KR100241107B1 - 자기기록매체와 그 제조방법 및 자기기록장치 - Google Patents

Abstract

서보정보가 써넣어지는 자기 패턴과, 데이타가 써넣어지는 자기기록층을 가지는 자기기록매체는, 비자성기판과, 비자성기판상에 형성된 자기기록층과, 서보신호기록영역에 있어서, 자기기록층에 접속하는 경질자성층을 가지고, 다시금, 트랙길이방향의 막두께의 변화로서 형성된 서보패턴을 가지고 있다.

Description

자기기록매체와 그 제조방법 및 자기기록장치

제1(a)도는 자기헤드에 의하여 하나씩 써넣어진 종래의 이상적인 서보패턴을 도시한 평면도. 제1(b)도는 그 서보패턴의 실제로 써넣어진 상태를 도시한 평면도.

제2도는 본 발명의 제1실시형태에 관계되는 자기디스크를 갖는 자기디스크장치의 일예를 도시한 평면도.

제3도는 본 발명의 제2실시형태의 자기기록매체의 단면도.

제4도는 본 발명의 실시형태의 자기기록매체의 평면도.

제5(a)도는 본 발명의 실시형태의 자기기록매체에서의 서보패턴의 배치를 도시한 평면도. 제5(b)도는 그 서보패턴을 자기헤드에 의하여 읽어낸 트랙킹 신호의 일에를 도시한 파형도.

제6(a)도, 제6(b)도는 본 발명의 실시형태의 자기기록매체로의 트랙킹신호의 써넣기방법을 도시한 사시도.

제7(a)도는 본 발명의 실시형태의 자기기록매체로부터의 트랙킹신호의 읽어내기 방법을 도시한 단면도. 제7(b)도는 트랙킹신호와 서보패턴의 막두께와의 관계를 도시한 특성도.

제8(a)도∼제8(e)도는 본 발명의 제2실시형태의 자기기록매체의 제1의 제조방법을 도시한 단면도.

제9(a)도∼제9(d)도는 본 발명의 제2실시형태의 자기기록매체의 제2의 제조방법을 도시한 단면도.

제10(a)도∼제10(d)도는 본 발명의 제2실시형태의 자기형태의 자기기록매체의 제3제조방법을 도시한 단면도.

제11도는 본 발명의 제3실시형태의 자기기록매체의 단면도.

제12(a)도∼제12(d)도는 본 발명의 제3실시형태의 자기기록매체의 제1의 제조방법을 도시한 단면도.

제13(a)도는 본 발명의 제3실시형태의 자기기록매체의 제2의 제조방법을 도시한 단면도.

제14(a)도는 본 발명의 제4실시예에 관한 디스크의 서보패턴의 일에를 도시한 평면도, 제14(b)도는 그 부분 확대 평면도.

제15도는 본 발명의 제4실시형태에 관한 자기 디스크의 구조의 제1예를 도시한 단면도.

제16(a)도는 본 발명의 제4실시형태에 관한 자기 디스크에의 서보 정보를 자기헤드로서 써놓은 예를 도시한 사시도, 제16(b)도는 본 발명의 실시형태에 관계되는 자기 디스크에의 서보 정보를 영구자석으로서 써놓은 예를 도시한 사시도.

제17도는 본 발명의 제4실시예에 관계되는 자기 디스크의 서보정보의 읽어내기 상태를 도시한 단면도 및 자기헤드의 출력파형도.

제18도는 본 발명의 제4실시형태에 관한 자기 디스크의 위상 서보를 설명하는 서보패턴의 평면도와 자기헤드의 출력파형도.

제19도는 본 발명의 제4실시형태에 관한 자기 디스크의 서보패턴의 다른 예를 도시한 평면도.

제20(a)도는 본 발명의 제4실시형태에 관한 자기 디스크의 서보패턴을 형성 할때의 레지스트의 노광방법의 제1예를 도시한 사시도, 제20(b)도는 노광과 스텝모터구동의 타이밍 차트.

제21(a)도는 본 발명의 제4실시형태에 관한 자기 디스크의 서보패턴을 형성 할때의 레지스트의 노광방법의 제2예를 도시한 사시도. 제21(b)도, 제21(c)도는 레이저 광조사와 스텝모터구동의 타이밍차트.

제22(a)도∼제22(e)도는 본발명의 제4실시형태에 의한 자기 디스크의 제1의 제조공정을 도시한 단면도.

제23도는 본 발명의 제4실시형태에 의한 자기 디스크의 구조의 제2예를 도시한 단면도.

제24(a)도∼제24(e)도는 본 발말의 제5실시형태에 의한 자기 디스크의 제2의 제조공정을 도시한 단면도.

