JP4425286B2 - Magnetic recording medium and recording / reproducing apparatus thereof - Google Patents
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Description
本発明は、高密度記録を可能とする磁気記録媒体等に関し、特に、単一磁区の微粒子をアレイ状に並べたパターンドメディア(Patterned Media)と呼ばれる磁気記録媒体等に関する。 The present invention relates to a magnetic recording medium or the like that enables high-density recording, and more particularly to a magnetic recording medium or the like called patterned media in which fine particles of a single magnetic domain are arranged in an array.
磁気記録媒体には、大量の情報を記録することができる。このため、磁気記録媒体、特に磁気ディスクは、情報化社会を支える基幹装置の一つとして発展を続けている。 A large amount of information can be recorded on the magnetic recording medium. For this reason, magnetic recording media, particularly magnetic disks, continue to develop as one of the key devices that support the information society.
磁気ディスクへの記録方式としては、現在、水平磁気記録方式および垂直磁気記録方式の二つの方式が用いられている。何れの方式にも、記録密度を高めて行くと雑音が大きくなるという問題がある。両記録方式とも、記録膜としては、強磁性体多結晶が一様に敷き詰められた多結晶強磁性体連続膜が用いられる。この多結晶強磁性体連続膜は、サイズや形が不規則に変化する結晶粒により構成され、その境界は不規則な形状をしている。この不規則性により、再生信号に雑音が発生する。従って、雑音を減らすためには、記録膜の強磁性体粒子を微細化して直線的なビット境界が得られるようにする必要がある。 As a recording method for a magnetic disk, two methods of a horizontal magnetic recording method and a perpendicular magnetic recording method are currently used. Both methods have a problem that noise increases as the recording density increases. In both recording methods, a polycrystalline ferromagnetic continuous film in which a ferromagnetic polycrystal is uniformly spread is used as a recording film. This polycrystalline ferromagnetic continuous film is composed of crystal grains whose size and shape change irregularly, and the boundary thereof has an irregular shape. This irregularity causes noise in the reproduced signal. Therefore, in order to reduce noise, it is necessary to make the ferromagnetic particles of the recording film fine so that a linear bit boundary can be obtained.
ところで、記録膜の記録密度を向上させようとしてビット間隔を狭くすると、強磁性体粒子はビット間隔に対して相対的に大きくなる。従って、記録密度を上げようとして、ビット間隔を狭くすると雑音が大きくなってしまう。このように、雑音を増加させずに記録密度を向上させるためには、強磁性体粒子を更に微細化してビットの境界がジグザクにならないようにしなければならない。 By the way, when the bit interval is narrowed in order to improve the recording density of the recording film, the ferromagnetic particles become relatively large with respect to the bit interval. Therefore, if the bit interval is narrowed in order to increase the recording density, noise will increase. Thus, in order to improve the recording density without increasing the noise, it is necessary to further refine the ferromagnetic particles so that the bit boundaries do not become zigzag.
しかし、強磁性体粒子を微細化し過ぎると、熱揺らぎによって記録磁化が消失しやすくなる。このため強磁性体粒子の微細化には限界がある。従って、記録密度を向上させていくと、最終的には雑音の不可避的上昇という限界に突き当たる。 However, if the ferromagnetic particles are made too fine, the recorded magnetization tends to disappear due to thermal fluctuation. For this reason, there is a limit to miniaturization of ferromagnetic particles. Therefore, when the recording density is improved, the limit of the inevitable increase in noise is eventually reached.
この問題を解決する新しいい記録媒体として、パターンドメディアが期待されている。これは、非強磁性体で離隔した単一磁区の強磁性体粒子を整列させて、この磁性粒子一つ一つに1ビットの情報を記録する究極の記録媒体である。図21は、パターンドメディアの概念を示したものである。基板1の上に単一磁区の強磁性体粒子2を整列させ、その間を非強磁性体3で満たし各強磁性体粒子2を離隔する。この離隔された強磁性体粒子2一つ一つに1ビットの情報を記録する。強磁性体粒子2は非強磁性体3によって離隔されているので、磁界の境界は明瞭であり雑音の問題は生じない。
Patterned media is expected as a new recording medium that solves this problem. This is the ultimate recording medium in which single-domain ferromagnetic particles separated by a non-ferromagnetic material are aligned and 1-bit information is recorded on each magnetic particle. FIG. 21 shows the concept of patterned media. Single-domain
パターンドメディアの形成方法としては、電子線描画法、フォトリソグラフ法等を用いて非強磁性体に孔を開け強磁性体を埋め込む方法、同様に強磁性体をパターニングした後に非磁性体を埋めこんで平坦化する方法等に加えて陽極酸化で形成されたアルミナに開いた微細な孔(アルミナナノホール)に強磁性体を埋め込む方法がある(特許文献1)。 Patterned media can be formed by using a method such as electron beam lithography or photolithography to embed holes in a non-ferromagnetic material and embed the ferromagnetic material. Similarly, after patterning the ferromagnetic material, the non-magnetic material is embedded. In addition to the flattening method, there is a method of embedding a ferromagnetic material in fine holes (alumina nanoholes) opened in alumina formed by anodic oxidation (Patent Document 1).
図22は、最後の方法によって形成されたアルミナナノホール・パターンドメディアの平面図である。図22の上部は全体像を表し、下部はその一部を拡大したものである。図22に示すように、基板1の上にアルミナ膜5が形成され、同心円4上に整列したアルミナナノホールに強磁性体2が埋め込まれている。従って、磁気ディスクに必須のトラックが、予め作りこまれた構造になっている。
FIG. 22 is a plan view of the alumina nanohole patterned media formed by the final method. The upper part of FIG. 22 represents the whole image, and the lower part is an enlarged part thereof. As shown in FIG. 22, the
このような同心円上に整列したアルミナナノホールは、アルミニウム薄膜にモールド(型材)を押し付けてできた浅い溝6に選択的に形成される。図23は、図22に示したアルミナナノホール・パターンドメディアの製造工程を示したものである。 Such alumina nanoholes arranged on concentric circles are selectively formed in shallow grooves 6 formed by pressing a mold (mold material) on an aluminum thin film. FIG. 23 shows a manufacturing process of the alumina nanohole patterned media shown in FIG.
図23の左側は、アルミナナノホール・パターンドメディアの一部を拡大した平面図である。右側は、A−A´線における断面を矢印の方向から見た図である。 The left side of FIG. 23 is an enlarged plan view of a part of the alumina nanohole patterned media. The right side is a view of the cross section taken along the line AA ′ as seen from the direction of the arrow.
まず、基板1上にアルミニウム膜(以下、Al膜と呼ぶ)7を堆積する(図23(a))。次に、Al膜7に同心円状に凸が形成されたモールド10を押し付けて、浅い溝8を形成する(図23(b))。尚、図23(b)の左側に記載した平面図では、モールド10が省略されている。次に、このAl膜7を所定の条件で陽極酸化すると、この溝8の中にアルミナナノホール9が選択的に一定間隔で形成される(図23(c))。この間隔(ピッチ)は、陽極酸化の条件により十〜数十nmの範囲で制御が可能である。最後に、このアルミナナノホールに強磁性体2を埋め込む(図23(d))。
First, an aluminum film (hereinafter referred to as an Al film) 7 is deposited on the substrate 1 (FIG. 23A). Next, a
アルミナナノホールの深さは100nm程度であり、直径は10nm程度である。従って、埋め込まれた強磁性体には大きな形状磁気異方性が付与される。このため、アルミナナノホール9内の強磁性体2には、大きな保磁力が与えられる。この大きな保磁力により、強磁性体2の熱的安定性が高くなる。このように、アルミナナノホール・パターンドメディアには、高密度・低雑音という利点以外にも、熱揺らぎ耐性が高いというメリットがある。なお、アルミナナノホール9中の強磁性体2の磁化容易軸方向は、基板1に対して垂直な方向である。
上述したようにパターンドメディアには、同心円状のトラックが予め作りこまれている。ただし、トラック番号やセクタ番号等のサーボ情報は、後から書き込む必要がある。しかし、パターンドメディアに対しては、以下に説明する通り、従来ハード磁気ディスクへのサーボ情報の記録方法として用いられてきた、記録層に後からサーボ情報を書込む方法は適用することができない。 As described above, concentric tracks are formed in advance in the patterned media. However, servo information such as track numbers and sector numbers must be written later. However, for patterned media, as described below, the method of writing servo information to the recording layer later, which has been used as a method of recording servo information on a hard magnetic disk, cannot be applied. .
