JP4151077B2

JP4151077B2 - 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

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Publication number: JP4151077B2
Application number: JP2005031958A
Authority: JP
Inventors: 健次市川; 志保神沢; 誠治笠原
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2008-09-17
Anticipated expiration: 2025-02-08
Also published as: JP2006221692A

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。

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工程において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）の結晶方位に強く依存しており、剥離や打ち抜きを行う際にマスターディスクの面内において特定の結晶方位に集中して反りや歪みが発生し易い。

この反りや歪みを抑制する対策の一つとして、金属盤を構成する電鋳層の層構成を結晶方位の異なる２層構造とし、電鋳時に２層の結晶方位と層厚関係とを制御する方法が考えられる。即ち、結晶方位の異なる２層構造にすることにより、それぞれの層の滑り面や滑り方向が異なると共に、それぞれの層自身に内在する内部応力（残留応力）も異なる。これにより、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の方向が異なる。従って、２層の変形抵抗の違いを利用することで、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ので、マスターディスクの反りや歪みの発生を顕著に抑制することができる。

しかしながら、２層構造の場合、電鋳時において２層の結晶方位を高精度に制御できれば２層の層厚関係を制御することは難しくないので反りや歪み対策を行うことができるが、結晶方位はメッキ浴の電流密度に依存し、電流密度はメッキ浴の経時的な変化で変動する。従って、電鋳層を２層構造にすることによって、マスターディスクの反りや歪みを抑制するには、電鋳時の精密な電流密度の制御が必要になる。本発明はこのような問題点を解決して、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得るようにしたものである。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、Ｎｉ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Ｎｉ電鋳層の層構成が結晶方位の同じである前記凹凸パターン面側を構成する表面側の第１層と裏面側の第３層との間に、該二つの層とは結晶方位の異なる第２層を挟んで成る３層構造のマスター基板と、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、前記Ｎｉ電鋳層の３層のうち、前記第１層及び前記第３層はＮｉ（２２０）を優先配向とし、前記第２層の結晶方位はＮｉ（２００）を優先配向とすると共に、前記第１層の層厚をａとし、前記第３層の層厚をｃとしたときに、ａ／（ａ＋ｃ）が０．７０〜０．８５の範囲内の層厚関係にある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。

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が結晶方位の同じ第１層と第３層との間に該二つの層とは結晶方位の異なる第２層を挟んだ３層構造とした。これにより、電鋳層には結晶方位の異なる２種類の層を有するので、上述したように、それぞれの層によって剥離や打ち抜き、或いはフォトエッチングを行う際の変形抵抗の方向が異なるようにできる。しかも、本発明の３層構造の場合には、電鋳層の表面と裏面を構成する二つの層（第１層と第３層）の結晶方位が同じで物性が同じになり電鋳層全体の物性バランスが良くなるので、第１層と第３層の層厚関係を制御することで、反りや歪みに対する電鋳層全体の耐性を容易に制御することができる。従って、２層構造の場合のように、電鋳時において精密な電流密度の制御を必要としない。ちなみに、上述した２層構造の場合には、電鋳層の表面と裏面を構成する二つの層の結晶方位が異なり物性が異なるので、反りや歪みに対する電鋳層全体の耐性を制御しようとすると、二つの層の異なる結晶方位と層厚関係の両方で電鋳層全体の物性バランスを制御しなくてはならないので、電鋳時において精密な電流密度の制御が必要になる。

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。

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。

電鋳層を３層構造のＮｉ電鋳層とした場合、凹凸パターン面側を構成する表面側の第１層と裏面側の第３層の結晶方位をＮｉ（２２０）を優先配向とし、第１層と第３層で挟まれる第２層（中間層）の結晶方位をＮｉ（２００）を優先配向とすることにより、反り量や歪み量の小さなマスターディスクを得ることができるからである。

３層構造の同じ結晶方位を有する第１層と第３層との層厚関係を規定したものであり、第１層の層厚をａとし、第３層の層厚をｃとしたときに、ａ／（ａ＋ｃ）が０．７０〜０．８５の範囲内の層厚関係を有することが好ましい。反り量や歪み量の一層小さなマスターディスクを得ることができるからである。

請求項２は請求項１において、前記層厚関係を満足し、且つ前記第３層の層厚が１０μｍ以上であることを特徴とする。

請求項１のａ／（ａ＋ｃ）の層厚関係を満足し、且つ第３層の層厚を１０μｍ以上にすることで、マスターディスクの反りを更に抑制できるからである。

請求項３は請求項１又は２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３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４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Ｎｉ電鋳を施して、結晶方位が同じであって前記凹凸パターン面側を構成する表面側の第１層と裏面側の第３層との間に、該二つの層とは結晶方位の異なる第２層を挟んだＮｉ電鋳層を前記原版上に形成すると共に、前記Ｎｉ電鋳層の３層のうち、前記第１層及び前記第３層はＮｉ（２２０）を優先配向とし、前記第２層の結晶方位はＮｉ（２００）を優先配向とし、更に前記第１層の層厚をａとし、前記第３層の層厚をｃとしたときに、ａ／（ａ＋ｃ）が０．７０〜０．８５の範囲内の層厚関係になるように層厚みを制御した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する剥離工程と、剥離した金属盤を所定サイズに打ち抜いてマスター基板とする打ち抜き工程と、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４の製造方法によれば、電鋳工程において、原版上に結晶方位の同じ第１層と第３層との間に該二つの層とは結晶方位の異なる第２層を挟んだ３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原版の前記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４のように、それぞれの層の変形抵抗を、結晶方位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。