제25(a)도, 제25(b)도는 본 발명의 제6실시형태에 의한 자기 디스크의 구조의 제1예의 제조공정을 도시한 단면도.

제26(a)도∼제26(c)도는 본 발명의 제6실시형태에 관한 자기 디스크의 구조의 제2예의 제조공정을 도시한 단면도.

본 발명은 자기기록매체와 그 제조방법 및 자기기록장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 서보정보(트럭위치정보)를 써넣기 위한 자성패턴과 데이타를 써넣는 자기기록층을 가지는 자기기록매체와 그 제조 방법과, 그 자기기록매체를 가지는 자기기록장치에 관한 것이다.

자기 디스크장치에 있어서는 자기기록밀도를 증가시키기 위하여 자기기록매체(자기 디스크)의 트랙밀도를 높게하는 경향이 있다. 높은 트랙밀도를 실현하기 위하여 자기헤드의 트랙킹 정밀도를 향상시키는 것이 필요하고, 트랙위치를 검출하는 수단으로서 서보면 서보방식, 섹터서보방식, 베리드서보방식 등, 갖가지의 트랙킹서보방식 등이 있다.

그들의 방식으로는 자기 디스크에 써넣어진 서보 신호를 자기헤드에 의하여 읽어내고, 그 신호에 따라 헤드 액츄에이터를 제어하여 자기헤드를 목표로 하는 트랙의 위치까지 이동시켜져 있다.

서보정보와 데이타 정보의 쌍방을 기록하는 구조를 가지는 자기기록매체로서, 예를 들면 특개평2-218016호 공보에 기록되어있는 바와 같이, 자기적으로 읽어내어지는 요철의 비트를 자기기록매체의 표면에 설치하여, 비트단에 발생하는 자속을 트랙킹신호로서 꺼내고, 그 신호에 의하여 자기헤드의 위치를 제어하는 방법이 있다. 그 비트상에는 자기기록층이 존재하는 구조와 존재하지 않는 구조가 제안되어있다.

그러나, 자기기록매체상의 요철의 존재는 자기헤드의 자기디스크로부터의 부상량(浮上量)을 낮게하는 방해가 되므로, 그 부상량을 작게하여 고기록밀도화를 실형하고자 하는 경우에 지장을 가져온다. 또, 자기 디스크의 표면에 요철이 있으면 그 요부내에 먼지를 괴기 쉽다. 이에 대하여, 특개평 59-72644호, 특개평 4-34718호 공보에 있어서, 서보정보를 기록하기 위한 자성체 패턴(이하, 서보패턴이라 함)를 기판상에 형성하고, 더욱이 서보패턴과 기판상에 비자성층, 자기기록층을 순서대로 형성한 구조를 가지는 자기기록매체가 기재되어 있다.

또, 특개평 4-34718호 공보에 기재된 서보패턴의 구조에 의하면, 서보패턴과 자기헤드의 사이에는 헤드 부상에 의한 갭(gap)외에 비자성층과 자기기록층이 존재하고 있으므로, 서보패턴과 자기헤드와의 거리가 멀어진다. 이에 의하여, 자기헤드가 받는 서보패턴으로부터의 신호가 약해져서 서보 신호의 읽어내기 에러가 생기기 쉽다.

또, 서보패턴을 형성하는 경우에 리프트오프법을 사용하면 서보패턴의 연부에 베리가 생기기 쉽게 되므로, 저부상영역에서 헤드크래쉬가 발생하는 원인이 된다.

또, 높은 트랙밀도를 실형하기 위해서는 자기헤드의 트랙정도를 향상시키는 것이 필요하다. 그 트랙위치정보를 검지하기 위해서는 예를 들면 위상 서보방식이 채용되어 있다.

위상 서보방식은 자기헤드의 트랙방향(원주방향)의 위치에 의하여 재생서보신호의 위상이 변화하도록 서보패턴을 배치하는 방식이다.

종래에는 그와 같은 서보패턴을 자기기록매체표면에 기록하기 위해서는 다음과 같은 방법을 채용하고 있다. 예를 들면, 제1(a)도에 도시한 바와 같이, 트랙110의 폭방향(직경방향)으로 복수, 예를 들면, 3∼4정도로 분할되는 크기의 제1의 피치 L₁으로 자기헤드 120을 트랙 110의 폭방향으로 벗어나게 하고, 자기헤드 120을 제2의 피치 L₂으로 원주방향으로 벗어나게 하면서 자기기록매체 표면으로 복수의 자화반전 패턴을 형성하고, 그 자화반전 패턴을 서보패턴 130으로서 이용한다. 자기헤드 120의 기록용 인덕티브헤드의 자극폭은 트랙폭과 거의 같은 크기로 되어 있다.