サーボ情報を記録層に書き込む方法としては、磁気記録装置の磁気ヘッドによって作り出された磁界を磁性膜に書き込む方法がある。しかし、垂直磁気記録メディアやパターンドメディアのような大容量記録媒体にこのような方法を用いると、書き込み時間が膨大になり非効率的である。このため垂直磁気記録メディアのような大容量磁気記録媒体にサーボ情報を書き込む方法としては、磁気転写法が一般的である。 As a method of writing servo information to the recording layer, there is a method of writing a magnetic field generated by a magnetic head of a magnetic recording device to a magnetic film. However, when such a method is used for a large-capacity recording medium such as a perpendicular magnetic recording medium or a patterned medium, the writing time becomes enormous and inefficient. For this reason, a magnetic transfer method is generally used as a method for writing servo information on a large-capacity magnetic recording medium such as a perpendicular magnetic recording medium.
図24は、磁気転写法を説明する概念図である。まず、サーボ情報に対応する磁性体パターンを、軟磁性体11のパターンに置き換えた雛形12を用意する。この雛形を、強磁性膜14を記録層とするハード磁気ディスク13に覆い被せる。この状態で、ハード磁気ディスクに垂直な磁界15を印加すると、非磁性体16の中に配置された軟磁性体11に磁界が集中し、その直下に位置する強磁性膜14が磁化される。従って、雛形に形成された磁性体パターンが、ハード磁気ディスクに転写される。この方法によれば、サーボ情報を一括してハード磁気ディスクに書き込みことができるので、極めて作業効率が高い。
FIG. 24 is a conceptual diagram illustrating the magnetic transfer method. First, a
しかし、この方法をパターンドメディアに適用することは極めて困難である。従来のハード磁気ディスクでは記録層が連続的な強磁性体膜で構成されていたので、雛形12の軟磁性体11の下には必ず強磁性体膜14が存在する。しかし、強磁性体粒子(強磁性体2)が離散的に分布しているパターンドメディアでは、軟磁性体11の下に必ず強磁性体粒子が来るとは限らない。従って、雛形12とパターンドメディアを精密に位置あわせすることが必要になる。
However, it is extremely difficult to apply this method to patterned media. In the conventional hard magnetic disk, the recording layer is composed of a continuous ferromagnetic film. Therefore, the
しかし、パターンドメディアのトラック間隔は100nm以下であり、ビット間隔も数十nmである。このため、雛形12とパターンドメディアの位置合わせは極めて困難である。すなわち、パターンドメディアには、従来の大容量ハード磁気ディスクで用いられてきた、後から記録層にサーボ情報を書込む方法を用いることはできない。
However, the track interval of the patterned media is 100 nm or less, and the bit interval is also several tens of nm. For this reason, alignment of the
従って、現状では、パターンドメディアへのサーボ情報の記録は、磁気記録装置の磁気ヘッドによって逐次書き込む以外に有効な方法はない。 Therefore, at present, there is no effective method for recording servo information on the patterned medium other than sequential writing by the magnetic head of the magnetic recording apparatus.
そこで、発明の目的は、製造過程でサーボ情報が予め書き込まれ、後からサーボ情報を書き込む必要のないパターンドメディア、その製造法、その型材、及びその記録再生装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a patterned medium in which servo information is written in advance during the manufacturing process and does not need to be written later, a manufacturing method thereof, a mold material thereof, and a recording / reproducing apparatus thereof.
上記の目的を達成するために、本発明の第1の側面は、円形の基板上に形成された非磁性体膜によって離隔された単一磁区からなる強磁性体が、前記円形の基板と中心が同一の複数の同心円上に規則的に整列されてなる磁気記録媒体において、前記複数の同心円の夫々に、前記強磁性体からなり第1のピッチで整列された第1の強磁性体と、前記強磁性体からなり第1のピッチとは異なる第2のピッチで整列された第2の強磁性体が配置され、前記複数の同心円を構成する一の同心円上の第2の強磁性体の配列と、前記複数の同心円を構成する他の同心円状の第2の強磁性体の配列との相違によって、前記一の同心円を前記他の同心円と識別可能とすることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is that a ferromagnetic material composed of a single magnetic domain separated by a nonmagnetic film formed on a circular substrate has a central portion separated from the circular substrate. Are arranged regularly on the same plurality of concentric circles, and each of the plurality of concentric circles includes a first ferromagnetic material made of the ferromagnetic material and aligned at a first pitch; A second ferromagnetic body made of the ferromagnetic body and arranged at a second pitch different from the first pitch is arranged, and the second ferromagnetic body on one concentric circle constituting the plurality of concentric circles is arranged. The one concentric circle can be distinguished from the other concentric circles by a difference between the arrangement and the arrangement of the other concentric second ferromagnetic bodies constituting the plurality of concentric circles.
本発明の第1の側面によれば、第2の強磁性体の配列にトラックに関する情報が予め書き込まれているので、サーボ情報を後から磁気ヘッドで書き込む膨大な手間が不要になる。 According to the first aspect of the present invention, information relating to the track is written in advance in the second ferromagnetic material array, so that enormous labor for writing servo information later by the magnetic head is not required.
本発明の第2の側面は、円形の基板上に形成された非磁性体薄膜中に埋め込まれた単一磁区からなる磁性体が、前記円形の基板と中心が同一の渦巻き上に規則的に整列されてなる磁気記録媒体において、前記渦巻きの各周回に、前記磁性体からなり第1のピッチで整列された第1の強磁性体と、前記磁性体からなり第1のピッチとは異なる第2のピッチで整列された第2の強磁性体が配置され、前記各周回を構成する一の周回上の第2の強磁性体の配列と、前記各周回を構成する他の周回上の第2の強磁性体の配列との相違によって、前記一の周回を前記他の周回と識別可能とすることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, a magnetic material composed of a single magnetic domain embedded in a nonmagnetic thin film formed on a circular substrate is regularly arranged on a spiral having the same center as that of the circular substrate. In the aligned magnetic recording medium, a first ferromagnetic body made of the magnetic material and arranged at a first pitch and a first pitch made of the magnetic body and different from the first pitch are arranged in each turn of the spiral. 2nd ferromagnets arranged at a pitch of 2 are arranged, the arrangement of the second ferromagnets on one lap constituting each of the laps, and the second ferromagnets on the other laps constituting each of the laps. The one round is distinguishable from the other round by the difference from the arrangement of the two ferromagnetic bodies.
本発明の第2の側面によれば、第2の強磁性体の配列にトラックに関する情報が予め書き込まれているので、サーボ情報を後から磁気ヘッドで書き込む膨大な手間が不要になる。 According to the second aspect of the present invention, information relating to the track is written in advance in the second ferromagnetic array, so that enormous labor for writing servo information later by the magnetic head is not required.
本発明の第3の側面は、第1および第2の側面において、第2の強磁性体の配列が、符号化されていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first and second aspects, the arrangement of the second ferromagnetic material is encoded.
本発明の第3の側面によれば、符号された第2の強磁性体の配列によってサーボ情報も予め書き込可能になるので、トラック番号を含むサーボ情報を後から磁気ヘッドで書き込む膨大な手間を更に省略することができる。 According to the third aspect of the present invention, the servo information can be written in advance by the arrangement of the encoded second ferromagnetic material, so that enormous labor is required for writing the servo information including the track number later by the magnetic head. Can be further omitted.
本発明の第4の側面は、第4の側面において、前記同心円または前記周回の夫々が複数の区画に分割され、前記複数の区画のそれぞれに、第2の強磁性体が配置され、符号化された前記配列によって、前記複数の区画を構成する一の区画を他の区画と識別可能にすることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the fourth aspect, each of the concentric circles or the laps is divided into a plurality of sections, and a second ferromagnetic body is disposed in each of the plurality of sections, and the encoding is performed. According to the arranged arrangement, one section constituting the plurality of sections can be distinguished from other sections.