この層厚関係にすることで、反り量や歪み量の一層小さなマスターディスクを得ることができるからである。

本発明の請求項５は前記目的を達成するために、請求項１〜３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。

請求項５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）の内周部１１Ｄ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は、図１及び図２に示すように、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３層構造の金属盤（電鋳層）として構成される。この３層構造は、電鋳層の表面側（凹凸パターン側）と裏面側とを構成する第１層と第３層の結晶方位が同じであり、この二つの層の間に第１層と第３層とは結晶方位の異なる第２層（中間層）が挟まれた層構成に形成される。

本発明における３層構造の電鋳層としては、各種金属や合金類を使用できるが、本実施の形態では好ましい一例として、３層構造から成るＮｉ電鋳層の例で以下に説明する。

図１及び図２に示すように、Ｎｉ電鋳層は、第１層１１Ａと第３層１１Ｃの結晶方位がＮｉ（２２０）を優先配向とすると共に、第１層１１Ａと第３層１１Ｃに挟まれる第２層１１Ｂの結晶方位がＮｉ（２００）を優先配向とする。この場合、第１層１１Ａの層厚をａとし、第３層１１Ｃの層厚をｃとしたときに、ａ／（ａ＋ｃ）が０．７０〜０．８５の範囲内の層厚関係にあることが好ましい。また、第３層の層厚はａ／（ａ＋ｃ）の関係を満足し、且つ１０μｍ以上であることが好ましい。

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３０〜５００ｎｍの範囲が好ましく、５０〜４００ｎｍ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、結晶方位の同じ第１層と第３層との間に該二つの層とは結晶方位の異なる第２層を挟んで成る３層構造のＮｉ電鋳層が形成されるように電鋳するようにした。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３層の結晶方位と層厚を制御する。

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）を構成する第１層１１Ａの形成は、結晶方位がＮｉ（２２０）を優先配向とすると共に、微細な凹凸パターン形状をその形状に倣って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）、Ｎｉ（２２０）優先配向の第１層１１Ａを所定の厚み（例えば５０μｍ）になるように所定時間（ｔ₁〜ｔ₂）を保持する。これにより、図４に示す第１層１１Ａが形成される。

次に、第１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２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）、Ｎｉ（２００）優先配向の第２層１１Ｂを所定の厚み（例えば２３０μｍ）になるように所定時間（ｔ₃〜ｔ₄）を保持する。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２層１１Ｂが形成される。

次に、第２層１１Ｂの形成に連続して、結晶方位がＮｉ（２２０）を優先配向とする第３層１１Ｃを形成する。即ち、第２層１１Ｂを形成した電流密度Ｙを、第１層１１Ａで設定した電流密度Ｘに低下させ、電流密度Ｘまで達したら（ｔ₅）Ｎｉ（２２０）優先配向の第３層１１Ｃを所定の厚み（例えば１０μｍ）になるように所定時間（ｔ₅〜ｔ₆）を保持する。これにより、図４に示す第３層１１Ｃが形成される。

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方位の同じ第１層と第３層との間に該二つの層とは結晶方位の異なる第２層を挟んで成る３層構造で構成したので、第１層１１Ａや第３層１１Ｃと、第２層１１Ｂの滑り面や滑り方向が異なると共に、それぞれの層１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ自身に内在する内部応力（残留応力）も異なる。これにより、それぞれの層１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃによって剥離や打ち抜きを行う加工時の変形抵抗の方向が異なる。従って、金属盤１８を構成する電鋳層の層構成を３層構造で構成し、変形抵抗の方向が異なるので、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。しかも、本発明の３層構造の場合には、電鋳層の表面と裏面を構成する二つの層（第１層１１Ａと第３層１１Ｃ）の結晶方位が同じで物性が同じになり電鋳層全体の物性バランスが良くなるので、第１層１１Ａと第３層１１Ｃの層厚関係を制御することで、反りや歪みに対する電鋳層全体の耐性を制御することができる。この場合、第１層１１Ａの層厚をａとし、第３層１１Ｃの層厚をｃとしたときに、ａ／（ａ＋ｃ）が０．７０〜０．８５の範囲内の層厚関係になるように電鋳する。また、第３層の層厚はａ／（ａ＋ｃ）の関係を満足し、且つ１０μｍ以上になるように電鋳する。