위상서보방식에서의 트랙킹(트랙위치 결정) 정보의 검출정도는 각 트랙에서의 직경방향의 분할수를 늘릴수록 높아지고, 더구나, 서보패턴 130을 샤프하게 할수록 높아진다.

그러나, 각 트랙 110의 분할수를 증가시키면, 1매의 자기기록매체에 대한 서보패턴 110의 기록시간이 늘고, 더욱이, 고밀도의 트랙으로서는 서보패턴 130의 기록시의 자기헤드 120의 위치결정 정도가 저하하게 된다. 더구나 제1(b)도의 도시한 바와 같이, 자기헤드 120의 자기단부로부터의 빠지는 자계에 의하여 서보패턴 130의 단부에 비트 굴곡 131이 생기거나, 기록에 번짐에 의하여 서보패턴 130단부에 이레이즈영역 132가 생기므로, 서보 정보의 품질이 저하하는 문제가 있다.

더욱이, 특개평 59-72644호에 기재되어 있는 비트마다 작은 서보패턴은 하나의 트랙내에 다수개 형성되어 있으므로, 서보패턴을 형성하기 위한 에칭시에 결락할 염려가 있다.

본 발명은 자기헤드에 의한 서보 신호의 읽어내기를 보다 확실히 하고, 더욱이 그 표면을 평탄하게 할 수 있는 자기기록매체와, 표면의 평탄성을 보다 한층 개선할 수 있는 자기기록매체의 제조방법이 그와 같은 자기기록매체를 구비한 자기기억장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

다른 발명은 서보패턴을 고정밀도로 형성하고, 위치검출정도를 향상하는 자기기록매체와 그 제조방법 및 자기기억장치를 제공하는 목적으로 한다.

본 발명에 의하면, 자기기록층에 연속하여 형성되는 경질자성층을 서보신호기억영역에서 트랙길이 방향으로 막두께를 변화시켜, 그 막두께의 두께부분을 서보패턴으로 하여 적용하고 있다.

이에 의하여, 서보패턴과 자기헤드와의 거리가 극히 근접하게 되므로, 자기헤드에 의해서 읽어내어진 서보신호자계가 강하고, 읽어내어진 에러의 발생이 방지된다.

그와 같은 서보신호기록영역에서의 겅질자성층의 막두께를 변화시키는 구조로서는 첫번째로, 경질자성재로 되는 자기기록층의 하면에 경질자성재로 되는 서보층을 겹쳐서 형성한 것이다. 이 경우, 서보층과 함께 자기기록층에도 서보신호가 써넣어짐으로, 서보신호자계의 강도가 커진다. 또, 서보층은 패턴닝되어 복수의 서보패턴으로 되지만, 자기기록층의 아래에서 그 서보패턴을 둘러싸도록 비자성층을 형성하여 자기헤드의 대향면을 평탄화하면, 저부상의 자기헤드크래쉬가 미연에 방지된다.

또, 제2의 구조로서, 경질자성재로서 되는 자기기록층의 상면에 경자성재로서 되는 서보층을 겹쳐서 형성한 것이다. 이 경우 서보층과 함께 자기기록층에도 서보신호가 써넣어짐으로, 서보신호자계의 강도가 커진다. 또, 서보층은 패터닝되어 복수의 서보패턴으로 되나, 자기기록층 위에서 서보패턴을 둘러싸도록 비자성층을 형성하면, 자기헤드의 대향면이 평탄하게 된다.

서보층과 자기기록층을 같은 재료로 형성하는 경우에는 서보층이, 자기기록층의 막두께의 2.5배 이상이면, 데이타 신호자계와 같은 크기의 트랙킹 정보자계를 얻을 수 있다는 것이 실험에 의하여 확인되어 있다. 즉, 서보신호기록영역에서의 막두께의 변화량은 자기 기록층의 막두께의 2.5배 이상이면 좋다. 그와 같은 서보패턴을 트랙내에서 위상을 달리하여 복수열 배치하고, 더욱이, 각 트랙마다 위상을 달리하여 복수배열하면, 그 위상차에 의하여 생기는 트랙정보자계의 트랙길이 방향의 파형의 편차를 검출함으로써 트랙 위치정보가 검출된다.

본 발명에서는 그와 같은 서보패턴을 형성하는 방법으로서 리프트 오프에 의하여 서보패턴을 형성한 후에, 그 표면을 연마 또는 에칭으로서 평탄화하고 있으므로, 자기기록매체의 표면의 평탄성이 확보되고, 헤드크래쉬의 발생을 미연에 방지할 수 있다.