本発明の第4の側面によれば、符号された第2の強磁性体の配列によってトラック番号とセクタ番号を含むサーボ情報も予め書き込可能になるので、サーボ情報を後から磁気ヘッドで書き込む膨大な手間を一層省略することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the servo information including the track number and the sector number can be written in advance by the arrangement of the encoded second ferromagnetic material, so that the servo information is written later by the magnetic head. An enormous amount of labor can be further omitted.
本発明の第5の側面は、第1乃至4の側面において、前記非磁性体がアルミナであり、前記磁性体が、前記アルミナに形成された孔に埋め込まれていることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first to fourth aspects, the nonmagnetic material is alumina, and the magnetic material is embedded in a hole formed in the alumina.
本発明の第6側面は、アルミニウム膜に押し付けて、陽極酸化によって形成されるアルミナの中に開口する孔の位置を特定する平板状の型材において、同心円状または渦巻き状の凸部に、所定の間隔を隔てて配置された線状の凸部が交差していることを特徴とする型材。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a flat plate-shaped mold member that is pressed against an aluminum film and identifies a position of a hole opened in an alumina formed by anodization. A mold material characterized in that linear convex portions arranged at intervals intersect each other.
本発明の第6の側面によれば、アルミナナノホールを利用したパターンドメディアの製造が容易になり、しかもパターンの偏心に対する許容度が高いパターンドメディアを製造することがきる。 According to the sixth aspect of the present invention, it is easy to manufacture patterned media using alumina nanoholes, and it is possible to manufacture patterned media having a high tolerance for pattern eccentricity.
本発明の第7面は、第1乃至5の側面における磁気記録媒体の製造法であって、基板上にアルミニウム膜を形成する工程と、前記アルミニウム膜に第6の側面の型材を押し付けて、前記アルミニウム膜に前記型材の型を転写する工程と、前記型が転写された前記アルミニウム膜を陽極酸化して、前記アルミニウム膜をアルミナ膜に転換するとともに、前記型の転写された領域に孔を形成する工程と、前記孔に強磁性体を埋め込む工程とからなる。 A seventh aspect of the present invention is a method for manufacturing a magnetic recording medium according to the first to fifth aspects, the step of forming an aluminum film on a substrate, and the mold material of the sixth aspect is pressed against the aluminum film, Transferring the mold of the mold material to the aluminum film; anodizing the aluminum film to which the mold has been transferred; converting the aluminum film into an alumina film; and forming holes in the transferred area of the mold And forming a ferromagnetic material in the hole.
本発明の第8面は、第1乃至5の側面における磁気記録媒体に、情報の記録及び再生の一方又は双方を行う磁気記録再生装置であって、第1および第2の強磁性体の生成する電気信号から、第2の強磁性体の前記配列を特定するサーボ情報読取装置を有することを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording / reproducing apparatus that performs one or both of recording and reproducing information on the magnetic recording medium according to the first to fifth aspects, wherein the first and second ferromagnetic materials are generated. And a servo information reading device for specifying the arrangement of the second ferromagnetic bodies from the electrical signal.
本発明によれば、製造過程でサーボ情報が予めパターンドメディアに書き込まれているので、後から磁気ヘッドでサーボ情報を書き込む膨大な手間が不要になり、パターンドメディアへの情報の記録再生が容易になる。 According to the present invention, since the servo information is written in the patterned medium in advance during the manufacturing process, the enormous effort of writing the servo information later with the magnetic head is unnecessary, and the recording / reproducing of the information on the patterned medium can be performed. It becomes easy.
以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the matters described in the claims and equivalents thereof.
(1)実施の形態1
本実施の形態は、製造段階でサーボ情報が予め書き込まれたパターンドメディアの構造に係るものである。
(1)
This embodiment relates to the structure of a patterned medium in which servo information is written in advance at the manufacturing stage.
本実施の形態におけるパターンドメディアでは、強磁性体粒子が、第1のピッチと第1のピッチとは異なる第2のピッチでトラック上に整列されている。サーボ情報は、第2のピッチで整列された強磁体粒子の配列によって記録されている。一方、データは、第1のピッチで整列された強磁性体粒子の磁化方向(垂直磁化)によって記録される。 In the patterned medium in the present embodiment, the ferromagnetic particles are aligned on the track at a second pitch different from the first pitch. Servo information is recorded by an array of ferromagnetic particles aligned at the second pitch. On the other hand, data is recorded by the magnetization direction (perpendicular magnetization) of the ferromagnetic particles aligned at the first pitch.
図1は、本実施の形態におけるパターンドメディア17の平面図である。図2は、パターンドメディア17のサーボ情報記録領域18の拡大図である。但し、図2には、サーボ情報記録領域18の一端(下側)のみが拡大されて記載されている。図3は、図2のA−A´線における断面を矢印の方向から見た図である。
FIG. 1 is a plan view of the patterned
本実施の形態におけるパターンドメディアでは、石英からなる円形の基板1上にアルミナ膜5が配置され(図1及び3)、コバルト(Co)からなる強磁性体19が、そのアルミナによって互いに離隔され、且つ基板1と中心が同一で半径が60nmずつ増加する複数の同心円4からなるトラック上に、50nm間隔で規則的に整列されている(図2)。
In the patterned media in the present embodiment, an
断面構造の詳細は、図3のようになっている。まず結晶化ガラスからなる基板1(直径1インチ)の上に、基板1に強固に密着し且つ平坦な表面を備えたTaからなる密着層20が50nmの厚さに成膜されている。次に、この密着層20上には、NiFeからなる下地軟磁性層21が、50nmの厚さに成膜されている。次に、この下地軟磁性層21の上に、Taからなる酸化停止層22が、10nmの厚さに成膜されている。次に、この酸化停止層22の上に、強磁性体19が埋め込まれたアルミナ膜5が成膜されている。更に、アルミナ膜5の上には、ダイヤモンドライクカーボン膜からなる保護膜23が、10nmの厚さに成膜されている。最後に、保護膜23の上にフッ素系液体潤滑剤24が約1nm塗布されている。
The details of the cross-sectional structure are as shown in FIG. First, on a substrate 1 (
なお、基板1としては、Al円板、石英円板、シリコン基板、またはシリコン基板の表面を熱酸化したSiO2/Si基板であってもよい。また、密着層20としては、Ti膜またはCr膜であってもよい。また、下地軟磁性層21としては、CoZrNb膜またはCoZrTi膜であってもよい。また、酸化停止層22としては、Ti膜またはNi膜であってもよい。
The
本実施の形態におけるパターンドメディアのトラック25は、図2のように構成されている。すなわち、各トラック25上には、第1のピッチ26(50nm)及び第1のピッチとは異なる第2のピッチ27(70nm)で整列させられた2種類の強磁性体19が存在する。図2では、第1のピッチで整列された強磁性体28(以下、第1の強磁性体と呼ぶ)は白丸で、第2のピッチで整列された強磁性体29(以下、第2の強磁性体と呼ぶ)は黒丸で表されている。第1の強磁性体には、記録再生装置によって情報が記録され又は読み出される。一方、第2の強磁性体29は、磁化方向は総てのビットで同一であるが、配列がトラック毎に異なっている。トラック1では、第2の強磁性体29は一つだけであり、その近傍には他に第2の強磁性体29は存在しない。トラック2では、第2の強磁性体29が3つ連続して存在している。トラック3では、第2の強磁性体29のペア30が、2つの第1の強磁性体28を挟んで存在する。同様に、トラック4と5では、第2の強磁性体29のペアが、それぞれ5つまたは8つの第1の強磁性体28を挟んで二つ存在する。
The patterned
従って、第2の強磁性体29の配列を読み取れば、サーバ情報記録領域18内のトラックを識別することができる。たとえば、一つのサーバ情報記録領域内に256本のトラックを収容すると、サーバ情報記録領域の半径方向長さは約14μmである。この長さは、サブμmオーダーのパターン合わせ精度、偏芯制御精度と比べて十分広いので、ステッピングモータだけで所望のサーバ情報記録領域18(正確には、サーバ情報記録領域18を有するトラック群)にヘッドポジショニングすることができる。従って、ステッピングモータによって磁気ヘッド52を所望のサーバ情報記録領域18にポジショニングし、更に個々のトラックを第2の強磁性体29の配列によって識別すれば、パターンドメディア全体で個々のトラックを識別することができる。尚、図中に示した矢印31はトラックの走行方向である。なお、トラッキングは、磁気ヘッド52の出力が最大になるように磁気ヘッド52の位置を半径方向で制御するようにする。
Therefore, by reading the arrangement of the second
図2に示した例では、第2の強磁性体のペア30の間隔等の相違によってトラックを識別している。トラックを識別するための配列としては、図2の配列以外にも種々のものが考えられる。 In the example shown in FIG. 2, the track is identified by the difference in the distance between the second ferromagnetic material pairs 30. Various arrangements other than the arrangement shown in FIG. 2 are conceivable as arrangements for identifying tracks.
