抗素子型ヘッド（ＭＲヘッド）の実用化により、磁気記録媒体における狭トラックピッチ化が可能となったが、磁気ヘッドが狭いトラックを正確に走査し、高い再生信号のＳ／Ｎを得るためには、磁気ヘッドのトラッキングサーボ技術が重要となる。このため現在のハードディスクドライブでは、ディスクにおいて一定の角度間隔ごとに、トラッキング用サーボ信号やアドレス情報、再生クロック信号等があらかじめ記録された領域を設けており、磁気ヘッドは、これらの信号を再生することにより、ヘッドの位置を確認、修正しながら正確にトラッキングすることができる。

これらトラッキング用サーボ信号やアドレス信号等をあらかじめ記録することは、プリフォーマット記録と呼ばれ、磁気記録媒体に情報を記録再生する際の基準となるものであるため一般的に最初に行われる。現在では、プリフォーマット記録は、厳密に位置を制御しながら順次行う方式がとられており、多大な時間を要し、又、専用のサーボ記録装置が相当高価であることから、磁気記録媒体や磁気記録再生装置のコストが非常に高くなってしまうという問題点がある。

このため、このプリフォーマット記録について、マスターディスクを用いて一括転写する磁気転写方式が提案されている。この方式によればプリフォーマット記録を短時間に低コストで行うことができる。

この磁気転写方式は、マスターディスク（マスター記録媒体）と転写用磁気ディスク（磁気記録媒体、スレーブディスク）とを密接させた状態で、片側又は両側に電磁石装置、または、永久磁石装置等の磁界印加手段により、転写用磁界を印加することにより、マスターディスクに記録された情報（例えば、トラッキング用サーボ信号等の情報）の転写を行い、プリフォーマット記録をおこなうものである。

また、磁気記録媒体を高密度化する手法としては、垂直磁気記録方式がある。垂直磁気記録は、従来の磁性層に面内磁化膜を用いた場合と比べ、記録密度は向上するものの記録再生の方式が異なる。よって、上記のように、磁気転写方式による一括転写によりプリフォーマット記録を行う場合、面内磁化膜を用いた場合と異なる方式がとられている。

特許文献１では、垂直磁化膜からなる磁気記録層を有する転写用磁気ディスクについて、プリフォーマット情報を垂直磁気記録する際に、転写用磁気ディスク及びマスターディスクに対し垂直に磁界を印加することによりプリフォーマット情報を転写し記録をおこなう発明が開示されている。

特許文献２では、垂直磁化膜からなる磁気記録層を有する転写用磁気ディスクについて、プリフォーマット情報を垂直磁気記録する際に、転写用磁気ディスク及びマスターディスクに対し平行に磁界を印加することによりプリフォーマット情報を転写し記録をおこなう発明が開示されている。
特開平１０−４０５４４号公報 特開２００１−２９７４３３号公報

ところで、上記方法によりマスターディスクから転写用磁気ディスクに情報を転写し記録をおこなう方法を検討したところ、磁界転写方法と記録された情報の再生特性との間に相関があることを発明者が見出した。

本発明は、発明者が上記磁気転写方法と転写用磁気ディスクに記録された情報の再生特性との関係を研究した結果得られたものであり、再生信号の出力を向上させる磁気転写方法、磁気転写装置、磁気記録媒体、磁気記録再生装置を提供することを目的とするものである。

請求項１に記載の発明は、円盤状の基板の表面に垂直磁気記録層を形成した垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層の形成された面と、前記垂直磁気記録媒体に情報を転写するため記録すべき情報に応じて磁性層を形成したマスター記録媒体の磁性層の形成された面とを密着させる密着工程と、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に、磁界を印加する磁界印加手段により磁界を印加しつつ、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記垂直磁気記録媒体の中心を軸に、前記磁界印加手段を相対的に回転させることにより磁気転写をおこなう磁気転写工程からなる磁気転写方法において、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記磁界印加手段を相対的に２回以上回転させることを特徴とする磁気転写方法である。

２回以上回転させることにより、垂直磁気記録媒体を再生した際、良好な再生信号を得ることができる。

請求項２に記載の発明は、円盤状の基板の表面に垂直磁気記録層を形成した垂直磁気記録媒体を同一方向に垂直磁化する初期磁化工程と、前記初期磁化工程により初期磁化された垂直磁気記録媒体の前記垂直磁気記録層の形成された面と、前記垂直磁気記録媒体に情報を転写するため記録すべき情報に応じて磁性層を形成したマスター記録媒体の磁性層の形成された面とを密着させる密着工程と、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に、磁界を印加する磁界印加手段により磁界を印加しつつ、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記垂直磁気記録媒体の中心を軸に、前記磁界印加手段を相対的に回転させることにより磁気転写をおこなう磁気転写工程からなる磁気転写方法において、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記磁界印加手段を相対的に２回以上回転させることを特徴とする磁気転写方法である。

