JP2008010028A - 垂直磁気記録媒体の磁気転写方法、垂直磁気記録媒体及び磁気記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直磁気記録媒体に対して良好な磁気転写を行うことができる磁気転写方法、この磁気転写方法による垂直磁気記録媒体、及び垂直磁気記録媒体を組み込んだ磁気記録装置を提供する。
【解決手段】垂直磁気記録媒体であるスレーブディスク４０に転写すべき情報に応じた磁性層の配列からなるパターンが表面に形成された円盤状の基板であるマスターディスク４６を、スレーブディスクに密着させながら基板面に平行方向の転写磁界を印加して、マスターディスクの磁気パターンをスレーブディスクに転写させる磁気転写工程と、この磁気転写工程によりスレーブディスクに転写された情報に隣接する箇所に磁気ヘッドによりサーボ補正信号情報を書き込むサーボ補正情報書き込み工程とを備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、垂直磁気記録媒体の磁気転写方法、垂直磁気記録媒体及び磁気記録装置に関するものであり、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パターンを垂直磁気転写するのに好適な垂直磁気記録媒体の磁気転写方法、垂直磁気記録媒体及び磁気記録装置に関する。

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、サーボ信号として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、これらのフォーマット情報やアドレス情報が書き込まれているマスター記録媒体（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。

この磁気転写技術は、マスターディスクと被転写記録媒体（スレーブディスク）とを密着させた状態で、片側又は両側に電磁石装置、永久磁石装置等からなる磁界生成手段により転写用磁界を印加し、マスターディスクの有する情報（たとえばサーボ信号）に対応する磁化パターンの転写を行うものである。

このような磁気転写については、従来より各種の構成や方法が提案されている（たとえば、特許文献１、２等。）。特許文献１では、一対のホルダユニットによりマスターディスクを保持し、ロボットハンドにより一対のマスターディスクの間にスレーブディスクを供給した後、スレーブディスクの両面にマスターディスクを圧接させ挟持させながら転写用磁界を印加する装置に関する発明が開示されている。

特許文献２では、基板の表面に情報信号に対応する凹凸形状が形成され、少なくとも凸部表面が強磁性材料により構成されるマスターディスクをスレーブディスクに圧接させながら転写用磁界を印加する方法に関する発明が開示されている。

ところで、磁気記録媒体としては、その磁性層の面内に磁化容易軸を有する面内磁気記録媒体、及び、磁性層の面に垂直な方向に磁化容易軸を有する垂直磁気記録媒体に分類されるが、従来は、垂直磁化膜の形成は困難であったことから、面内磁気記録媒体が主に用いられていた。

その一方で、記録密度の大幅な向上（記憶容量の増大）が期待できる、垂直磁気記録媒体や垂直磁気記録方法の開発が進んでおり、将来的に市場への大規模な導入が望まれている。

したがって、上記の磁気転写も垂直磁気記録に対応した構成のものが求められている。すなわち、上述した磁気転写技術の開発は、専ら面内磁気記録媒体への磁気転写を主眼において進められており、垂直磁気記録に適用可能な磁気転写技術の開発が求められている。このような事情を背景に、垂直磁気転写に関する提案もなされている。

この垂直磁気記録の磁気転写方式としては、以下の２種類の方式が知られている。

一方の方式は、マスターディスク及び被転写ディスク（スレーブディスク）に垂直方向の転写磁界を印加して磁気転写を行う方式のもので、いわゆるｂｉｔ ｐｒｉｎｔｉｎｇ（ビットプリンティング）と称されている。図８及び図９は、この方式を説明する図である。図８は、磁気転写装置の転写磁界印加の様子を示す断面図であり、図９は、磁気転写の基本工程を説明するための断面図である。

磁気転写装置において、磁気転写時には、図９（Ａ）に示される初期直流磁化を行った後スレーブディスク４０のスレーブ面（磁気記録面）を、マスターディスク４６の情報担持面に接触させ、所定の押圧力で密着させることができる。そして、図９（Ｂ）に示すように、このスレーブディスク４０とマスターディスク４６との密着状態で、磁界生成手段７０により転写用磁界を印加する。これにより図９（Ｃ）に示すように、サーボ信号等の磁化パターンを転写記録することができる。

マスターディスク４６は、図４により後述するように、表面に凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…が形成され、凹凸パターンの凸部４７Ａ上に磁性層４８が形成されている。

転写用磁界を印加する磁界生成手段７０は、密着手段に保持されたスレーブディスク４０及びマスターディスク４６の厚さ方向におけるギャップ７１を有するコア７２にコイル７３が巻き付けられた電磁石装置が設置されており、スレーブディスク４０及びマスターディスク４６に垂直な磁力線Ｇを有する転写用磁界を印加できる構成となっている。