図4は、異なった数の第2の強磁性体29が、隣接するトラック25に交互に配置された例である。トラック間隔が比較的広くステッピングモータによるヘッドポジショニングの分解能が2トラック以下であれば、図4のような配列によっても、ヘッドポジショニング情報を利用することによって個々のトラックを識別することができる。
FIG. 4 is an example in which different numbers of
図5は、第2の強磁性体29の配列を符号化することによりトラックを識別するパターンドメディアの例である。この例では、第2の強磁性体29に“1”を、第1の強磁性体28には“0”を対応させる。例えば、トラック5には、符号“1000001000001”が対応する。このように各トラックに設けられた第2の強磁性体粒子29の配列を符号化して、各トラック付した符号によって各トラックを識別する。
FIG. 5 is an example of patterned media that identifies a track by encoding an array of second
図6は、符号化領域の前後にその始まりと終わりを現すギャップ35を設けた例である。この例では、各トラックは、第1の強磁性体28からなる(情報を書き込むための)データエリア33と、第2の強磁性体29の配列によってサーボ情報が書き込まれたサーボ情報エリア34と、第2の強磁性体29からなり、データエリア33とサーボ情報エリア34を分離するギャップ35とから構成されている。そして一つデータエリア33、一つのサーボ情報エリア34、及び一対のギャップ35によって、一つのセクタ36が構成されている。
FIG. 6 shows an example in which
サーボ情報エリア34は図5と同様に符号化されており、最上部のトラックの符号は“0000000000000000”である。一方、最下部のトラックの符号は、“0011110011001”である。この符号に、トラック番号とセクタ番号からなるサーボ情報を対応させる。
The
以上のように、第2の強磁性体29の配列にサーボ情報を記録する方法には種々のものがあり、必要に応じて最適の記録方法を選択すればよい。
As described above, there are various methods for recording servo information in the array of the second
本実施の形態におけるパターンドメディアは、アルミナナノホールを利用したパターンドメディアに関するものである。しかし、本実施の形態は、他のパターンドメディアにも適用できる。例えば、電子線描画法を用いて非磁性体に孔を開けて強磁性体を埋め込むタイプのパターンドメディアにも適用可能である。この場合、アルミナ膜を非磁性体として用いてもよいが、他の非磁性体膜例えばSiO2を用いることもできる。また、酸化停止層22は不要である。他の構成は、第1および第2の強磁性体の配置を含めて、上記パターンドメディアと同じにすればよい。
The patterned media in the present embodiment relates to patterned media using alumina nanoholes. However, this embodiment can also be applied to other patterned media. For example, the present invention can also be applied to patterned media of a type in which holes are formed in a nonmagnetic material by using an electron beam drawing method and a ferromagnetic material is embedded. In this case, an alumina film may be used as a nonmagnetic material, but another nonmagnetic material film such as SiO 2 can also be used. Further, the
尚、本実施の形態では、磁性体粒子のピッチは2通りであったが、ピッチの種類は3通り以上であっても良い。また、磁性体粒子は同心円状のトラックに配置されていたが、図7のような螺旋55上に配置されていてもよい。この場合には、第2の強磁性体の配列によって、夫々の周回が他の周回上と識別される。なお、ここで周回とは、螺旋上の一点56が螺旋上を一回転する間に通る区間57のことである。即ち、一つの周回が一トラックに相当する。以後の説明では、同心円状のトラックを有するパターンドメディアに関してのみ説明するが、「同心円状」を「螺旋状」、「同心円」を「周回」と読み替えれば螺旋上に磁性体粒子が配置されたパターンドメディアの説明になる。
In this embodiment, the pitch of the magnetic particles is two, but the pitch may be three or more. Further, the magnetic particles are arranged on concentric tracks, but may be arranged on a spiral 55 as shown in FIG. In this case, each turn is distinguished from the other turn by the arrangement of the second ferromagnetic material. Here, the term “circulation” refers to a
(2)実施の形態2
本実施の形態は、実施の形態1で説明したパターンドメディアの記録再生装置に係るものである。
(2)
The present embodiment relates to the patterned media recording / reproducing apparatus described in the first embodiment.
図8は、本実施の形態における記録再生装置のブロック図である。図9は、図8に示した記録再生装置の信号を表したものである。 FIG. 8 is a block diagram of the recording / reproducing apparatus in the present embodiment. FIG. 9 shows signals of the recording / reproducing apparatus shown in FIG.
本実施の形態における記録再生装置は、ハードディスク・アセンブリ(以下、HDAと称する)58と、信号処理装置69からなる。HDA58は、スピンドルモータ、ボイス・コイル・モータ、磁気、ヘッドアンプ等からなる。一方、信号処理装置69は、磁性体粒子の磁化方向を電気信号に変換したHDAの出力59が入力される第1の同期信号抽出回路60(以下、PLL1と称する)と、HDAの出力59が入力される第2の同期信号抽出回路(61以下、PLL2と称する)と、PLL1の出力する第1のクロック信号に同期してHDAの出力59を同期検波する第1の同期検波回路62と、PLL2の出力する第2のクロック信号に同期してHDAの出力59を同期検波する第2の同期検波回路63と、第1および第2の同期検波回路の出力が入力されるデコーダ、エンコーダ、信号波形整形回路、メモリー、マイクロコンピュータ、モーター・ドライバー等からなる信号処理回路(図示せず)から構成されている。
The recording / reproducing apparatus according to the present embodiment includes a hard disk assembly (hereinafter referred to as HDA) 58 and a
第1の同期信号抽出回路60は、位相同期回路(PLL)等から構成されており、第1の強磁性体が発生する信号の位相に同期した第1のクロック信号を出力する。第2の同期信号抽出回路61は、位相同期回路(PLL)等から構成されており、第2の強磁性体が発生する信号の位相に同期した第2のクロック信号を出力する。
The first synchronization
第1の同期検波回路62は、HDAの出力59が入力されPLL1の出力する第1のクロック信号に同期して開閉する第1のスイッチ64と、第1のスイッチ64の出力が入力される第1の低域通過フィルタ65とによって構成されている。第2の同期検波回路63は、HDAの出力59が入力されPLL2の出力する第2のクロック信号に同期して開閉する第2のスイッチ66と、第1のスイッチ66の出力が入力される第2の低域通過フィルタ67とによって構成されている。
The first
ここで、第1の低域通過フィルタ65は、第1の強磁性体が磁気ヘッドを通過する周期に対応する周波数は通過させより高い周波は遮断する。また、第2の低域通過フィルタ67は、第2の強磁性体が磁気ヘッドを通過する周期に対応する周波数は通過させより高い周波は遮断する。
Here, the first low-
従って、第1の同期検波回路は、第1の強磁性体が発生する信号を選択的に抽出することができる。また、第2の同期検波回路は、第2の強磁性体が発生する信号を選択的に抽出することができる。 Therefore, the first synchronous detection circuit can selectively extract a signal generated by the first ferromagnetic body. The second synchronous detection circuit can selectively extract a signal generated by the second ferromagnetic material.
第1および第2の同期検波回路の出力は、図示しない信号処理回路に入力され、HDAに装着されたパターンドメディアに記録された信号が再生される。 Outputs of the first and second synchronous detection circuits are input to a signal processing circuit (not shown), and a signal recorded on the patterned medium mounted on the HDA is reproduced.
一方、パターンドメディアに信号を記録する場合には、図示しない信号処理装置が第2の同期検波回路67の出力からサーボ情報を取得し、制御信号とデータ68をHDAに出力して情報を記録する。
On the other hand, when recording a signal on the patterned medium, a signal processing device (not shown) acquires servo information from the output of the second
次に、本実施の形態の記録再生装置が、パターンドメディアからサーボ情報を取得する動作について説明する。 Next, an operation in which the recording / reproducing apparatus of the present embodiment acquires servo information from the patterned medium will be described.