또, 다른 서보패턴의 형성방법으로써, 서보패턴을 형성하는 영역의 비자성층에 요부를 형성한 후에, 비자성층위에는 경질자성재로써 되는 서보층과 평탄화 막을 순차형성하고, 이어서 평탄화막 서보층을 에칭백함으로써 서보층을 요부내에만 남겨서 서보패턴을 형성하고 있다. 이 방법에 의하면 베리의 발생은 없고, 서보패턴 및 비자성층의 표면에서 평탄성이 손상되는 일은 없다.

더욱이, 다른 서보패턴의 형성방법으로써 서보층을 형성한 후에, 서보패턴을 형성하지 않는 영역에 비자성원소를 이온 주입하여 그 영역의 서보층을 비자성으로 바꿈과 동시에, 남은 서보층을 서보패턴으로써 사용하도록 되어 있다. 이에 의하여, 서보패턴과 그 주변에서는 평탄성이 손상되는 일은 없다.

서보패턴을 자기기록층상에 적층하는 구조를 채용하는 경우에는 경질자성층을 기판상에 형성한 후에, 그 결질자성층 중 서보패턴을 형성하지 않은 영역을 에칭으로서 박층함과 동시에, 에칭된 부분에 비자성층을 배치하고 있다. 이에 의하여, 에칭되지 않고 두껍게 남은 경질자성층을 서보패턴으로 하면, 서보패턴의 주위에는 같은 두께의 비자성층이 존재하게 되므로, 서보패턴과 그 주변은 평탄성이 확보된다. 또, 그 비경질자성층 중 데이타 써넣기 영역을 박층화하고, 그 얇게된 층을 자기기록층으로 하면 서보패턴과 자기기록층의 성막공정은 1회로 끝나 성막공정수가 적어진다.

다른 발명에 의하면, 복수의 트랙을 경사지게 횡절하는 직선상 또는 곡선상의 서보패턴을 자기기록매체에 물리적 형상으로 형성하였으므로, 종래와 같이 서보패턴을 형성 할때에, 이레이즈 영역이 생기거나 또는 비트의 굴곡이 생기지 않게 되고, 위치검출정밀도가 향상한다. 이 경우, 직선상 또는 곡선상의 서보패턴을 경사지게 배치하고 있으므로, 종래의 서보패턴과 자기적으로 등가의 상태로 된다. 그 종래의 서보패턴은 하나의 트랙내에서 트랙폭 방향과 트랙길이 방향으로 각각 소정의 피치로 벗어나게 한 위치에 자기적으로만 기록된 것이다.

본 발명의 서보패턴은 자성층의 막두께의 변화, 자성층의 요철의 변화, 자성층의 부분적 이용에 의하여 구성하고 있다. 이와 같은 구조의 복수의 서보패턴에, 외측으로 일정방향으로 일정한 크기의 자계를 연속으로 하여 인가함으로써, 서보정보가 각 서보패턴에 써넣어진다. 서보정보는 자계의 변화에 의하여 얻게된다.

이와 같이 복수의 트랙을 경사지게 횡절직선상 또는 곡선상의 서보패턴은 패터닝이 단순하고, 이 서보패턴을 복수로 분할한 서보패터닝을 연이어 놓는 것보다 패턴 결락이 생기기 어렵다.

또, 서보패턴은 레지스트 패턴을 사용하여 형성된다. 이 레지스트의 패턴은 노광마스크 또는 레이져광조사를 사용하는 노광공정을 거쳐 형성된다.

노광마스크를 사용하여 레지스트에 서보패턴의 잠상을 형성하는 경우에는 1매의 노광마스크를 사용하여 자기기록매체용의 기판을 스텝상으로 회전시켜서 행한다. 이 경우, 그 기판의 회전의 각 스텝마다 레지스트를 부분적으로 노광하고, 이는 반복하여 행하면, 노광처리가 용이하게 된다. 또, 노광마스크의 위치 맞추기 또는 초점 맞추기는, 기판의 회전을 정지할 때마다 행하여도 좋다.

또, 레이져 광의 조사에 의하여 레지스트를 노광하는 경우에는 서보패턴을 형성하고자 하는 기판을 스텝 또는 연속하여 회전시키면서 행하면, 노광처리가 빨라진다.

더욱이, 자성층을 레이저에 의하여 에칭함으로써 서보영역에 서보패턴을 형성하면, 레지스트의 노광 및 현상처리를 거치지 않고 정밀도가 양호한 패턴이 얻어진다.

제2도는 본 발명의 실시형태에 관계되는 자기 디스크(자기기록매체)를 가지는 자기 디스크장치의 내부를 도시한 평면도이다.

제2도에 도시한 자기디스크 장치 40의 하우징 41내에는 원판상의 자기디스크 1또는 42가 수납되고, 그 중심은 스핀들 모터의 회전 샤프트 1a에 고정되어 있다.