磁界印加時には、スレーブディスク４０及びマスターディスク４６を一体として回転させながら磁界生成手段７０により転写用磁界を印加し、マスターディスク４６に記録されている転写情報をスレーブディスク４０の磁気記録面に磁気転写することができるように不図示の回転手段が設けられている。

もう一方の方式は、磁界を一方向に印加してスレーブディスク４０を初期直流磁化した後、マスターディスク及び被転写ディスク（スレーブディスク）に水平方向の転写磁界を印加して磁気転写を行う方式のもので、いわゆるｅｄｇｅ ｐｒｉｎｔｉｎｇ（エッジプリンティング）と称されている。図１及び図２は、この方式を説明する図であり、図１は、磁気転写の工程を示す斜視図であり、図２は、磁気転写の基本工程を説明するための断面図である。

図１（ｃ）に示すように、転写用磁界を印加する磁界生成手段３０は、密着手段に保持されたスレーブディスク４０及びマスターディスク４６の半径方向に延びるギャップ３１を有する磁気コア３２に不図示のコイルが巻き付けられた電磁石装置が設置され、トラック方向に水平な磁力線Ｇを発生させ転写用磁界を印加できる構成のものである。勿論電磁石に代えて永久磁石を用いることが可能であることは言うまでもない。

磁界印加時には、スレーブディスク４０及びマスターディスク４６を一体として回転させながら、磁気転写ヘッド３０に対して矢印方向に相対移動させつつ、磁気転写ヘッド３０により転写用磁界を印加し、マスターディスク４６に記録されている転写情報をスレーブディスク４０の磁気記録面に磁気転写することができる回転手段３６が設けられている。

図２は、既述したように磁気転写の工程を説明するための断面図である。図２（Ａ）に示すようにスレーブディスク４０を一方向に垂直に初期磁化した後のスレーブディスク４０の磁気記録層４０Ｂの磁化状態を示し、図２（Ｂ）は、マスターディスク４６とスレーブディスク４０の磁気記録層４０Ｂとを密着させて磁界を印加する工程を示し、図２（Ｃ）は磁気転写後のスレーブディスク４０の磁気記録層４０Ｂの磁化状態を示し、図２（Ｄ）は、このスレーブディスク４０を再生したときの再生信号を示す。

磁気転写は、図１（ａ）に示すように垂直に磁界を印加することにより、図２（Ａ）に示すようにスレーブディスク４０の磁気記録層４０Ｂを一方向に垂直磁化させた後、図１（ｂ）に示されるように、スレーブディスク４０の磁気記録層４０Ｂ側の面とマスターディスク４６の表面の磁性層４８側の面とを密着させ、その後、図１（ｃ）に示すように、スレーブディスク４０のトラック面に水平な方向に、転写用磁界を印加することにより生じる漏れ磁束Ｇにより磁気転写を行う。

具体的には、図２（Ｂ）に示されるように、転写用磁界Ｈｄの印加によってマスターディスク４６の表面には、磁性層４８の形状パターンに対応した漏れ磁束Ｇが発生する。この漏れ磁束Ｇは、本質的に磁性層４８の膜面と平行な方向成分を多く含有するものであるが、磁性層４８の形状パターンの両端近傍においては、比較的大きな垂直方向成分を有している。したがって、漏れ磁束Ｇの垂直方向成分磁界によってスレーブディスク４０の磁気記録層４０Ｂには、磁性層４８の形状パターンに対応した記録磁化パターンＰが図２（Ｃ）に示されるように記録される。

なお、図２（Ｃ）において、垂直磁化膜における磁気的に孤立した磁化単位は、静電エネルギーが最小になるような方向に、上または下方向に向いているが、磁化遷移領域Ｑは、マクロ的に見た場合、各々の磁化が打ち消しあい、ほぼ中性になっているものと考えられる。従って、図２（Ｃ）に示すスレーブディスク４０を再生した場合、図２（Ｄ）に示すように、記録磁化パターンＰの領域の再生信号は上下方向のピークとなり、磁化遷移領域Ｑにおける再生信号は０となる。このようにスレーブディスク４０に記録される記録磁化は、スレーブディスク４０が本来有する残留磁化の値に相応して大きく、この記録磁化パターンから再生される再生波形も、従来の磁気ヘッド記録による記録磁化パターンから再生される再生信号振幅と同等程度に大きな振幅となる。