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。

次に、本発明の実施例を説明するが、この実施例に限定するものではない。

表１は、Ｎｉ電鋳層を３層構造で構成した２．５インチサイズのマスターディスク１０（ディスク外径６５ｍｍ、内径２４ｍｍ）について、表面側と裏面側の第１層１１Ａと第３層１１Ｃの結晶方位をＮｉ（２２０）を優先配向とし、第１層１１Ａと第３層１１Ｃで挟まれる第２層１１Ｂの結晶方位をＮｉ（２００）を優先配向としたときに、第１層１１Ａと第３層１１Ｃとの層厚関係（ａ／ａ＋ｃ）と反り量との関係を示したものである。

第１層１１Ａ，第２層１１Ｂ及び第３層１１Ｃにおける結晶方位と層厚の測定は、ＥＢＳＤ（electron backscattered diffraction) 法で測定した。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第２層１１Ｂの厚みとし、第２層１１Ｂに対して表面側の層の厚みを第１層１１Ａの層厚みとし、裏面側の層の厚みを第３層１１Ｃの厚みとした。

表１の反り量の測定は、マスターディスク１０をスピンドルモータに固定し、１０ｒｐｍで回転させる。マスターディスク１０の面に対して垂直になるようにレーザー変位計（KEYENCE 製：LC-2430 ）を設置し、その半径位置における１周の垂直方向の変位量を測定した後、ステッピングモータで１ｍｍごとに半径方向に送りながら全面（半径位置＝１２．５〜３２．５ｍｍ）を測定する。そして、半径ごとにデータの平均値を算出し、半径と平均値をプロットしたときの最大値と最小値の差を反り量と定義する。また、歪み量は半径位置において平均値からの偏差である。

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した。表１における反り量の「＋」と「−」とは、反る方向が互いに逆であることを意味する。また、表１における反り量の±は、実施例及び比較例ごとに繰り返し試験を５回行ったときのバラツキを示す。例えば、実施例１の反り量である「−１０±１６」は、平均値が−１０μｍで、５回の繰り返しのバラツキが±１６μｍあったことを意味する。従って、実施例１は反り量は「−２６〜＋６」の範囲であり、反り量の最大が−２６になる。

表１の結果から分かるように、実施例１〜５のように、第１層１１Ａと第３層１１Ｃとの層厚関係（ａ／ａ＋ｃ）が０．７０〜０．８５の範囲内であれば、反り量の最大は、＋５０μｍ以下（又は−５０μｍ以下）になり合格である。

これに対して、（ａ／ａ＋ｃ）が０．７０未満である０．６３の比較例３は反り量の最大が＋５１μｍであり、合格ラインをオーバーした。また、（ａ／ａ＋ｃ）が０．８５を超えた０．９１の比較例２は反り量の最大が−５５μｍであり、合格ラインをオーバーした。また、結晶方位の異なる２層構造とした比較例１は、反り量の最大が−７９μｍとなり、大きな反り量となった。

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…第１層、１１Ｂ…第２層、１１Ｃ…第３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

Ｎｉ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Ｎｉ電鋳層の層構成が結晶方位の同じである前記凹凸パターン面側を構成する表面側の第１層と裏面側の第３層との間に、該二つの層とは結晶方位の異なる第２層を挟んで成る３層構造のマスター基板と、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、
前記Ｎｉ電鋳層の３層のうち、前記第１層及び前記第３層はＮｉ（２２０）を優先配向とし、前記第２層の結晶方位はＮｉ（２００）を優先配向とすると共に、前記第１層の層厚をａとし、前記第３層の層厚をｃとしたときに、ａ／（ａ＋ｃ）が０．７０〜０．８５の範囲内の層厚関係にあることを特徴とする磁気転写用マスターディスク。
前記層厚関係を満足し、且つ前記第３層の層厚が１０μｍ以上であ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。
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又は２の磁気転写用マスターディスク。
情報を凹凸パターンで形成した原版上にＮｉ電鋳を施して、結晶方位が同じであって前記凹凸パターン面側を構成する表面側の第１層と裏面側の第３層との間に、該二つの層とは結晶方位の異なる第２層を挟んだＮｉ電鋳層を前記原版上に形成すると共に、前記Ｎｉ電鋳層の３層のうち、前記第１層及び前記第３層はＮｉ（２２０）を優先配向とし、前記第２層の結晶方位はＮｉ（２００）を優先配向とし、更に前記第１層の層厚をａとし、前記第３層の層厚をｃとしたときに、ａ／（ａ＋ｃ）が０．７０〜０．８５の範囲内の層厚関係になるように層厚みを制御した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する剥離工程と、
剥離した金属盤を所定サイズに打ち抜いてマスター基板とする打ち抜き工程と、
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。
請求項１〜３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。