２回以上回転させることにより、垂直磁気記録媒体を再生した際、良好な再生信号を得ることができる。

請求項３に記載の発明は、前記マスター記録媒体は、非磁性体からなる基板上に、磁性層を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気転写方法である。

これにより、磁気転写工程が効率的、かつ、高い歩留まりで行うことができる。

請求項４に記載の発明は、前記マスター記録媒体において、磁性層を形成した領域が突起状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の磁気転写方法である。

請求項５に記載の発明は、前記磁界印加手段により、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に磁界を印加する際、前記磁界印加手段は、前記マスター記録媒体側に配置され、前記マスター記録媒体側より磁界を印加することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の磁気転写方法である。

これにより、磁気転写工程が効率的、かつ、高い歩留まりで行うことができる。

請求項６に記載の発明は、前記磁界印加手段により、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、磁界を印加しつつ相対的に回転させる際の回転数が、３回であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の磁気転写方法である。

これにより、高スループットで高い歩留まりで磁気転写を行うことができる。

請求項７に記載の発明は、前記マスター記録媒体から前記垂直磁気記録媒体に転写される情報が、サーボ信号であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の磁気転写方法である。

これにより、狭いトラックであっても確実にトラッキングを行うことができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の磁気転写方法により磁気転写を行ったことを特徴とする垂直磁気記録媒体である。

請求項９に記載の発明は、円盤状の基板の表面に垂直磁気記録層を形成した垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層の形成された面と、前記垂直磁気記録媒体に情報を転写するため記録すべき情報に応じて磁性層を形成したマスター記録媒体の磁性層の形成された面とを密着させ、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に、磁界を印加する磁界印加手段により磁界を印加しつつ、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記垂直磁気記録媒体の中心を軸に、前記磁界印加手段を相対的に回転させることにより磁気転写をおこなう磁気転写装置において、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記磁界印加手段を相対的に２回以上回転させる回転手段を有することを特徴とする磁気転写装置である。

これにより、狭いトラックであっても確実にトラッキングを行うことができる垂直磁気記録媒体を作製することができる。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載した磁気転写方法により磁気転写された垂直磁気記録媒体を備えたことを特徴とする磁気記録装置である。

これにより、高密度な磁気記録装置を得ることができる。

以上のように、本発明による磁気転写方法及び磁気転写装置による磁気転写を行うことにより、転写用磁気ディスクに記録された再生信号の出力を向上させることができる。また、これにより製造された磁気記録媒体及び磁気記録再生装置では、トラッキング信号出力が充分であるため、狭トラックであっても、情報の記録再生を正確に行うことができる効果がある。

以下、本発明の第１の実施の形態にかかる磁気転写方法について添付図面に基づき説明する。

〔転写用磁気ディスク〕
図１（ａ）に示すように、最初に磁気記録媒体である転写用磁気ディスク４０の初期磁化を行う。以下、これに用いられる転写用磁気ディスク４０について説明する。

転写用磁気ディスク４０は円盤状の基板の表面の片面或いは、両面に垂直磁化膜からなる磁性層が形成されたものであり、高密度ハードディスク等が挙げられる。

円盤状の基板は、ガラスやＡｌ（アルミニウム）等の材料から構成されており、この基板上に非磁性層を形成した後、磁性層を形成する。

非磁性層は、後に形成する磁性層の垂直磁気異方性を大きくする等の理由により設けられる。非磁性層に用いられる材料は、Ｔｉ（チタン）、Ｃｒ（クロム）、ＣｒＴｉ、ＣｏＣｒ、ＣｒＴａ、ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｐｄ（パラジウム）等が好ましい。非磁性層は、スパッタリング法により上記材料を成膜することにより形成する。非磁性層の厚さは、１０ｎｍ〜１５０ｎｍであることが好ましく、２０ｎｍ〜８０ｎｍであることが更に好ましい。