また、本構成における垂直方向の磁界分布に関しては、磁性層４８のパターンの両端部近傍において互いに逆極性の大きな磁界振幅を得ることができる。従って本方式では、初期磁化工程が必須のものではない。
特開２００４−８７０９９号公報 特開平１０−４０５４４号公報

しかしながら、通常、サーボ信号は歪があることが多く、磁気ヘッドでサーボ補正信号をサーボ信号の後に記録することが知られている。しかしｅｄｇｅ ｐｒｉｎｔｉｎｇでサーボ信号を記録し、補正信号を磁気ヘッドで記録すると両者の波形が異なるため、システム上両者の信号を正しく判別することができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、垂直磁気記録媒体に対して良好な磁気転写を行うことができる磁気転写方法、磁気ヘッドにより再生されるサーボ信号と補正信号とを正確に判別することができる垂直磁気記録媒体及び垂直磁気記録媒体を組み込んだ磁気記録装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、垂直磁気記録媒体に転写すべき情報に応じた磁性層の配列からなるパターンが表面に形成された円盤状の基板である垂直磁気転写用マスター記録媒体を、前記垂直磁気記録媒体に密着させながら基板面に平行方向の転写磁界を印加して、前記垂直磁気転写用マスター記録媒体の磁気パターンを前記垂直磁気記録媒体に転写させる磁気転写工程と、該磁気転写工程により前記垂直磁気記録媒体に転写された情報に隣接する箇所に磁気ヘッドによりサーボ補正信号情報を書き込むサーボ補正情報書き込み工程と、を備えることを特徴とする垂直磁気記録媒体の製造方法である。

本発明によれば、スレーブディスクに転写及び書き込みすべき情報として、通常のサーボ信号情報とサーボ補正信号情報とを含んでいるので、サーボ信号に歪があったとしても、このサーボ補正信号情報により正確にトラッキングを行うことができ、垂直磁気記録媒体において高速かつ正確に情報の記録再生を行うことができる。

なお、サーボ補正信号情報とは、サーボ信号が理想的なトラックに記録されていない場合に、このサーボ信号が記録されているトラック位置を示すサーボ補正信号である。例えば、米国特許ＵＳ６６０８７３１Ｂ２に記載されたＺＡＰ Ｃｏｒｅｃｔｉｏｎ（ＺｅｒｏＡｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎＰａｔｈ）を意味する。

請求項２に記載の発明は、前記サーボ補正信号情報の書き込まれる領域は、データ信号領域であることを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法である。

請求項３に記載の発明は、前記サーボ補正信号情報の書き込まれる領域は、サーボ信号領域であって、前記サーボ信号情報と前記サーボ補正信号情報との間に３ビット以上の空白ビットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の垂直磁気記録媒体の製造方法である。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体の製造方法により製造したことを特徴とする垂直磁気記録媒体である。

サーボ信号領域に前記補正データを記録する方法では、サーボ信号情報とサーボ補正信号情報との間に３ビット以上の空白ビットを設けるものである。サーボ信号とサーボ補正信号を区別するために、サーボ信号情報とサーボ補正信号情報との間に所定ビット以上の空白ビットを設けることにより、両者の判別が容易となる。尚、３ビット以上の空白ビットを設けるのは、サーボ信号領域に記録されているサーボ信号とサーボ補正信号とを区別するためであり、２ビット以下では、サーボ信号と混同が生じてしまい分離することができなくなるからである。

また、データ領域にサーボ補正信号を記録する場合は、サーボ信号情報とサーボ補正信号情報との間に所定ビット以上の空白ビットを設ける必要はない。データ領域に記録されているため区別をする必要がないからである。

本発明においては、初期磁化は必ずしも必要はないが、再現性を上げるためには、磁気転写前の垂直磁気記録媒体の磁性層を基板面に対し面内又は垂直の１方向に初期磁化することが好ましい。

請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の垂直磁気記録媒体の製造方法により製造し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である。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載された磁気記録装置において、前記垂直磁気記録媒体に記録されている情報を再生する際、前記サーボ信号情報は、微分回路を介することなく信号処理を行い、前記サーボ補正信号情報は、微分回路を介した後、信号処理を行うことを特徴とする磁気記録再生装置である。

サーボ信号情報は微分波形であるため部分回路をとおすことなく信号処理を行うことができるが、サーボ補正信号情報は磁気ヘッドで記録されているため積分波形であり、微分回路をとおした後信号処理をおこなうものである。

これにより、サーボ信号とサーボ補正信号とは区別されるため、良好な垂直磁気記録と再生を行うことが可能となる。

以上より、本発明によればサーボ信号に歪があったとしても、サーボ補正信号情報により正確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高速かつ正確に製造することができる。