자기 디스크 1 또는 42의 자기 기록층의 면에는 회전중심에서 직경방향으로 연이어 놓는 다수의 트랙 44가 설정되고, 각 트랙은 44는 회전중심의 주위를 둘러싼 원형으로 되어 있다. 또, 자기 기록층의 면에는 회전중심에서 직경방향으로 이어지는 서보영역 45가 원주방향으로 복수개 배치되어 있다. 또, 제2도에 도시한 트랙 44나 서보영역 45는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해 기재한 것이므로, 실제로는 자기 디스크 1 또는 42 표면에는 나타나지 않는다.

그와 같은 자기 디스크 1 또는 42의 상에는 자기헤드를 읽어낸 슬라이더 46이 헤드 아암 47의 선단에 지지되어 배치되어 있고, 그 슬라이더 46은 헤드아암 47에 의해서 자기 디스크 42 상에 위치가 변한다.

헤드아암 47은 그 중앙 가까이의 부분의 스테핑 모터의 회전 샤프트 10b에 부착되어 있고, 트랙제어회로 10으로부터의 신호에 의하여 회전된 회전샤프트 10b와 함께 이동하도록 구성되어 있다. 트랙 제어회로 10a는 서보영역 45의 트랙킹용의 서보패턴의 위상차에 의하여 자기헤드의 아래의 트랙위치를 인식하도록 되어 있다.

제3도는 본 발명의 제2실시예에 관계되는 자기기록 매체의 부분 단면도, 제4도는 그 평면도이다.

제3도에 있어서, 자기 기록매체 1은 글라스 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼 또는 NiP로 덮힌 알루미늄 등으로써 되는 비자성의 기판2와, 기판2상에 형성된 CoCr, CoCrPt, CoCrTa, CoNiCr등의 제1의 경질자성재로서 되는 자기기록층 3과, 자기기록층 3을 덮는 보호층 4를 가지고 있다.

또, 자기기록매체1은 중앙에 축공(軸孔) la를 가지는 원판상의 형을 가지고, 더구나 제4도에 도시와 같이 데이타 신호기록영역 A와 서보신호기록영역B를 가지고 있다. 서보신호영역 B는 제4도에 도시와 같이, 자기헤드 H를 스윙궤도에 대응하여 원호상으로 되어 있다. 이는 자기헤드 H를 로타리 액츄에이터 10b에 의하여 스윙 될 때의 자기기록매체의 1의 내주와 외주에 생기는 요 각의 차를 작게하기 위해서이다. 요 각의 차가 커지면 자기헤드 H에 의한 읽어내기 신호에 변동이 생긴다.

또, 기판의 2표면의 서보신호영역B에는 제3도에 도시와 같이, 서보패턴 형상을 가지는 요부 2a가 복수개 이격하여 형성하고, 그들의 요부 2a내에는 매립되어 있다. 하나의 요부 2a내의 서보층 5와 그위의 자기기록층 3이 실질적으로 하나의 서보패턴의 5p를 구성한다. 서보신호영역B에서는 서보층 5와 자기기록층 3은 접촉하고, 서보층 5에 써넣어진 서보정보는 그위의 자기기록층 3에도 써넣어지도록 된다. 따라서, 서보신호영역B의 자기기록층 3에는 데이타를 기록하지 않게 된다.

더욱이, 서보층 5를 구성하는 제2의 경질자성재는 자기기록층 3을 구성하는 제1의 경질자성재와 동일하게 하여도, 다르게 하여도 좋다.

서보신호기록영역B에서는 제5(a)도에 도시한 바와 같이, 스트라이브상의 클럭신호 패턴 7이 기판2의 표면에 매립되어 있다. 2개의 클럭신호 패턴 7의 사이가 1클럭이 되고, 그들 사이에는 복수의 서보패턴 5p가 거의 마스크상으로 배치되어 있다.

즉, 서보패턴 5p는 자기기록매체 1의 원주방향, 즉 트랙길이방향으로 일정 간격을 두고 복수개 배열되고, 자기기록 매체 1의 직경방향에는 서로 동일한 트랙길이 방향으로 일정량 α로 쉬프트한 상태로 복수개 배치되어 있다. 여기서, 트랙길이방향으로 이어진 복수의 서보층 5를 하나의 패턴으로 하면, 서로 이웃하는 2개의 열패턴에서 나오는 신호자계의 파형에는 제5(b)도와 같이 위상차 α가 생기게 된다.

더욱이, 제5(a)도에서는 서보패턴 5p의 크기는, 하나의 트랙폭으로 2열 들어갈 만한 크기로 되어 있다.