磁性層は、垂直磁化膜により形成されており、磁性層に情報が記録される。磁性層に用いられる材料は、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｏ合金（ＣｏＰｔＣｒ、ＣｏＣｒ、ＣｏＰｔＣｒＴａ、ＣｏＰｔＣｒＮｂＴａ、ＣｏＣｒＢ、ＣｏＮｉ、ＣｏＳｍ等）、Ｆｅ、Ｆｅ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＰｔ、ＦｅＣｏＮｉ等）等が好ましい。上記材料に酸素、ＳｉＯ_２等を加えることにより磁性層成膜時に基板を加熱することがなくても良好な磁気特性を得ることができるため好ましい。これらの材料は、磁束密度が大きく、垂直磁気異方性を有しているため、磁気記録媒体の記録密度を高めることができ、転写特性にも優れている。磁性層は、スパッタリング法により上記材料を成膜することにより形成する。磁性層の厚さは、１０ｎｍ〜５００ｎｍであることが好ましく、２０ｎｍ〜２００ｎｍであることが更に好ましい。

尚、必要に応じて、基板と非磁性層との間に、軟磁性層を設ける場合がある。磁性層の垂直磁化状態を安定させ、記録再生時の感度を向上させるためである。軟磁性層の厚さは、５０ｎｍ〜２０００ｎｍであることが好ましく、８０ｎｍ〜４００ｎｍであることが更に好ましい。

具体的に、本実施の形態では、転写用磁気ディスクの基板として、外形９５ｍｍ（３．５インチ）の円盤状のガラス基板を用いた。スパッタリング装置のチャンバー内にガラス基板を設置し、１．３３×１０^−５Ｐａ（１．０×１０^−７Ｔｏｒｒ）まで減圧した後、チャンバー内にＡｒ（アルゴン）ガスを導入し、Ｒｕターゲットを用い、放電させることによりスパッタリング成膜をおこなう。この時の基板温度は常温である。これにより、Ｒｕからなる非磁性層を６０ｎｍ成膜する。

この後、上記と同様にＡｒガスを導入し、同じチャンバー内にあるＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２ターゲットを用い、放電させることによりスパッタリング成膜をおこなう。この時の基板温度は常温である。これにより、ＣｏＣｒＰｔ−ＳｉＯ_２からなる磁性層を２５ｎｍ成膜する。

以上のプロセスにより、ガラス基板に、非磁性層と磁性層が成膜された転写用磁気ディスクが形成される。

このように作製された転写用磁気ディスク４０は、飽和磁化Ｍｓが６×１０^５〔Ａ／ｍ〕（６００〔ｅｍｕ／ｃｃ〕）、保磁力Ｈｃが１９９ｋＡ／ｍ（２５００Ｏｅ）である。

以上、転写用磁気ディスクの一例について説明を行った。

〔転写用磁気ディスクの初期磁化〕
次に、図１（ａ）に示すように、形成した転写用磁気ディスク４０の初期磁化を行う。初期磁化Ｈｉは、転写用磁気ディスク４０のディスク面に対し、垂直方向の磁界を印加することにより行われる。この垂直方向の磁界の印加は、具体的には、永久磁石や電磁石によりディスク面に垂直な磁界を発生させ、これを転写用磁気ディスクに印加し、磁性層を同一の垂直磁化向きにすることによりおこなわれる。これにより、図４（ａ）に示すように、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂは、一方向に垂直磁化される。

このとき印加される初期磁化Ｈｉの磁界強度は、転写用磁気ディスクの面上で２０７ｋＡ／ｍ（２６００Ｏｅ）以上になるように調整して印加される。

尚、この初期磁化は、本実施の形態において説明する磁気転写の際に面内磁界を印加するエッジプリントにおいては必ずしも必要ではないが、再現性等の観点から初期磁化を行うことが適当である。また、磁気転写の際に垂直磁界を印加するビットプリントにおいては、この初期磁化は必要不可欠な工程である。

〔マスターディスク〕
次に、マスターディスクについて説明する。

マスターディスク４６は、図２に示すように、石英ガラス（ＳｉＯ_２）等各種組成のガラス、各種組成のセラミックス、合成樹脂等の非磁性体からなる基板４７上に、磁性層４８を形成したものであり、初期磁化を行った転写用磁気ディスク４０と密着させる密着工程、その後の磁気転写工程において用いる。

マスターディスク４６の形成方法は、フォトファブリケーション法や、フォトファブリケーション法により作製した原盤を用いたスタンパー法等により作製する。

以下、スタンパー法について説明する。スタンパー法では、プレス原盤を用いるが、このプレス原盤の作製工程について説明する。表面が平滑なガラスや石英ガラスからなる円形の基板上に、フォトレジスト層をスピンコート等により塗布し、プリベーク後に、この円形の基板を回転させながら、記録する信号に対応して変調したレーザ光（或いは電子ビーム）をフォトレジスト層に照射し、フォトレジスト層の略全面に所定のパターンを形成する。