以下、添付図面に従って、本発明に係る磁気転写方法、該磁気転写方法による垂直磁気記録媒体、及び磁気記録装置の好ましい実施の形態について詳説する。

図３は、本発明に使用されるマスターディスクの平面図である。図４は、マスターディスク４６の表面の微細な凹凸パターンを示す部分拡大斜視図である。なお、図４は模式図であり各部の寸法は実際とは異なる比率で示している。

図３に示されるように、マスターディスク４６は円盤状に形成されており、マスターディスク４６の径方向中周部分（マスターディスク４６の内周部分４６ｄと外周部分４６ｅを除いた部分）には、円周方向に、サーボ領域４６ｂと非サーボ領域４６ｃ（非ハッチング部分）とが交互に形成されている。

サーボ領域４６ｂは、磁気パターン（サーボ情報パターン）が形成されている領域であり、非サーボ領域４６ｃは、磁気パターン（サーボ情報パターン）が形成されていない領域である。

このマスターディスク４６は、中心孔を有する円環状（ドーナツ状）であるが、中心孔を有しない円盤状のものであってもよい。

図４は、サーボ領域４６ｂの部分拡大図であり、基板４７の片面に磁性層４８による微細な凹凸パターンが形成された転写情報担持面が形成されており、基板４７の反対側の面が不図示の密着手段に保持されるようになっている。この微細な凹凸パターンの形成は、後述するフォトファブリケーション法等によりなされる。このマスターディスク４６の片面（転写情報担持面）は、スレーブディスク４０と密着される面である。

微細な凹凸パターンは、平面視で長方形であり、厚さｔの磁性層４８が形成された状態で、トラック方向（図中の太矢印方向）の長さｂと、半径方向の長さｌからなるものである。この長さｂとｌの最適値は、記録密度や記録信号波形等により異なるが、本実施の形態では、長さｂを８０ｎｍ、長さｌを１００ｎｍにより形成されている。

この微細な凹凸パターン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、たとえば、クロストラック方向（半径方向）の長さｌは、好ましくは３０〜３００ｎｍ、ダウントラック方向（円周方向）の長さｂは２０〜２００ｎｍであることが好ましい。この範囲で半径方向の方が長いパターンを選ぶことが、サーボ信号のパターンとしては好ましい。

基板４７表面の微細な凹凸パターンの凹部の深さは、２０〜３００ｎｍの範囲が好ましく、３０〜２００ｎｍの範囲がより好ましい。

マスターディスク４６において、基板４７がＮｉ等を主体とした強磁性体の場合には、この基板４７のみで磁気転写が可能であり、磁性層４８は被覆しなくてもよいが、転写特性のよい磁性層４８を設けることにより、より良好な磁気転写が行える。基板４７が非磁性体の場合には、磁性層４８を設けることが必要である。マスターディスク４６の磁性層４８は、保磁力Ｈｃが４８ｋＡ／ｍ（≒６００Ｏｅ）以下の軟磁性層であることが好ましい。

マスターディスク４６の基板４７としては、ニッケル、シリコン、石英ガラス等各種組成のガラス、アルミニウム、合金、各種組成のセラミックス、合成樹脂等が使用できる。ただし、合成樹脂の場合には、フォトファブリケーション法の際のリフトオフ工程でのレジスト剥離液で変質しない材質にするか、レジスト剥離液で変質しないような構成（たとえば、保護コート）にする必要がある。

この基板４７表面の凹凸パターンの形成は、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等で形成した原盤によるスタンパー法等によって行える。

スタンパー法における原盤の形成は、たとえば、表面が平滑なガラス板（又は石英ガラス板）の上にスピンコート法等によりフォトレジストの層を形成し、プレベーク後に、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（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト層の略全面に所定のパターン、たと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する。

その後、フォトレジストの層を現像処理し、露光部分が除去されたフォトレジストの層により形成された凹凸パターンを有するガラス原盤を得る。次いで、ガラス原盤の表面の凹凸パターンの形成された面に、Ｎｉメッキ（電鋳）を施し所定厚さまで形成することにより、表面にポジ状の凹凸パターンを有するＮｉ基板を作成する。そして、このＮｉ基板をガラス原盤から剥離する。