그와 같은 서보패턴의 5p의 위상차 α를 자기헤드에 의하여 검출함으로써 자기기록매체 1의 트랙 위치와 자기헤드H로부터의 읽어내기 신호를 입력한 제어회로 10a는 액츄에이터 10b를 통하여 자기헤드 H를 목표위치까지 이동시킨다.

다음에, 서보패턴 5p에의 트랙킹 정보를 써넣은 방법을 설명한다.

트랙킹 정보의 써넣기는 제6(a)도의 도시한 바와 같이, 자기헤드H를 쓰거나 또는 제6(b)도에 도시한 바와 같이 영구자석P를 사용함으로써 행한다.

제6(a)도에 도시한 바와 같이, 자기헤드H로서 트랙킹 정보를 써넣은 경우에는 원판상의 자기기록매체 1을 회전시킨 상태로, 자기헤드H에서 직류자계를 발생시켜서 그 직류자계에 의하여 소망의 서보층 5와 그 주위의 자기기록층 3을 원주방향 (트랙킹길이방향)으로 동일방향으로 자화시킨다. 더욱이, 서보신호를 써넣을 경우의 자기헤드H의 기록 갭길이는 자기기록층 3에 데이타를 써넣을 경우의 기록 갭 길이보다 넓은 큰 자계를 발생시킬 수 있으므로, 바람직하다.

한편, 제6(b)도에 도시한 바와 같이, 영구자석 P의 S극과 N극을 원주방향에 따라 배치하고, 그 상태로 자기기록매체 1을 회전시켜서 소망의 서보패턴 5p와 그 주위의 자기기록층 3을 동일방향으로 자화시킨다.

어느 트랙킹 정보의 써넣기 방법에 있어서도, 서보패턴 5p 클럭신호 패턴 7의 어느 것도 트랙길이에 따라 같은 방향으로 자화한다. 더욱이, 트랙킹 정보를 써넣을 때에 데이타 기록영역 A가 동시에 자화되었다 하더라도, 데이타를 써넣음으로써 트랙킹 정보는 꺼지게 된다.

이와 같이, 써넣어진 트랙킹 정보는 제7(a)도에 도시한 바와 같이, 자기저항 효과소자 8 또는 인덕티브 소자 9를 가지는 자기헤드H를 통하여 읽어내게 된다. 이 경우, 서보패턴 5p의 실질적인 두께는 서보층 5의 막두께와 자기기록층 3의 막두께의 합으로 되므로, 서보층 5와 자기기록층 3이 떨어져 있는 경우에 비하여, 서보패턴 5p에서 새어나오는 서보 자계 Hs는 커진다.

더구나, 제7(a)도의 도시한 바와 같이, 서보패턴 5p는 자기기로층 3과 동일 평면상에 있으므로, 자기헤드H와 서보패턴 5p의 거리는 실질적으로 자기헤드H와 자기기록층 3의 거리와 동등하게 되므로, 자기헤드H에 입력하는 서보자계는 강하게 되고, 트랙킹 정보의 읽어내기보다 확실하게 된다.

다음에, 자기헤드에 의하여, 읽어내어진 트랙킹 신호출력과 서보패턴 5p의 막두께와의 관계를 조사한 실험결과를 도시한다.

트랙킹 정보의 읽어내기는, 제7(a)도에 도시한 바와 같이, 트랙의 서보패턴 5p를 재생용자기헤드H 아래에서 주행시켜가고, 트랙킹 신호출력 서보패턴 5p의 두께의 관계를 조사하였던 바, 제7(b)도에 도시한 바와 같은 결과를 얻었다.

제7(b)도에 있어서, 데이타 신호기록영역 A에서의 자기기록층 3에 있어서 얻게되는 데이타 신호 출력을 「1」로서 규격화한 값을 종축으로 도시하고, 자기기록층 3의 막 두께를 「1」로한 경우의 서보층 5의 적층수를 N으로 한 경우에, 서보층 5의 막 두께X는 X=Nt로 된다. (다만, t는 자기기록층의 막두께).

제7(b)도에 있어서, 서보층 5의 층수의 증가에 수반하여 트랙킹 신호도 증대하고, 2.5배 정도로 데이타 신호출력과 같은 크기의 출력을 얻었다. 서보층 5를 설치하지 않고, 자기기록층 3에 요상의 비트를 설치하였던 바 그 비트에서 출력된 트랙킹 신호출력은 「0.5」로 되었다.

이와 같이, 서보층 5가 자기기로층 3의 2.5배 이상이 되지 않으면, 서보신호출력이 데이타 신호출력보다 커지지 않는 것은 서보패턴 5p를 구성하는 서보층 5가 이웃의 서보층 5에서 떨어져 있기 때문이다.