例えば、サーボ信号を記録する場合では、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が露光される。その後、露光した基板を現像液に浸漬することにより、フォトレジスト層の露光された部分が除去され、これにより、ガラス基板上の所定の領域にフォトレジスト層が形成されたガラス原盤が作製される。このガラス原盤上のフォトレジスト層が形成されている面の表面に、Ｎｉメッキ（電鋳）を行い、表面にポジ状の凹凸パターンを有するＮｉ原盤を所定の厚さまで形成し、このＮｉ原盤をガラス原盤から剥離する。このＮｉ原盤をスタンパー用のプレス原盤（金型）として用いることも可能であるが、必要に応じてこのＮｉ原盤に凹凸バターン上に軟磁性層、保護膜等を被覆してスタンパー用のプレス原盤（金型）とする。このように軟磁性層、保護膜等を形成することにより、その後に作製する転写用磁気ディスクの磁気特性が向上するからである。

尚、現像後所定の領域にフォトレジスト層の形成されたガラス原盤の表面にメッキを施して、第２の原盤を作製し、第２の原盤の表面に更にＮｉメッキを施して、ネガ状の凹凸を有するＮｉ原盤を作製してもよい。更に、第２の原盤の表面にメッキを施すか、低粘度の樹脂を押し付けて硬化させることにより第３の原盤を作製し、第３の原盤の表面にＮｉメッキを施すことにより、ポジ状の凹凸を有するＮｉ原盤を作製してもよい。

Ｎｉ原盤を構成する材料としては、Ｎｉ及びＮｉ合金が主に用いられる。このＮｉ原盤を形成する方法としては、先に説明した電界メッキや無電解メッキによるメッキ法の他、スパッタリングやイオンプレーティングといった真空成膜法によっても作製することが可能である。尚、基板上に塗布されるレジストはポジ型、ネガ型のどちらでも使用可能であるが、ポジ型とネガ型では、露光パターンが反転することに注意する必要がある。

次に、このように形成したＮｉ原盤をプレス原盤として、射出成型等により樹脂基板４７を作製し、その表面に磁性層４８を形成する。樹脂基板４７の樹脂材料としては、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体などの塩化ビニル樹脂、エポキシ樹脂、アモルファスポリオレフィン及びポリエステルなどが挙げられる。これらの樹脂材料の中では、耐湿性、寸法安定性及び価格などの点から、現在のところポリカーボネートが好ましい。

射出成型により樹脂基板４７を形成した場合、成型品である樹脂基板４７にバリ等が生じる場合があるが、このようなバリ等はバーニシュ又は研磨加工により除去する。

また、射出成型以外の方法により樹脂基板４７を形成する方法として、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂などを使用する方法もある。この場合、プレス原盤に紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂をスピンコート、バーコート等の手法により塗布した後、紫外線或いは電子線を照射することにより硬化させた後、プレス原盤より剥離することにより樹脂基板４７が形成される。

次に、図３に基づきマスターディスク４６の作製方法について説明する。

図３（ａ）に以上の工程により作製された樹脂基板４７を示す。図に示すように、樹脂基板の表面には、突起状のパターンが設けられている。

本実施の形態では、突起状のパターンは、長さ８０ｍｍ、長さ２００ｍｍのパターンが形成されており、形成される突起状のパターンの高さ（深さ）は、２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲が好ましく、３０ｎｍ〜２００ｎｍがより好ましい。

この後、図３（ｂ）に示すように、形成された樹脂基板４７の突起状パターンの形成されている面にスピンコーター等によりフォトレジスト４９を塗布し、フォトレジスト４９を硬化させる。具体的には、フォトレジスト４９がネガレジストである場合には、紫外線等を照射して重合させる。一方、ポジレジストである場合には、ベーキング処理を行って重合させる。フォトレジスト４９はスピンコーター等では均一に広がるため、樹脂基板４７の表面の突起状パターンである凸部では薄く、それ以外の凹部では厚く形成される。

この後、図３（ｃ）に示すように、酸素ガスを導入したアッシングを行うことにより、フォトレジスト４９の一部を除去する。具体的には、樹脂基板４７の突起状パターンの表面が露出したところで、アッシングを停止する。アッシングでは、厚さ方向に均等にレジスト４９が除去されるため、樹脂基板４７の突起状パターンの凸部の表面が露出しても、凹部ではレジスト４９が厚く形成されているため、この領域のレジスト４９は残存している。