このＮｉ基板をそのままプレス原盤とするか、凹凸パターン上に必要に応じて軟磁性層、保護膜等を被覆してプレス原盤とする。

また、ガラス原盤にメッキを施して、電鋳により第２の原盤を作製し、この第２の原盤に更にメッキを施して、電鋳によりネガ状凹凸パターンを有する反転原盤を作製してもよい。更に、第２の原盤にメッキを施して電鋳を行うか、低粘度の樹脂を押し付けて硬化させた第３の原盤を作製し、第３の原盤にメッキを施して電鋳を行い、ポジ状凹凸パターンを有する基板を作製してもよい。

次に、フォトファブリケーション法における原盤の形成方法について説明する。この形成方法は、平板状の基板の平滑な表面にスピンコート法等によりフォトレジストの層を形成し、プレベーク後に、この基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（又は電子ビーム）を照射し、フォトレジスト層の略全面に所定のパターン、たと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する。

その後、フォトレジスト層を現像処理し、露光部分が除去されたフォトレジスト層により形成された凹凸形状を有する基板を得る。現像処理後の基板をポストベークし、フォトレジスト層の基板への付着力を増大させる。

次いで、エッチング工程により、基板のエッチングを行い、凹凸パターンに相当する深さの穴を形成する。次いで、フォトレジストを除去し、表面を研磨して、バリがある場合には、これを取り除くとともに、表面を平滑化する。これにより、凹凸パターンを有する原盤を得る。

次いで、原盤の表面の凹凸パターンの形成された面に、Ｎｉメッキ（電鋳）を施し所定厚さまで形成することにより、表面にネガ状の凹凸パターンを有するＮｉ基板を作製する。そして、このＮｉ基板を原盤から剥離する。

Ｎｉ基板や電鋳による原盤の材料としては、金属ではＮｉ又はＮｉ合金を使用することができる。このＮｉ基板を作製する方法としては、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等の各種の成膜法等が適用できる。

次に、磁性層４８の形成方法について説明する。図５は、磁性層４８の形成フローを説明する基板４７の断面図である。図５（Ａ）は、未処理の基板４７であり、既述の工程により基板４７の表面に多数の微細な凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…と、この凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ同士の間に形成される凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…とが交互に形成される。

先ず、図５（Ｂ）に示されるように、基板４７の表面にレジスト剤Ｒを塗布し、レジスト剤Ｒで凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…の表面を覆うとともに、レジスト剤Ｒを凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…に充填する。レジスト剤Ｒとしては、フォトレジストが一般的であるが、後述するリフトオフが可能なものであれば、フォトレジストに限定される訳ではなく、他の各種材料が使用できる。

レジスト剤Ｒの塗布方法としては、スピンコート、ダイコート、ロールコート、ディップコート、スクリーン印刷等の各種塗布方法等が挙げられる。なお、凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…のサイズが微小な場合には、所定粘度以上のレジスト剤Ｒでは、凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…に充填するのが困難な場合があるが、この場合は、希釈することによりレジスト剤Ｒの粘度を低下させる。

また、減圧雰囲気（たとえば、デシケータの中に基板４７を入れ、真空ポンプ等によりデシケータ内部を排気し）で基板４７の表面にレジスト剤Ｒを塗布し、その後に大気圧に解放する方法も、微小なサイズの凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…にレジスト剤Ｒを充填するのに有効である。

また、デシケータの中に基板４７を入れ、大気圧状態で基板４７の表面にレジスト剤Ｒを塗布し、その後に真空ポンプ等によりデシケータ内部を排気する方法も、微小なサイズの凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…にレジスト剤Ｒを充填するのに有効である。この場合、排気により、凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…のレジスト剤Ｒ内部に生じた気泡は、レジスト剤Ｒの表面に移動した後消失する。

次いで、図５（Ｂ）の状態で、レジスト剤Ｒを硬化させる。レジスト剤Ｒがネガタイプのフォトレジスト（たとえば、環化ゴムタイプ）の場合には、紫外線等を照射して架橋重合させればよい。レジスト剤Ｒがポジタイプのフォトレジストの場合には、ベーク処理（ポストベーク）を行って架橋重合させればよい。

次いで、図５（Ｃ）に示されるように、アッシングにより、凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…の表面を覆ったレジスト剤Ｒを完全に除去する。これに伴い凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…に形成されているレジスト剤Ｒの一部も除去される。

具体的には、凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…の表面を覆うレジスト剤Ｒの厚さと、凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…に充填されたレジスト剤Ｒの厚さは異なるので、凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…の表面を覆ったレジスト剤Ｒを完全に除去した時点において、凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…に充填されたレジスト剤Ｒは残存しており、凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…の底面を覆っている。