まず、HDA58の磁気ヘッドにより、回転するパターンドメディアの強磁性体粒子が作り出す磁束変化を電気信号に変換する。この電気信号59には、第1の強磁性体が生み出すデータ信号と第2の強磁性体が生み出すサーボ情報信号が含まれている。第2の同期信号抽出回路61(PLL2)は、ハードディスク・アセンブリの出力59からサーボ情報信号に位相同期した第2のクロック信号70を抽出する。
First, the magnetic head of the
第2の同期検波回路63は、PLL2の出力する第2のクロック信号に同期してスイッチ66を開閉させ、その出力から第2の低域通過フィルタ67によって平滑化してサーボ情報信号のみ抽出する。すなわち、第2の同期信号抽出回路61と第2の同期検波回路63は、サーボ情報読取装置を構成する。
The second
図9は、図6のようなギャップとサーボ情報エリアを有するパターンドメディアに対する第2の第2の同期信号抽出回路61と第2の同期検波回路63の出力を示したものである。
FIG. 9 shows the outputs of the second second synchronous
第1の曲線70は、第2の同期信号抽出回路61の出力を示す。第1〜6の曲線71は、異なるトラックからの第2の同期検波回路63の出力である。横軸は時間、縦軸は信号強度である。
The
第1の曲線70に示されるように、第2の同期信号抽出回路61は一定周期のクロック信号を発生する。そして、第1〜第6の曲線71に示されるように、第2の同期検波回路63は第2の強磁性体の配列に対応した信号を発生する。すなわち、ギャップ35に対応する期間72では、一定周期の信号を発生し、サーボ情報エリア34に対応する期間73ではトラック番号またはセクタ番号に対応した信号を発生し、データエリア33に対応する期間74では信号を発生しない。なお、図中に示した破線は、後段の信号処理回路が信号の有無を判断する閾値である。第1の強磁性体からの信号はこの閾値より低く、第2の強磁性体からの信号はこの閾値より高くなる。すなわち、閾値75以上の信号は第2の強磁性体からの信号と、閾値75以下の信号は第1の強磁性体からの信号と識別される。同様にして、データも第1の同期信号抽出回路60と第1の同期検波回路62によって抽出される。
As shown by the
以上のようにして得られたサーボ信号及びデータ信号に基づき、信号処理装置69はハードディスク・アセンブリ58を制御し、データの書込みおよび読み込みを行う。
Based on the servo signals and data signals obtained as described above, the
(3)実施の形態3
本実施の形態は、実施の形態1で説明したパターンドメディアの製造方法に係るものである。
(3)
The present embodiment relates to the method for manufacturing the patterned medium described in the first embodiment.
図10〜12は、本実施の形態におけるパターンドメディアの製造法を要部断面図で示したものである。 FIGS. 10-12 show the manufacturing method of the patterned media in this Embodiment by principal part sectional drawing.
まず、図10(a)のように、結晶化ガラスからなる円板状のディスク基板1に、膜厚50nmのTaからなる密着層20と、膜厚50nmのNiFeからなる下地軟磁性層21と、膜厚10nmのTaからなる酸化停止層22と、膜厚100nmのAl膜7をスパッタ法によって成膜する。成膜方法は、スパッタ法に限られるものではなく、蒸着やCVD等の他の成膜方法であってもよい。
First, as shown in FIG. 10 (a), a disc-shaped
ここで密着層20は、以後の工程でストレスによって成膜した膜が膜剥しないようにするためのものである。下地軟磁性層21は、垂直磁気記録を容易にするためのものである。酸化停止層22は、Al膜7の陽極酸化時に下地軟磁性層21が腐食されたり、剥離することを防止するためのものである。従って、これらの層は必須の構成要素ではないが、省略しない方が好ましい。
Here, the
次に、Al膜7上にインプリント用のレジスト36(ポリメチルメタアクリレート(PMMA), ポリカーボナイト(PC)等)を、スピンコート法によって50nmの厚さに成膜する(図10(b))。尚、レジストの膜厚は、次の工程で使用するインプリント用モールドの凹凸の高さに応じて適宜調整する必要がある。
Next, an imprint resist 36 (polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), etc.) is formed on the
次に、アルミナナノホールを整列させる溝に対応したパターンが刻まれているモールド37を用意する。このモールド37を、レジスト膜36に圧着してそのパターンをインプリントする(図10(c))。インプリントのための条件はレジストの材質によって変化するが、たとえばガラス転移温度120℃のPMMAを用いた場合には、圧力は500kg/cm2、温度は150℃、保持時間は5分である。
Next, a
本実施の形態では、レジスト36へのモールドパターンの転写は熱インプリント法によって行うが、光インプリント法を用いてもよい。または、電子線描画法、フォトリソグラフィ法等により、レジスト36に直接上記溝のパターンを形成してもよい。 In the present embodiment, the mold pattern is transferred to the resist 36 by a thermal imprint method, but an optical imprint method may be used. Alternatively, the groove pattern may be formed directly on the resist 36 by an electron beam drawing method, a photolithography method, or the like.
図13は、本実施の形態で使用するモールド37の平面図である。図の上半分はモールド全体を、下半分はサーボ情報記録領域に対応する部分の拡大図を示したものである。図14は、図13のA−A´線における断面を矢印の方向から見た図である。図14に示すように、モールド37には一定の幅の凹凸が周期的に繰り返される所謂ライン・アンド・スペース(以下、L/Sと称する)パターン39が刻まれている。ここで、凹部深さ38は50nmであり、L/Sパターンのピッチ40は60nmである(凹部の幅は30nm、凸部の幅も30nm)。このL/Sパターンはトラック形成用のものであり、そのピッチは、本実施の形態におけるパターンドメディアのトラックピッチに対応する。
FIG. 13 is a plan view of the
サーボ情報記録領域には、このL/Sパターンに直交するように別のL/Sパターンも刻みこまれている。このL/Sパターンのピッチ41は70nmであり、二つのL/Sパターンの交点が転写された位置にアルミナナノホールが選択的に形成され、サーボ情報を記録するための強磁性体粒子が埋め込まれる。なお、サーボ情報記録領域用L/Sパターンの深さは、上記トラック用L/Sパターンと同じであり、凹部の幅及び凸部の幅は夫々35nmである。 Another L / S pattern is also engraved in the servo information recording area so as to be orthogonal to the L / S pattern. The pitch 41 of this L / S pattern is 70 nm, and alumina nanoholes are selectively formed at the positions where the intersections of the two L / S patterns are transferred, and ferromagnetic particles for recording servo information are embedded. . The depth of the servo information recording area L / S pattern is the same as that of the track L / S pattern, and the width of the concave portion and the width of the convex portion are each 35 nm.
次に、モールド37の型が転写されたレジスト36をO2プラズマアッシャによってアッシング処理し(PF電力50W,処理時間20s)、凹部の底に残っているレジストの残渣を除去する。その後、塩素系のRIEによってAl膜7を10nm程度エッチングする。RIEエッチングの条件は、圧力0.2pa、Cl2流量45sccm、Ar流量5sccm、及びRF電力200Wである。RIEエッチング時間は1分間である(図11(d))。
Next, the resist 36 to which the
次に、レジスト膜7をアッシング処理し(PF電力50W,処理時間60s)、更にアセトン中に1分間浸漬することによりAL膜7からレジスト36を剥離する。レジスト36を剥離するとAL膜7表面には、モールド37のパターンが転写された凹凸が現れる(図11(e))。
Next, the resist
次に、AL膜7を陽極とし、別途用意するAl板を陰極として、これらの電極を0.3Mの希硫酸からなる電解液に浸し20Vの電圧を5分間に印加する。するとAL膜7は陽極酸化されてアルミナ膜5となり、トラック内のデータエリアには50nmピッチのアルミナナノホール9の列が形成され、サーボ情報エリアおよびギャップエリアには70nmピッチのアルミナナノホール列が形成される。
Next, using the
上記陽極酸化条件は、同心円状の凹部に50nmピッチのアルミナナノホール列を形成するためのものである。従って、同心円上に凹部のみが形成されたデータエリアには、50nmピッチのアルミナナノホール列が形成される(図11(f))。 The anodic oxidation conditions are for forming alumina nanohole arrays with a pitch of 50 nm in concentric recesses. Therefore, an alumina nanohole array having a pitch of 50 nm is formed in the data area in which only the concave portions are formed on the concentric circles (FIG. 11 (f)).