この後、図３（ｄ）に示すように、軟磁性体からなる磁性膜５０の成膜をおこなう。磁性膜５０を構成する材料は、保磁力Ｈｃが４８ｋＡ／ｍ（≒６００Ｏｅ）以下の軟磁性材料により構成されていることが好ましい。具体的には、Ｃｏ、Ｃｏ合金（ＣｏＮｉ、ＣｏＮｉＺｒ、ＣｏＮｂＴａＺｒ等）、Ｆｅ、Ｆｅ合金（ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉ、ＦｅＮｉＭｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＡｌ、ＦｅＴａＮ）、Ｎｉ、Ｎｉ合金（ＮｉＦｅ）等が挙げられる。特に好ましいのは、磁気特性からＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉである。又、磁性膜５０の厚さは、２０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲が好ましく、特に、３０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲が更に好ましい。磁性膜５０は、上記材料のターゲットを用いスパッタリング等により行われる。

この後、図３（ｅ）に示すように、リフトオフによりレジスト４９上に形成されている磁性膜の除去をおこなう。具体的には、磁性膜５０が成膜された基板４７を有機溶剤等に浸漬させることにより、レジスト４９の上に形成された磁性膜５０は、レジスト４９とともに除去される。

以上のプロセスにより、図２に示すような基板４７の突起状のパターンの上面に磁性層４８が放射状に形成されたサーボ信号等の情報が記録されているマスターディスク４６が出来上がる。

尚、磁性層４８の上にダイヤモンドライクカーボン等の保護膜や、更に、保護膜上に潤滑剤層を設けてもよい。後述するように、マスターディスク４６は、転写用磁気ディスク４０と密着させるため、マスターディスク４６の磁性層４８の形成されている面は密着面となる。このため密着させた際に磁性層４８が傷つき、マスターディスク４６として使用できなくなることを防止するためである。また、潤滑剤層は、転写用磁気ディスク４０との接触の際に生じる摩擦による傷の発生などを防止し、耐久性を向上させる効果がある。

具体的には、保護膜としては、厚さが２〜３０ｎｍのダイヤモンドライクカーボン膜を形成し、更にその上に潤滑剤層を形成した構成が好ましい。また、磁性層４８と、保護膜との密着性を強化するため、磁性層４８上にＳｉ等の密着強化層を形成し、その後保護膜を形成してもよい。

〔密着工程〕
次に、図１（ｂ）に示すように密着工程において、上記工程により作製したマスターディスク４６の突起状のパターンの形成されている面と、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの形成されている面とを所定の押圧力で密着させる。

転写用磁気ディスク４０には、マスターディスク４６に密着させる前に、グライドヘッド、研磨体等により、表面の微少突起又は付着塵埃を除去するクリーニング処理（バーニッシング等）が必要に応じて施される。

尚、密着工程では、図１（ｂ）に示すように、転写用磁気ディスク４０の片面にマスターディスク４６を密着させる場合と、両面に磁性層の形成された転写用磁気ディスク４０の両面にマスターディスク４６を密着させる場合とがある。後者の場合では、両面を同時転写することができる利点がある。

〔磁気転写工程〕
次に、図１（ｃ）に基づき磁気転写工程を説明する。

上記密着工程により転写用磁気ディスク４０とマスターディスク４６とを密着させたものについて、磁界印加手段３０により磁界を印加する。これにより生じた磁束は、コア３２内の矢印の向きに生じ、ギャップ３１より漏れた記録用磁界Ｈｄの磁束が、転写用磁気ディスク４０とマスターディスク４６に進入することにより磁気転写が行われる。

磁気転写装置１０は、磁界印加手段３０は、コア３２に不図示のコイルが巻きつけられた電磁石からなるものであり、このコイルに電流を流すことによりギャップ３１に磁界が発生する構造になっている。発生する磁界の向きは、コイルに流す電流の向きによって変えることができる。本実施の形態では、マスターディスク４６及び転写用磁気ディスク４０に対し、平行に磁界を印加することができるものである。

磁気転写は、転写用磁気ディスク４０及びマスターディスク４６を密着させたものを回転させつつ、磁界印加手段３０によって転写用磁界を印加するため、回転手段３６が設けられている。尚、回転手段３６は、この構成以外にも、磁界印加手段３０を回転させる機構を設け、転写用磁気ディスク４０及びマスターディスク４６に対し、相対的に回転させる手法であってもよい。

図４に、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂにおいて、情報が記録される状態を示す。図４（ａ）は、初期磁化工程により初期化された後の転写用磁気ディスク４０であり、磁性層４０ｂは一方向に初期磁化Ｐｉされている。