次いで、図５（Ｄ）に示されるように、基板４７の表面に磁性膜を形成し、レジスト剤Ｒが完全に除去された凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…の表面、及び凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…内に残存しているレジスト剤Ｒの表面に磁性層４８を形成する。

磁性層４８（軟磁性層）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方法やメッキ法などにより形成する。磁性層４８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る。特に、ＦｅＣｏ、ＦｅＣｏＮｉを好ましく用いることができる。

磁性層４８の厚さｔは、３０ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲が更に好ましい。また、磁性層４８の厚さｔと凹凸パターンの凸部の幅（この場合は、図４のトラック方向の長さｂ）との比ｔ／ｂを１以上とすることが好ましい。これにより、磁性層４８の磁化方向をディスク面に対して安定的に垂直に維持できるからである。

なお、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を設けることも好ましく、保護膜の上に更に潤滑剤層を設けてもよい。この場合、保護膜の厚さは５〜３０ｎｍのダイヤモンドライクカーボン膜を設け、その上に潤滑剤層とする構成が好ましい。また、潤滑剤は、スレーブディスク４０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。更に、磁性層４８と保護膜との間にＳｉ等の密着強化層を設けてもよい。次いで、凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…内のレジスト剤Ｒを除去する。これにより、レジスト剤Ｒ表面の磁性層４８も同時に除去され、その結果、図５（Ｅ）に示されるように、凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…の表面にのみ磁性層４８が形成された垂直磁気転写用のマスターディスク４６が得られる。すなわち、凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…の磁性層４８を選択的に除去するリフトオフ工程がなされる。

凹陥部４７Ｂ、４７Ｂ…内のレジスト剤Ｒを除去する方法としては、レジスト剤Ｒがフォトレジストである場合には、専用の剥離液を使用する。剥離液は、磁性層４８のピンホール等より浸透して、レジスト剤Ｒに作用し除去される。また、剥離液の作用を促進させるべく、超音波振動を印加や、剥離液を加熱してもよい。

次に、マスターディスク４６の磁性層パターンを被転写用ディスクであるスレーブディスク４０に転写する磁気転写方法について説明する。既述の図１は、本発明におけるマスターディスク４６を使用して磁気転写を実施するための磁気転写装置１０の要部正面図であり、図２は、磁気転写の基本工程を説明するための断面図である。

次に、スレーブディスク４０について説明する。スレーブディスク４０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の磁気記録媒体であり、マスターディスク４６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又は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。また、スレーブディスク４０には予め初期磁化が施される。この詳細は後述する。

スレーブディスク４０としては、ハードディスク、高密度フレキシブルディスク等の円盤状の磁気記録媒体が使用できる。スレーブディスク４０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が採用できる。

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）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（垂直磁気記録の場合は垂直方向）の磁気異方性を有していることより、明瞭な転写が行えるため好ましい。例えば、ＣｏＰｔＣｒ−Ｏ、ＣｏＰｔＣｒ−ＳｉＯ_２等のように酸素やＳｉＯ_２等の酸化物を含ませることが更に好ましい。

そして磁気記録層の下層（支持体側）には、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。この下地層は、磁気記録層の結晶構造と格子定数との整合をとるため、Ｒｕ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＣｒＴｉ、ＣｏＣｒ、ＣｒＴａ、ＣｒＭｏ、ＮｉＡｌ、Ｒｕ、Ｐｄ等を用いることが好ましい。

更に、磁気記録層の垂直磁化状態を安定化させ、また、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、更に軟磁性材料からなる裏打ち層を設けることが好ましい。

なお、磁気記録層の厚さは、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。また、非磁性の下地層の厚さは、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。また、裏打ち層の厚さは、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。

マスターディスク４６による磁気転写は、既述の図１に示されるように、スレーブディスク４０の片面にマスターディスク４６を密着させて片面に転写を行う場合と、スレーブディスク４０の両面にそれぞれマスターディスク４６、４６を密着させて両面で同時転写を行う場合とがある。

磁界印加時には、既述したように、スレーブディスク４０及びマスターディスク４６を一体として回転させつつ、すなわち、磁気転写ヘッド３０に対して図１の太矢印方向に相対移動させつつ、磁気転写ヘッド３０によって転写用磁界を印加し、マスターディスク４６の転写情報をスレーブディスク４０のスレーブ面に磁気的に転写記録するが、図１の構成以外に、磁界生成手段である磁気転写ヘッド３０を回転移動させるように設ける構成も採用できる。

以上の結果、図２（Ｂ）に示されるように、スレーブディスク４０の磁気記録層４０Ｂにはマスターディスク４６の凹凸パターンの凸部４７Ａ、４７Ａ…（図２（Ａ）参照）に応じた情報（たとえばサーボ信号）が磁気的に転写記録される。