다음에, 상기한 자기기록매체 1의 서보패턴 5p의 형성방법을 설명한다.

먼저, 제8(a)도에 도시한 바와 같이, 기판 2상에 레지스트 11을 도포하고, 이를 노광현상하여 서보 신호기록영역 B의 서보패턴 형성부분에 창12를 연다.

그 후에, 제8(b)도에 도시한 바와 같이, 레지스트 11의 창12에서 노출한 부분의 기판 2를 에칭하여 그 상부에 요부 2a를 형성한다. 에칭법으로서는 이온 밀링, 스퍼터에칭, 케미칼에칭 등이 있으나, 이온 밀링과 같은 물리적 에칭법(PVD법)을 사용하는 경우에는 요부 2a의 주연에 베리가 발생할 염려가 있으므로, 적절한 이온 조사각을 확보할 필요가 있다.

더욱이, 기판 2로 하여 실리콘 웨이퍼를 사용하는 경우에는 반응성 이온에칭이 적용되기 때문에 베리는 발생하지 않는다.

다음에, 제8(c)도에 도시한 바와 같이, 전체에 CoCrPt로서 되는 서보층 5를 스퍼터에 의하여 5∼250nm의 두께로 형성하고, 계속하여 레지스트 11을 용제로서 박리하면, 기판2의 요부 2a내에만 서보층 5가 남는다.

계속하여 기판 2와 서보층 5를 평탄화한다. 이 평탄화에 의하여, 자기헤드가 대향하는 자기기로매체 1의 기록면이 평탄화되므로, 기록면상을 부상하거나 기록면을 미끄러지는 자기헤드가 돌기에 의하여 파괴될 염려가 없어진다.

그와 같은 평탄화 공정 후에, 제8(e)도의 도시와 같이, 서보층 5 및 기판 2를 덮는 CoCrPt로서 되는 자기기록층 3을 스퍼터로서 5∼100mm의 두께로 형성하고 다시금 그위에 보호막 4를 형성하면, 제3(a)도에 도시와 같은 구조의 자기기록매체가 완성된다.

먼저, 제1예와 같은 방법으로 제9(a)도에 도시와 같은 기판2상에 요부 2a를 형성한다.

다음에, 제9(b)도에 도시한 바와 같이, 기판 2 상면과 요부 2a내에 CoCr로서 되는 서보층 5를 스퍼터에 의하여 5∼250nm의 두께로 형성하고, 계속하여 포토레지스트 15를 서보층 5상에 도포한다.

이후에, 제9(c)도에 도시한 바와 같이, 포토레지스트 15와 서보층 5를 이온 밀링 또는 스퍼터 에칭 등에 의하여 에칭해 가면, 기판 2의 면이 노출한 단계에서 서보층 5가 요부 2a내에만 남는다.

이 경우, 요부 2a내의 서보층 5의 상면과 기판 2상에 CoCrPt로서 되는 자기기록층 3을 스퍼터에 의해서 5∼100nm의 두께에 형성하고, 다시금 그위에는 보호막 4를 형성한다. 요부 2a내에 남은 서보층 5로 그 위의 상의 자기기록층 3으로서 서보패턴 5p가 구성된다.

상기한 제1예와 제2예의 공정에 의하여 형성된 서보패턴 5a는 비자성기판 2의 표면에 형성한 요부 2a내에 매립되나, 이하에 설명하는 제조공정에 의해서 기판 2상에 서보패턴과 비자석층을 형성하여도 좋다.

먼저, 제10(a)도에 도시한 바와 같이, 기판 2위에 CoCrPt로서 되는 경질자성층 16을 5∼250nm의 두께로 형성한다.

다음에, 제10(b)도에 도시와 같이, 경질자성층 16의 상에 레지스트 17을 도포하고, 이를 노광, 현상함으로써, 서보패턴 배치부분을 제외한 영역의 경질자성층 16을 노출시킨다.

이후에, 제10(c)도에 도시와 같이, 레지스트 17에 덮히지 않는 영역의 경질자성층 16에 크롬(Cr)을 이온주입하면, 그 이온주입 영역의 경질자성층 16은 크롬 Cr리치(Cr-rich)로 되고, 더구나 보다 비정질화 하므로, 비자성층 16a으로 변화한다. 그리고 레지스트 17아래의 서보패턴 배치부분에 남은 경질자성층 16을 서보패턴 5p로서 사용한다.

더욱이, 이온 주입으로서 경질자성층 16으로 요철은 발생하지 않으므로, 평탄화처리는 불필요하게 된다.

다음에, 제10도에 도시와 같이, 레지스트 17을 제거한 후에, CoCrPt로서 되는 자기기록층 3을 스퍼터로서 5∼100nm두께로 형성하여 서보패턴 5a와 비자성층 16a를 덮는다. 그위에 자기기록층 3상에 보호막 4를 형성하는 자기기록매체가 완성한다.