図４（ｂ）は、マスターディスク４６及び転写用磁気ディスク４０のディスク面に平行に、記録用磁界Ｈｄを印加した際の状態を示す。マスターディスク４６の磁性層４８の設けられた領域では、磁界印加手段３０により記録用磁界Ｈｄを印加することにより、磁性層４８より漏れ磁界が生じ、磁束Ｇが発生する。この磁束Ｇは、磁性層４８のエッジ部分では、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂに対し、ほぼ垂直である。これにより、転写用磁気ディスク４０の磁化向きは反転し、情報が記録される。即ち、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂは、あらかじめ、図４（ａ）に示すよう、下向きに初期磁化Ｐｉされている。これに記録用磁界Ｈｄを印加すると、マスターディスク４６の磁性層４８の磁界印加方向前方では、磁性層４８のエッジ部分より漏れる磁束Ｇは、ほぼ垂直に上向きに発生し、これにより転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化向きは反転し上向きとなった記録磁化Ｐｄにより情報が記録される。

尚、マスターディスク４６の磁性層４８の形成されている領域の中央部分では、磁束の殆どは磁性層４８内を貫通しているため、外部には殆ど漏れることはなく、この領域の転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化向きに影響を与えることは殆どない。よって、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化向きは、初期磁化Ｐｉの状態を保ったままである。また、マスターディスク４６の磁性層４８の磁界印加方向後方では、磁性層４８のエッジ部分より漏れる磁束Ｇは、ほぼ垂直に下向きに発生する。この方向は、初期磁化Ｐｉの磁化向きと同じ方向であるため、この領域の磁化向きは、初期磁化Ｐｉの状態を保ったままである。

さらに、マスターディスク４６の磁性層４８の形成されていない領域の中央部では、磁性層４８より漏れた磁束Ｇは、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂに対しほぼ平行であり、この領域における磁束密度は、疎の状態にあり磁界も弱いため、磁化向きに影響を与えることはなく、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂが垂直磁化膜であることから、面内磁界の影響は受けにくく、初期磁化Ｐｉの状態を保ったままである。よって、図４（ｂ）では、マスターディスク４６の磁性層４８の磁界の印加方向前方の磁性層４０ｂのエッジ部分において、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂに垂直磁気の磁化向きとして情報が転写される。

図４（ｃ）に、以上のプロセスにより転写された転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの状態を示す。図に示すように、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂには、初期磁化された磁化Ｐｉの状態を保った領域と、マスターディスク４６からの情報が転写され磁化向きが反転した磁化Ｐｄの状態の領域が形成される。

〔転写特性〕
上記の転写方法によりマスターディスク４６からの情報が転写された転写用磁気ディスク４０について、磁界印加手段３０の回転回数と、転写用磁気ディスク４０に転写された磁気情報を再生した際の再生特性との関係を図５に示す。

尚、磁気転写された再生信号強度の測定は、電磁変換特性測定装置（協同電子社製ＬＳ−９０）により行った。この際、ヘッドには、再生ヘッドギャップが０．０６μｍ、再生トラック幅が０．１４μｍであるＭＲヘッド、記録トラック幅が０．２μｍである垂直ヘッドを使用した。読み込んだ信号をスペクトロアナライザーで周波数分解し、１次信号のピーク強度を測定した。

図に示すように、磁界印加手段３０の回転回数が１回のときの転写用磁気ディスク４０の再生信号出力を基準とし、０〔ｄＢ〕としている。この図より、磁界印加手段３０の回転回数が２回以上で、ほぼ２〔ｄＢ〕程度再生出力信号が増加している。また、この再生信号出力は、２回以上であれば回転回数には依存することなく、ほぼ一定である。このことから、転写用磁気ディスク４０に転写された磁気情報について、良好な再生信号出力を得るためには、回転手段３６により磁界印加手段３０は回転回数を２回以上とする必要がある。

一方、２回以上であれば、回転回数に依存することなく転写用磁気ディスク４０に転写された磁気情報による再生信号出力は、一定であることから、むやみに回転回数を増加しても実益はなく、かえって、スループットを低下させ、コストアップにつながる。よって、経済性や量産性の観点からすると、回転回数はできるだけ少ない方が望ましい。

また、転写用磁気ディスク４０全面について、磁界印加手段３０を確実に２回転以上させるためには、磁界印加手段３０の回転開始位置と回転終了位置の位置ズレや、これらの位置における磁界印加開始時や終了時における磁界の変動等の影響を考量すると、３回転以上回転させることが好ましい。以上より、経済性や量産性、歩留まりやスループット等を含め生産性を考慮すると、製造上、磁界印加手段３０は３回転させることが最も望ましい。