既述したように、本実施の態様によれば、印加する転写用磁界によって、磁性層４８のパターンの両端部近傍において互いに逆の極性を有し、かつ大きな磁界振幅を有する垂直方向磁界分布を得ることができる。このため、直流消去等による初期磁化工程を経て、スレーブディスク４０の磁気記録層４０Ｂに初期磁化を残留させることなく、互いに逆の極性を有する磁化領域が磁化遷移領域Ｑ、Ｑ…を介して交互に配列した磁化パターンを記録することができる。

これにより、より大きな再生信号振幅を得ることができる。すなわち、本実施の態様によれば、必ずしも直流消去を行う必要がない。

次に、磁気転写工程によりスレーブディスク４０に転写された情報に隣接する箇所に磁気ヘッドによりサーボ補正信号情報を書き込むサーボ補正情報書き込み工程について説明する。このサーボ補正情報の書き込みは、磁気ヘッドを所定のフライングハイトで浮上させながらスレーブディスク４０に磁気記録を行うことにより行われる。この記録方法は、通常の記録方法であるため説明は省略する。

図６は、以上の工程によりスレーブディスクに記録された信号を示したものである。この図６において、中心線であるＴは、トラック方向（円周方向）を示す。このスレーブディスク４０は、磁気転写工程及びサーボ補正情報書き込み工程を経た後、データ領域へのデータ情報の書き込みがなされていない状態のものである。

図６において、期間Ｔ１０Ａの範囲は、図３におけるマスターディスク４６のサーボ領域４６ｂ（サーボウェッジ）の１ピッチ分が転写された信号であり、期間Ｔ１０Ｂは、図３におけるマスターディスク４６の非サーボ領域４６ｃ（すなわち、データ書き込み領域）に対応する１ピッチ分の信号（信号なし）である。

そして、期間Ｔ１０Ａの後端部と期間Ｔ１０Ｂの先端部との間に設けられている期間Ｔ１０Ｃが、サーボ補正信号情報が書き込まれる領域である。なお、この期間Ｔ１０Ｃにおいて、サーボ信号情報とサーボ補正信号情報との間に３ビット以上の空白ビットである期間ＴＳが設けられている。

期間Ｔ１０Ａの範囲（図３のサーボ領域４６ｂに対応する）の１ピッチ分の信号は、先頭（図の左）より、最初のプリアンブル５０、サーボタイミングマーク５２、セクターアドレス５４、シリンダーアドレス５６、定周期のバースト信号５８（５８Ａ、５８Ｂ、５８Ｃ、及び５８Ｄの４種よりなる）、及び最後のプリアンブル６０よりなる。これらは、磁気記録において一般的に採用されているサーボ領域４６ｂの方式である。

次に、本発明におけるサーボ補正信号情報６２（期間Ｔ１０Ｃ）について説明する。サーボ補正信号は本来あるべきサーボ位置よりダウントラック方向、クロストラック方向共にズレを表す信号であり、再生ヘッドがサーボ補正信号に基づきサーボ追従を行う。クロストラック方向のズレが非常に大きい場合の概念図を図７に示す。

図７において、ａ、ｂ、ｃ…は、スレーブディスク４０の各トラックを示している。そして、現在、図示しない磁気ヘッド（読み取りヘッド）はトラックａ上にあるものとする。

通常、磁気転写が正確に行われれば、トラックａ上には、図３のサーボ領域４６ｂに対応する１ピッチ分の信号が、Ｔ１０Ａ−１、Ｔ１０Ａ−２、Ｔ１０Ａ−３…の順で記録されているものであるが、図７のように、信号Ｔ１０Ａ−２が、本来あるべき位置より大きく外れ、たとえば２トラック外側のトラックｃ上に記録されていた場合、磁気ヘッドは追従できず、読み取りエラーを生じてしまう。

本発明のサーボ補正信号情報６２は、このような場合に対処できるように設けられたものであり、磁気ヘッドがトラックａ上にある際には、信号Ｔ１０Ａ−２を読みにいくことはなく、磁気ヘッドがトラックｃ上に一周前に動かし、信号Ｔ１０Ａ−２を読み込むように制御する補正信号情報である。

以上説明したように、本発明によれば、スレーブディスク４０に転写及び書き込みすべき情報には、サーボ信号情報（図６のＴ１０Ａ）と積分波形のサーボ補正信号情報（図６のＴ１０Ｃ）とが含まれているので、サーボ信号に歪があったとしても、このサーボ補正信号情報により正確にトラッキングを行うことができ、垂直磁気記録における高速かつ正確な磁気転写を行うことができる。