ところで、アルミナナノホールには、2本の溝が交わる交点に選択的に形成されるという性質がある。従って、トラック用L/Sパターン39とサーボ情報記録領域用L/Sパターン42が交差する位置(凹部)には選択的にアルミナナノホールが形成される。サーボ情報記録領域用L/Sパターンのピッチは70nmなので、サーボ情報エリアには、70nmピッチのアルミナナノホール列が形成される。
By the way, the alumina nanohole has a property of being selectively formed at the intersection where two grooves intersect. Accordingly, alumina nanoholes are selectively formed at positions (concave portions) where the track L /
次に、アルミナナノホールの形成された基板1を、硫酸コバルト(CoSo4)水溶液とホウ酸水溶液からなるメッキ液(CoSO4:50g/l、ホウ酸:20g/l)に浸し50℃に保つ。この状態で、基板1上の酸化停止層22と別途用意する電極との間に12Vの交流電圧を印加して、強磁性体Coをアルミナナノホールに充填し更にアルミナ膜の表面を覆うまでメッキする(図12(g))。
Next, the
次に、この表面のCoを、CMP(chemical mechanical polishing)法によって研磨し表面を平坦化する。研磨剤にはシリカ粒子を主成分とするスラリーを用い、アルミナ膜5の表面も約10nm研磨する(図12(h))。
Next, Co on the surface is polished by a CMP (chemical mechanical polishing) method to flatten the surface. A slurry mainly composed of silica particles is used as the polishing agent, and the surface of the
次に、平坦化したアルミナ膜5の表面に、厚さ3nmのDLC(ダイヤモンドライクカーボン)をスパッタ法で成膜して保護膜23を形成する。次に、ディップ法によって、フッ素系の液体潤滑剤を保護膜23の表面に約1nmを塗布する(図12(i))。
Next, a
最後に、アルミナナノホールに強磁性体が埋めこまれた基板に、垂直磁界を印加して強磁性体粒子全体を一方向に磁化する。 Finally, a perpendicular magnetic field is applied to the substrate in which the ferromagnetic material is embedded in the alumina nanoholes to magnetize the entire ferromagnetic particle in one direction.
以上の工程により、サーボ情報エリアを有する図1〜6のようなパターンドメディアを製作することができる。 Through the above steps, the patterned media as shown in FIGS. 1 to 6 having the servo information area can be manufactured.
本実施の形態におけるパターンドメディアの製造方法は、アルミナナノホールを利用したパターンドメディアに関するものである。電子線描画法を用いて非磁性体に孔を開けて強磁性体を埋め込むタイプのパターンドメディアを製造するには、以下のようにすればよい。まず、図10(a)の工程において、酸化停止膜層22の形成を省略し、Al膜7の代わりに例えばSiO2膜をCVD法により100nm堆積する。次に、図10(b)の工程ではインプリント用レジストの代わりに電子線描画用のレジストを50nmスピンコートする。次に、図10(c)及び(d)の工程に代わりに、アルミナナノホールを形成すべき総ての位置(データエリア、サーボ情報エリア及びギャップ)に電子線を照射して、アルミナナノホールと同程度の直径(10nm)の円を描く。その後このレジストを現像し、アルミナナノホールに対応した多数の孔の開いたパターンを形成する。次に、その後、塩素系のRIEによってSiO2膜に下地軟磁性体膜に貫通する孔を開ける。以後の工程は、上記アルミナナノホールを利用したパターンドメディアの製造方法と同じである。
The method for producing patterned media in the present embodiment relates to patterned media using alumina nanoholes. In order to manufacture a patterned media of a type in which holes are made in a non-magnetic material and a ferromagnetic material is embedded using an electron beam drawing method, the following may be performed. First, in the process of FIG. 10A, the formation of the oxidation
(4)実施の形態4
次に、本実施の形態におけるパターンドメディア製造用のモールド37について説明する。
(4)
Next, the
本実施の形態のモールド37は、図13に示したように、同心円上のトラック用L/Sパターン39とこれに交差するサーボ情報記録領域用L/Sパターン42とを具備している。このパターンは、以下に説明するように、電子線描画装置でレジスト膜に描画され、金属厚膜に写し取られる。
As shown in FIG. 13, the
アルミナナナノホールを形成するためのモールドのパターンは、必ずしも図13に示すようにL/Sからなるパターンではなく、多数の点を整列させたパターンであってもよい。しかし、L/Sからなるパターンを用いることによって、モールドの作製が極めて容易になる。 The pattern of the mold for forming the alumina nanoholes is not necessarily a pattern made of L / S as shown in FIG. 13, but may be a pattern in which a large number of points are aligned. However, the use of a pattern made of L / S makes it extremely easy to produce a mold.
点状の凹部が形成されたAl膜を陽極酸化すると、点状の凹部に選択的にアルミナナノホールが形成される。従って、モールドのパターンとしては、図16のようなアルミナナノホールを形成したい位置に点状の凸部を一つ一つ設けたパターンでもよい(図16には、三トラック分の凸部を示してある。)。しかし、このようなパターンを電子線描画装置で描こうとすると、凸部を一点描く毎に電子線を遮断(ブランキング)をしてから、次の描画位置に電子線照射位置を移動しなければならない。従って、この方法は極めて非効率的である。この方法に対して、L/Sパターを用いる方法では、一定電流の電子線でレジストの表面を連続的に走査すればよいので極めて効率的である。 When the Al film in which the dot-like recesses are formed is anodized, alumina nanoholes are selectively formed in the dot-like recesses. Accordingly, the pattern of the mold may be a pattern in which dot-like protrusions are provided one by one at a position where an alumina nanohole is to be formed as shown in FIG. 16 (FIG. 16 shows protrusions for three tracks. is there.). However, if an attempt is made to draw such a pattern with an electron beam drawing device, the electron beam irradiation position must be moved to the next drawing position after blocking (blanking) the electron beam every time a convex part is drawn. Don't be. This method is therefore very inefficient. In contrast to this method, the method using the L / S pattern is extremely efficient because the resist surface only needs to be continuously scanned with an electron beam having a constant current.
また、モールドの他のパターンとしては、図17のように、サーボ情報を担うアルミナナノホールの位置で、L/Sパターン(凸部)45の幅を膨らました瘤46を設けてもよい。このような瘤を形成するには、まず電子線描画によりトラック用のL/Sパターンを描画した後、瘤46となる位置にL/S幅より少し広めの円を描画することになる。
Further, as another pattern of the mold, as shown in FIG. 17, a
この作業自体、一つ一つ円を描かなければならないので効率が悪い。しかも、このようなパターンを描こうとすると、60nmのトラックピッチで形成されたトラック用L/Sパターンに重なるように円を描画しなければならない。このような描画には、数十nmの精度で描画位置を合せることが必要である。そのような高精度の位置合せは極めて困難であり、図17のようなパターンを形成するのは事実上不可能である。 This work itself is inefficient because it has to draw a circle one by one. Moreover, if such a pattern is to be drawn, a circle must be drawn so as to overlap the track L / S pattern formed at a track pitch of 60 nm. For such drawing, it is necessary to align the drawing position with an accuracy of several tens of nm. Such highly accurate alignment is extremely difficult, and it is practically impossible to form a pattern as shown in FIG.
これに対して、本実施の形態におけるパターン(図13)では、サーボ情報記録領域用L/Sパターン42がトラック用L/Sパターン39のピッチより長く描かれるので、図15のように、トラック用L/Sパターン39とサーボ情報記録領域用L/Sパターン42は必ず交差する。すなわち、本実施の形態におけるサーボ情報記録領域用L/Sパターン42を描画するためには、高精度の位置合せは不要である。従って、図13のようなパターンを有するモールドは、容易に作製することができる。尚、図15では、L/Sパターンは直線で表しているが、実際にはL(ライン)とS(スペース)の幅は、1:1である。
On the other hand, in the pattern (FIG. 13) according to the present embodiment, the servo information recording area L /
図18及ぶ図19は、図13に示したモールドの製造方法を図示したものである。図の右半分は作成途上のモールド等の平面図であり、左半分は平面図のA−A´線における断面を矢印の方向から見た図である。 18 and 19 illustrate a manufacturing method of the mold shown in FIG. The right half of the figure is a plan view of a mold or the like that is being created, and the left half is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the plan view as seen from the direction of the arrow.