なお、このように、磁界印加手段３０を１回転させた場合よりも２回転以上させた場合の方が、再生信号出力が大きくなるのは、最初の回転の際は、転写用磁気ディスク４０の磁化方向は、記録される方向とは反対の方向を向いているため、この転写用磁気ディスク４０の磁化の方向が、マスターディスク４６の磁性層４８の磁化方向に影響を及ぼし、転写用磁界Ｈｄを印加しても、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化の方向を完全には揃えることができないが、一度転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化向きがある程度揃った後は、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化の方向が、マスターディスク４６の磁性層４８の磁化の方向に与える影響が減少し、１回目の回転で完全に揃わなかった磁化の方向を完全に揃えることができるようになるからである。一旦、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化の方向が、マスターディスク４６の記録パターンに沿って完全に揃えば、その後は、何度回転させても磁化の方向に影響を与えることがないため、回転数を増加させても、再生信号出力が変化することはない。

尚、本実施の形態では、磁界印加手段３０は、電磁石の場合について説明したが、同様に磁界が発生する永久磁石を用いても良い。

また、本実施の形態では、磁気転写工程において、面内磁界を印加することにより磁気転写を行うエッジプリントの場合について説明したが、磁気転写の際に垂直磁界を印加することにより磁気転写を行うビットプリントの場合も同様である。この場合、転写用磁気ディスク４０の磁化方向は、初期化により記録される方向とは反対方向を向いており、これにより生じた磁界は転写の際に印加する垂直磁界の記録用磁界の方向とは逆であるため、記録用磁界を印加しても転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化の方向を完全には揃えることができないが、一度転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化向きがある程度揃った後は、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂの磁化の方向が、マスターディスク４６の磁性層４８の磁化の方向に与える影響が減少し、１回目の回転で完全に揃わなかった磁化の方向を完全に揃えることができるようになるからである。

〔第２の実施の形態〕
第２の実施の形態は、マスターディスク４６をフォトファブリケーション法等の方法により形成する形成方法である。本発明においては、マスターディスク４６は、非磁性体からなる基板４７に磁気転写される情報に対応して磁性層４８を形成したものである。

本実施の形態について図６に基づき説明する。

図６（ａ）に示すように、ガラス等の非磁性体からなる基板４７上に磁性膜５０を形成する。磁性膜５０の形成方法は、スパッタリング等により行われる。磁性膜５０は、軟磁性体からなるものであり、第１の実施の形態において示した材料と同様である。

次に、図６（ｂ）に示すように、基板４７上の磁性膜５０の形成された面にフォトレジスト４９を塗布する。フォトレジスト４９の塗布には、スピンコーター等が用いられる。

この後、プリベークを行った後、マスターディスク４６において、後の工程で磁性層が形成される領域のみフォトレジスト４９が残るよう、露光装置により露光し現像する。この状態を図６（ｃ）に示す。

この後、フォトレジスト４９の形成された面に対し、ＲＩＥやイオンエッチング等より磁性膜５０のエッチングを行う。ＲＩＥやイオンエッチング等のドライエッチングは、ウエットなエッチングに比べ、本実施の形態のような微細な加工に適している。

このエッチングは、図６（ｄ）に示すように、基板４７の表面が露出するまで行われる。

この後、図６（ｅ）に示すように、有機溶剤等に浸漬させ、フォトレジスト４９を除去することにより、基板４７上に転写される情報に対応した磁性層４８が設けられたマスターディスク４６が完成する。

尚、図６（ｄ）のドライエッチング工程において、基板４７の表面が露出した後、さらにエッチングを行うことにより、図７（ａ）のように基板４７までエッチングされたものとなり、有機溶剤等によりフォトレジスト４９を除去することにより、図７（ｂ）に示すように、基板４７の突起状のパターンの上面に磁性層４８が形成されたマスターディスク４６が完成する。これによりできるマスターディスク４６は、第１の実施の形態で示した図３（ｅ）と同等の形状を有するものであり、上記方法でも形成することができる。

次に、マスターディスク４６の別の形成方法を図８に基づき示す。

図８（ａ）に示すように凹凸状のパターンの設けられた基板４７に、磁性膜５０を全面に形成する。磁性膜５０の成膜後の状態を図８（ｂ）に示す。磁性層４８の具体的な形成方法は、スパッタリング等により行われる。

この後、ＣＭＰ（化学機械研磨）等により、基板４７表面の凸部が露出するまで行う。これにより、図８（ｃ）に示すように、磁性層４８が基板４７に埋め込まれたマスターディスク４６が完成する。

以上の工程により作製したマスターディスク４６について、記録用磁界Ｈｄを印加したときの様子を図９に示す。図９（ａ）に、図６により作製したマスターディスク４６を用いた場合、図９（ｂ）に、図８により作製したマスターディスク４６を用いた場合である。

双方の場合とも、基板４７は非磁性体で形成されているため、記録用磁界Ｈｄを印加すると磁性層４８から漏れ磁界が発生し、これによる磁束Ｇにより、転写用磁気ディスク４０の磁性層４０ｂに磁気転写が行われる。