通常のサーボ信号情報（図６のＴ１０Ａ）はエッジプリントで転写した微分波形に似た波形であり、サーボ補正信号情報（図６のＴ１０Ｃ）は磁気ヘッドで記録した積分波形である。

サーボ信号情報については、微分回路をとおすことなく信号処理を行い、サーボ補正信号は微分回路をとおした後、信号処理を行うことにより、サーボ信号情報とサーボ補正信号情報とを区別して読み取ることが可能である。サーボ補正信号情報は、サーボ信号とは異なる方式により記録されているため、サーボ信号に歪があったとしても、サーボ補正信号情報は正確に再生することができるため正確にトラッキングを行うことができる。

このように作製されたスレーブディスク４０は、ハードディスクドライブ等の磁気記録装置に組み込んで使用することができ、この磁気記録装置には、上記のようにサーボ信号情報については微分回路をとおすことなく信号処理を行い、サーボ補正信号情報に関しては、微分回路をとおした後信号処理を行う機能が組み込まれている。

以上、本発明に係る垂直磁気記録媒体の磁気転写方法、垂直磁気記録媒体及び磁気記録装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様がある。

また、マスターディスク４６は、図４に示されるように、非磁性基体である基板４７の片面の凹凸パターン上に磁性層４８によるパターンが形成されているが、これに代えて、非磁性基体である平坦な基板の片面に磁性層４８による凹凸パターンが形成されている構成も採用できる。

同様に、マスターディスク４６の構成を図４に構成に代えて、非磁性材料からなる平坦な基板の表層部に強磁性薄膜よりなるパターン形状が埋め込み配列した、表面に凹凸のない平坦なものであってもよい。

更に、図４においては、磁性層４８の平面形状はすべて長方形としているが、実際にはこれに限られたものではなく、用途に応じて様々な形状をとることが可能である。

また、本実施形態においては、磁界生成手段である磁気転写ヘッド３０において、電磁石装置３４がスレーブディスク４０及びマスターディスク４６の下側に設置されているが、これに代えて、磁石装置（棒磁石）を２個マスターディスク４６の下側に間隔を設けて配して磁界を印加させる構成であってもよい。更に、磁石装置は、電磁石でも永久磁石でもよい。

本発明に係る磁気転写方法における磁気転写工程の斜視図 磁気転写の基本工程を説明するための断面図 垂直磁気転写用マスターディスクの平面図 マスターディスクの表面の微細凹凸パターンを示す部分拡大斜視図 磁性層の形成フローを説明する基板の断面図 スレーブディスクに記録された信号を示した図 サーボ補正信号情報の例を説明する概念図 他の磁気転写方法に使用される磁気転写装置の断面図 他の磁気転写の基本工程を説明するための断面図

符号の説明

３０…磁界生成手段、３１…ギャップ、３２…磁気コア、３６…回転手段、４０…スレーブディスク（被転写用ディスク）、４０Ｂ…磁気記録層、４６…マスターディスク、４６ｂ…サーボ領域、４６ｃ…非サーボ領域、４７…基板、４８…磁性層、ｂ…凹凸パターンの凸領域の円周方向の幅、Ｇ…磁束、Ｑ…磁化遷移領域、ｌ…凹凸パターンの凸領域の径方向の幅、ｔ…磁性層の厚さ

Claims (6)

1. 垂直磁気記録媒体に転写すべき情報に応じた磁性層の配列からなるパターンが表面に形成された円盤状の基板である垂直磁気転写用マスター記録媒体を、前記垂直磁気記録媒体に密着させながら基板面に平行方向の転写磁界を印加して、前記垂直磁気転写用マスター記録媒体の磁気パターンを前記垂直磁気記録媒体に転写させる磁気転写工程と、
   該磁気転写工程により前記垂直磁気記録媒体に転写された情報に隣接する箇所に磁気ヘッドによりサーボ補正信号情報を書き込むサーボ補正情報書き込み工程と、
   を備えることを特徴とする磁気転写方法。
2. 前記隣接する箇所は、サーボ信号領域であることを特徴とする請求項１に記載の磁気転写方法。
3. 前記隣接する箇所は、データ信号領域であることを特徴とする請求項１に記載の磁気転写方法。
4. 前記サーボ信号情報と前記サーボ補正信号情報との間に３ビット以上の空白ビットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の磁気転写方法。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の磁気転写方法により磁気転写されたことを特徴とする垂直磁気記録媒体。
6. 請求項５に記載の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。

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