まず、シリコン基板47の上に、電子線描画用のレジスト48をスピンコートする。レジスト48の厚さは、約50nmである(図18(a))。基板としては、SiN、ガラス等からなる表面の平坦な円板を用いることもできる。
First, a resist 48 for electron beam drawing is spin-coated on the
次に、レジスト48がコートされた基板47をr−θ型の電子線描画装置に装填し、60nmピッチで同心円状のL/Sパターン49を、レジスト48に描画する(図18(b))。
Next, the
次に、サーボ情報記録領域に対応するエリアに70nmピッチで、同心円状のL/Sパターン49と交差する直線群50を描画する(図18(c))。
Next, a
次に、電子線で露光したレジスト48を、現像処理する。図18(d)は、現像処理によってレジスト48にL/Sパターンが形成された部分の拡大断面図である。以後、図18(f)までは、拡大断面図である。 Next, the resist 48 exposed with the electron beam is developed. FIG. 18D is an enlarged cross-sectional view of a portion where the L / S pattern is formed on the resist 48 by the development process. Hereinafter, FIG. 18F is an enlarged cross-sectional view.
次に、L/Sパターンが形成された基板47に、電子線蒸着装置を用いて厚さ約50nmのNi膜を蒸着する(図19(e))。このNi膜を電極として、スルファミン酸Ni水溶液を用いてNiを電鋳し厚さ300 μmのNi板54を形成する(図19(f))。
Next, a Ni film having a thickness of about 50 nm is deposited on the
最後に、基板47を剥離しその後裏面研磨及び外径加工を行うと、図13に示したようなモールドが完成する(図19(g))。
Finally, when the
図18(b)及び(c)におけるL/Sパターンは、基板を載せる試料台が回転可能なr−θ型電子線描画装置で描画される。しかし、図18(b)の同心円状のL/Sパターンはr−θ型電子線描画装置で描画し、図18(c)の短い直線群50は描画フィールド(電子線の走査方向、すなわちXY座標)が回転可能なXY型電子線描画装置で描画すれば処理速度は一層向上する。
The L / S patterns in FIGS. 18B and 18C are drawn by an r-θ type electron beam drawing apparatus in which a sample stage on which a substrate is placed can rotate. However, the concentric L / S pattern in FIG. 18B is drawn by the r-θ type electron beam drawing apparatus, and the short
この場合、基板をr−θ型電子線描画装置から外して、XY型電子線描画装置に再度装着しなければならないので、直線群50を描画する際同心円状のL/Sパターン49の中心を正確に特定することが困難になる。しかし、本実施の形態では、同心円状のL/S49に対して直線群50を交差させてサーボ情報を書き込むので、多少の偏心や位置ずれがあってもトラッキング時の情報処理によって容易に補正することができる。
In this case, since the substrate must be removed from the r-θ type electron beam drawing apparatus and mounted again on the XY type electron beam drawing apparatus, the center of the concentric L /
すなわち、各トラック(または、セクタ)には何らかのサーボ情報が書き込まれているので、その情報を基に各トラック(またはセクタ)を特定することが可能である。 That is, since some servo information is written in each track (or sector), it is possible to identify each track (or sector) based on that information.
図20は、図2および図4〜6に示したサーボ情報記録領域を形成するための電子線描画パターンである。図中には、60nmピッチで整列する強磁性体粒子28(第1の強磁性体)および70nmピッチで整列する強磁性体粒子29(第2の強磁性体)も記載されている。描画パターンは細い線51で描かれているが、実際には強磁性体粒子29の直径と同程度の幅である。
FIG. 20 is an electron beam drawing pattern for forming the servo information recording area shown in FIG. 2 and FIGS. In the figure, ferromagnetic particles 28 (first ferromagnet) aligned at a pitch of 60 nm and ferromagnetic particles 29 (second ferromagnet) aligned at a pitch of 70 nm are also described. Although the drawing pattern is drawn with a
図20(a)〜(d)のパターンは、それぞれ図2、図4〜6のサーボ情報記録領域を形成するためのものである。 The patterns shown in FIGS. 20A to 20D are for forming the servo information recording areas shown in FIGS. 2 and 4 to 6, respectively.
以上の実施の形態をまとめると,次の付記のとおりである。 The above embodiment is summarized as follows.
(付記1)
円形の基板上に形成された非磁性体膜によって離隔された単一磁区からなる強磁性体が、前記円形の基板と中心が同一の複数の同心円上に規則的に整列されてなる磁気記録媒体において、
前記複数の同心円の夫々に、前記強磁性体からなり第1のピッチで整列された第1の強磁性体と、前記強磁性体からなり第1のピッチとは異なる第2のピッチで整列された第2の強磁性体が配置され、
前記複数の同心円を構成する一の同心円上の第2の強磁性体の配列と、前記複数の同心円を構成する他の同心円状の第2の強磁性体の配列との相違によって、前記一の同心円を前記他の同心円と識別可能とすることを特徴とする磁気記録媒体。
(Appendix 1)
A magnetic recording medium in which a ferromagnetic material composed of a single magnetic domain separated by a nonmagnetic film formed on a circular substrate is regularly aligned on a plurality of concentric circles having the same center as that of the circular substrate. In
Each of the plurality of concentric circles is arranged with a first ferromagnetic material made of the ferromagnetic material and arranged at a first pitch, and with a second pitch made of the ferromagnetic material and different from the first pitch. A second ferromagnet is disposed,
Due to the difference between the arrangement of the second ferromagnetic bodies on one concentric circle constituting the plurality of concentric circles and the arrangement of the other concentric second ferromagnetic bodies constituting the plurality of concentric circles, A magnetic recording medium characterized in that a concentric circle is distinguishable from the other concentric circles.
(付記2)
円形の基板上に形成された非磁性体薄膜中に埋め込まれた単一磁区からなる磁性体が、前記円形の基板と中心が同一の渦巻き上に規則的に整列されてなる磁気記録媒体において、
前記渦巻きの各周回に、前記磁性体からなり第1のピッチで整列された第1の強磁性体と、前記磁性体からなり第1のピッチとは異なる第2のピッチで整列された第2の強磁性体が配置され、
前記各周回を構成する一の周回上の第2の強磁性体の配列と、前記各周回を構成する他の周回上の第2の強磁性体の配列との相違によって、前記一の周回を前記他の周回と識別可能とすることを特徴とする磁気記録媒体。
(Appendix 2)
In a magnetic recording medium in which a magnetic material composed of a single magnetic domain embedded in a nonmagnetic thin film formed on a circular substrate is regularly aligned on the same spiral as the circular substrate,
A first ferromagnetic body made of the magnetic material and aligned at a first pitch and a second ferromagnetic material made of the magnetic material and aligned at a second pitch different from the first pitch are arranged around each of the spirals. Of ferromagnetic material,
Due to the difference between the arrangement of the second ferromagnets on one round constituting each round and the arrangement of the second ferromagnets on the other round constituting each round, the one round A magnetic recording medium characterized in that it can be distinguished from the other rounds.
(付記3)
第2の強磁性体の配列が、符号化されていることを特徴とする付記1又は2に記載の磁気記録媒体。
(Appendix 3)
The magnetic recording medium according to
(付記4)
前記同心円または前記周回の夫々が複数の区画に分割され、
前記複数の区画のそれぞれに、第2の強磁性体が配置され、
符号化された前記配列によって、前記複数の区画を構成する一の区画を他の区画と識別可能にすることを特徴とする付記3に記載の磁気記録媒体。
(Appendix 4)
Each of the concentric circles or the rounds is divided into a plurality of sections;
A second ferromagnetic body is disposed in each of the plurality of compartments;
The magnetic recording medium according to
(付記5)
前記非磁性体がアルミナであり、
前記強磁性体が、前記アルミナに形成された孔に埋め込まれていることを特徴とする付記1乃至4に記載の磁気記録媒体。
(Appendix 5)
The non-magnetic material is alumina;
The magnetic recording medium according to any one of
(付記6)
アルミニウム膜の表面に直接押し付けて、陽極酸化によって形成されるアルミナの中に開口する孔の位置を特定する平板状の型材において、
同心円状または渦巻き状の凸部に、所定の間隔を隔てて配置された線状の凸部が交差していることを特徴とする型材。
(Appendix 6)
In the plate-shaped mold material that directly presses against the surface of the aluminum film and identifies the position of the hole opened in the alumina formed by anodization,
A mold material, characterized in that linear convex portions arranged at predetermined intervals intersect with concentric or spiral convex portions.