マスターディスク４６より情報が磁気転写された転写用磁気ディスク４０は、ハードディスク等の磁気記録装置に組み込まれて使用する。具体的には、現在市販されているハードディスクドライブに組み込んで使用する。これにより、記録密度の高い磁気記録装置を得ることができる。

以上、本発明の磁気転写方法、磁気転写装置、磁気記録媒体、磁気記録再生装置
について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行うことは可能である。

本発明の第１の実施の形態における磁気転写方法の工程の概要図 本発明に係るマスターディスクの平面図 本発明の第１の実施の形態におけるマスターディスクの形成方法の工程図 本発明の第１の実施の形態における磁気転写方法の工程の説明図 磁界印加手段の回転回数と転写された転写された情報の再生特性 本発明の第２の実施の形態におけるマスターディスクの形成方法の工程図 本発明の第２の実施の形態における別のマスターディスクの形成方法の工程図 本発明の第２の実施の形態における別のマスターディスクの形成方法の工程図 本発明の第２の実施の形態により形成したマスターディスクを用いた磁気転写の説明図

符号の説明

１０…磁気転写装置、３０…磁界印加手段、３１…ギャップ、３２…コア、３４…電磁石、３６…回転手段、４０…転写用磁気ディスク（スレーブディスク）、４０ｂ…磁性層、４６…マスターディスク、４７…基板、４８…磁性層、Ｇ…磁束、Ｈｄ…記録用磁界、Ｐｉ…初期磁化、Ｐｄ…記録磁化、Ｄ…遷移領域

Claims (10)

1. 円盤状の基板の表面に垂直磁気記録層を形成した垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層の形成された面と、前記垂直磁気記録媒体に情報を転写するため記録すべき情報に応じて磁性層を形成したマスター記録媒体の磁性層の形成された面とを密着させる密着工程と、
   前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に、磁界を印加する磁界印加手段により磁界を印加しつつ、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記垂直磁気記録媒体の中心を軸に、前記磁界印加手段を相対的に回転させることにより磁気転写をおこなう磁気転写工程からなる磁気転写方法において、
   前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記磁界印加手段を相対的に２回以上回転させることを特徴とする磁気転写方法。
2. 円盤状の基板の表面に垂直磁気記録層を形成した垂直磁気記録媒体を同一方向に垂直磁化する初期磁化工程と、
   前記初期磁化工程により初期磁化された垂直磁気記録媒体の前記垂直磁気記録層の形成された面と、前記垂直磁気記録媒体に情報を転写するため記録すべき情報に応じて磁性層を形成したマスター記録媒体の磁性層の形成された面とを密着させる密着工程と、
   前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に、磁界を印加する磁界印加手段により磁界を印加しつつ、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記垂直磁気記録媒体の中心を軸に、前記磁界印加手段を相対的に回転させることにより磁気転写をおこなう磁気転写工程からなる磁気転写方法において、
   前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記磁界印加手段を相対的に２回以上回転させることを特徴とする磁気転写方法。
3. 前記マスター記録媒体は、非磁性体からなる基板上に、磁性層を形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の磁気転写方法。
4. 前記マスター記録媒体において、磁性層を形成した領域が突起状であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の磁気転写方法。
5. 前記磁界印加手段により、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に磁界を印加する際、前記磁界印加手段は、前記マスター記録媒体側に配置され、前記マスター記録媒体側より磁界を印加することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の磁気転写方法。
6. 前記磁界印加手段により、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、磁界を印加しつつ相対的に回転させる際の回転数が、３回であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の磁気転写方法。
7. 前記マスター記録媒体から前記垂直磁気記録媒体に転写される情報が、サーボ信号であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の磁気転写方法。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の磁気転写方法により磁気転写を行ったことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
9. 円盤状の基板の表面に垂直磁気記録層を形成した垂直磁気記録媒体の垂直磁気記録層の形成された面と、前記垂直磁気記録媒体に情報を転写するため記録すべき情報に応じて磁性層を形成したマスター記録媒体の磁性層の形成された面とを密着させ、
   前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に、磁界を印加する磁界印加手段により磁界を印加しつつ、前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記垂直磁気記録媒体の中心を軸に、前記磁界印加手段を相対的に回転させることにより磁気転写をおこなう磁気転写装置において、
   前記密着させた垂直磁気記録媒体とマスター記録媒体に対し、前記磁界印加手段を相対的に２回以上回転させる回転手段を有することを特徴とする磁気転写装置。
10. 請求項１から７のいずれかに記載した磁気転写方法により磁気転写された垂直磁気記録媒体を備えたことを特徴とする磁気記録再生装置。

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