(付記7)
付記1乃至5に記載の磁気記録媒体の製造法であって、
基板上にアルミニウム膜を形成する工程と、
前記アルミニウム膜の表面に直接付記6に記載の型材を押し付けて、前記アルミニウム膜に前記型材の型を転写する工程と、
前記型が転写された前記アルミニウム膜を陽極酸化して、前記アルミニウム膜をアルミナ膜に転換するとともに、前記型の転写された領域に孔を形成する工程と、
前記孔に強磁性体を埋め込む工程とからなる磁気記録媒体の製造法。
(Appendix 7)
A method of manufacturing a magnetic recording medium according to
Forming an aluminum film on the substrate;
Pressing the mold material according to appendix 6 directly onto the surface of the aluminum film to transfer the mold of the mold material to the aluminum film;
Anodizing the aluminum film to which the mold has been transferred, converting the aluminum film to an alumina film, and forming a hole in the transferred area of the mold;
A method of manufacturing a magnetic recording medium comprising a step of embedding a ferromagnetic material in the hole.
(付記8)
付記1乃至5に記載の磁気記録媒体に、情報の記録及び再生の一方又は双方を行う磁気記録再生装置であって、
第1および第2の強磁性体の生成する電気信号から、第2の強磁性体の前記配列を特定するサーボ情報読取装置を有することを特徴とする磁気記録媒体の記録再生装置。
(Appendix 8)
A magnetic recording / reproducing apparatus that performs one or both of recording and reproducing information on the magnetic recording medium according to
A recording / reproducing apparatus for a magnetic recording medium, comprising: a servo information reading device that identifies the arrangement of the second ferromagnetic materials from electrical signals generated by the first and second ferromagnetic materials.
本発明は、磁気記録装置製造業で利用することができる。 The present invention can be used in the magnetic recording device manufacturing industry.
1 基板
2 強磁性体粒子
3 非磁性体
4 同心円
5 アルミナ膜
7 Al膜
8 浅い溝
9 アルミナナノホール
10 モールド
11 軟磁性体
12 雛形
13 ハード磁気ディスク
14 強磁性膜
15 磁界
16 非磁性体
17 パターンドメディア
18 サーボ情報記録領域
19 強磁性体
20 密着層
21 下地軟磁性層
22 酸化停止層
23 保護膜
24 液体潤滑剤
25 トラック
26 第1のピッチ
27 第2のピッチ
28 第1のピッチで整列された強磁性体(第1の強磁性体)
29 第2のピッチで整列された強磁性体(第2の強磁性体)
30 第2の強磁性体のペア
31 トラックの走行方向
32 符号化領域の始まりと終わりを現すギャップ
33 データエリア
34 サーボ情報エリア
35 ギャップ
36 レジスト
37 モールド
38 モールドの凹凸の深さ
39 モールドのL/Sパターン(トラック用)
40 モールドのL/Sパターンのピッチ(トラックピッチ)
41 モールドのL/Sパターン(サーボ情報記録領域用)のピッチ
42 モールドのL/Sパターン(サーボ情報記録領域用)
43 Co
44 点状
45 L/Sパターン
46 瘤
47 シリコン基板
48 電線描画用のレジスト
49 同心円状のL/Sパターン
50 同心円状のL/Sパターンと交差する直線群
51 描画パターンを示す線
52 磁気ヘッド
53 Ni膜
54 Ni板
55 螺旋
56 螺旋上の点
57 周回
58 ハードディスク・アセンブリ
59 ハードディスク・アセンブリの出力
60 第1の同期信号抽出回路
61 第2の同期信号抽出回路
62 第1の同期検波回路
63 第2の同期検波回路
64 第1のスイッチ
65 第1の低域通過フィルタ
66 第2のスイッチ
67 第2の低域通過フィルタ
68 制御信号およびデータ
69 信号処理装置
70 第1の曲線
71 第1〜第6の曲線
72 ギャップに対応する期間
73 サーボ情報エリアに対応する期間
74 データエリアに対応する期間
75 閾値
DESCRIPTION OF
29 Ferromagnetic materials aligned at the second pitch (second ferromagnetic material)
30 Pair of
40 Mold L / S pattern pitch (track pitch)
41 Pitch of mold L / S pattern (for servo information recording area) 42 L / S pattern of mold (for servo information recording area)
43 Co
44 dot 45 L /
50 A group of straight lines intersecting the concentric L / S pattern 51 A line indicating a
54
Claims (6)
前記複数の同心円の夫々に、前記強磁性体からなり第1のピッチで整列された第1の強磁性体と、前記強磁性体からなり第1のピッチとは異なる第2のピッチで整列された第2の強磁性体が配置され、
前記複数の同心円を構成する一の同心円上の第2の強磁性体の配列と、前記複数の同心円を構成する他の同心円状の第2の強磁性体の配列との相違によって、前記一の同心円を前記他の同心円と識別可能とすることを特徴とする磁気記録媒体。 A magnetic recording medium in which a ferromagnetic material composed of a single magnetic domain separated by a nonmagnetic film formed on a circular substrate is regularly aligned on a plurality of concentric circles having the same center as that of the circular substrate. In
Each of the plurality of concentric circles is arranged with a first ferromagnetic material made of the ferromagnetic material and arranged at a first pitch, and with a second pitch made of the ferromagnetic material and different from the first pitch. A second ferromagnet is disposed,
Due to the difference between the arrangement of the second ferromagnetic bodies on one concentric circle constituting the plurality of concentric circles and the arrangement of the other concentric second ferromagnetic bodies constituting the plurality of concentric circles, A magnetic recording medium characterized in that a concentric circle is distinguishable from the other concentric circles.
前記渦巻きの各周回に、前記磁性体からなり第1のピッチで整列された第1の強磁性体と、前記磁性体からなり第1のピッチとは異なる第2のピッチで整列された第2の強磁性体が配置され、
前記各周回を構成する一の周回上の第2の強磁性体の配列と、前記各周回を構成する他の周回上の第2の強磁性体の配列との相違によって、前記一の周回を前記他の周回と識別可能とすることを特徴とする磁気記録媒体。 In a magnetic recording medium in which a magnetic material composed of a single magnetic domain embedded in a nonmagnetic thin film formed on a circular substrate is regularly aligned on the same spiral as the circular substrate,
A first ferromagnetic body made of the magnetic material and aligned at a first pitch and a second ferromagnetic material made of the magnetic material and aligned at a second pitch different from the first pitch are arranged around each of the spirals. Of ferromagnetic material,
Due to the difference between the arrangement of the second ferromagnets on one round constituting each round and the arrangement of the second ferromagnets on the other round constituting each round, the one round A magnetic recording medium characterized in that it can be distinguished from the other rounds.
前記複数の区画のそれぞれに、第2の強磁性体が配置され、
符号化された前記配列によって、前記複数の区画を構成する一の区画を他の区画と識別可能にすることを特徴とする請求項3に記載の磁気記録媒体。 Each of the concentric circles or the rounds is divided into a plurality of sections;
A second ferromagnetic body is disposed in each of the plurality of compartments;
The magnetic recording medium according to claim 3, wherein one section constituting the plurality of sections is distinguishable from other sections by the encoded arrangement.
前記強磁性体が、前記アルミナに形成された孔に埋め込まれていることを特徴とする請求項1乃至4に記載の磁気記録媒体。 The non-magnetic material is alumina;
The magnetic recording medium according to claim 1, wherein the ferromagnetic material is embedded in a hole formed in the alumina.
第1および第2の強磁性体の生成する電気信号から、第2の強磁性体の前記配列を特定するサーボ情報読取装置を有することを特徴とする磁気記録媒体の記録再生装置。 A magnetic recording / reproducing apparatus that performs one or both of recording and reproducing information on the magnetic recording medium according to claim 1,
A recording / reproducing apparatus for a magnetic recording medium, comprising: a servo information reading device that identifies the arrangement of the second ferromagnetic materials from electrical signals generated by the first and second ferromagnetic materials.
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