이 구조에 있어서도, 복수 서보패턴 5p와 자기기록층 3이 접촉하게 된다.

더욱이, 본 실시형태에 있어서는 기판의 표면에 비자성층을 형성하고, 그 비자성층에 요부를 설치하여도 좋다.

제2실시형태에서는 서보층의 상에 자기기록층을 형성하고 있으나, 그 상하관계를 역으로 하여도 좋으므로, 이하에 그 실시형태를 설명한다.

제11도는 본 발명의 제3실시형태에 관계되는 자기기록매체의 부분 단면도이다. 그 평면은 제4도에 도시와 같으므로, 생략한다.

제11도에 있어서, 자기기록매체 21은 글라스웨이퍼, 실시콘 웨이퍼 또는 NiP로 덮힌 알루미늄 등으로서 되는 비자성의 기판 22와, 기판 22의 상에 형성된 CoCrPt, CoCrPt, CoCrTa, CoNiCr 등으로서 자기기록층 23과, 자기기록층 23를 덮은 Cr, Ta, Ti, W, SiO₂등의 비자성층 26과 자기기록층 23의 상에서 비자성층 내 26에 둘러싸인 CoCr, CoCrPt, CoCrTa, CoNiCr 등으로서 복수의 서보층 25와, 서보층 25 및 비자성층 26을 덮은 보호막 24로서 구성되어 있다. 그리고, 복수의 분리된 서보층의 25와 그위의 자기기록층 23에 의해서 서보패턴 25p가 완성된다.

자기기록매체 21은 제2실시형태와 같은 원환상으로 되어 있다. 또, 제4도와 같이, 신호영역 B에서는 클럭신호 패턴 27이 형성되고, 2개의 클럭신호 패턴의 27사이에 배치되는 서보패턴 25p는 제2실시 형태와 같은 배치로 되어 있다.

이와 같은 서보패턴 25p에 있어서는 트랙킹 정보의 써넣기 정부는 제2실시형태와 같다. 또, 서보패턴 25p에 써넣어진 트랙킹 정보는 자기헤드로 통하여 읽어내어지게 된다.

이 경우, 서보패턴 25p에서 나오는 자계를 자기헤드가 트랙킹 정보로서 읽어내게 된다. 더구나, 서보층 25와 자기기록층 23으로서 하나의 서보패턴 25p가 구성되므로, 완전히 고립한 종래의 서보패턴보다 트랙킹 신호자계가 강하게 된다.

또, 서보패턴 25p의 주위에 비자성층 26이 매립되어 있으므로, 서보패턴 25p와 자기헤드와 거리는 자기헤드의 부상량과 보호층 24의 막 두께를 가한 크기로 된다. 이 결과, 자기헤드에 입력하는 서보자계는 커지고, 트랙킹정보의 읽어내기는 확실하게 된다.

이 실시형태의 자기기록매체의 21에 있어서는 서보패턴 25p가 너무 두꺼우면 주변의 비자성층 26도 두꺼워져서 자기기록층 23과 자기헤드와의 거리가 너무 떨어진다. 따라서, 서보층 25와 자기기록층 23이 같은 재료로서 형성되어 있는 경우에는 서보층 25의 막두께는 제7(b)도의 실험결과에서 자기기록층 23의 막두께보다 2.5배 정도로 되도록 설정하는 것이 바람직하다.

이 실시형태에 있어서도, 서보층 25의 주위에는 비자성층 26이 매립된 구조로 되어 있으므로, 자기기록매체 21의 기록면의 평탄성은 충분히 확보된다. 더욱이, 이 실시형태에 있어서도, 제4도에 도시한 패턴의 형성 방법을 예를 들어 설명한다.

또, 제12(a)도에 도시한 바와 같이, 기판 22의 상에 CoCrPt에 의한 경질자성층 31을 스퍼터로서 5∼250nm의 두께로 형성한다. 계속하여, 경질 자성층 31상에 레지스트 32를 도포하고, 이를 노광, 현상함으로써, 서보패턴 형성부분을 제외한 영역의 경질자성층 31을 노출시킨다.

그 후에, 제12(b)도에 도시한 바와 같이, 레지스트 32에 덮히지 않는 경질자성층 31의 막두께가 5∼100nm로 되도록 에칭으로서 박리화한다. 이에 의하여 트랙킹 패턴 형성부분의 경질자성층 31의 막두께가 다른 영역보다 두꺼워진다. 막두께의 얇은 부분의 경질자성층 31은 서보패턴 25p로서 사용되고, 얇은 부분은 자기기록층 23로 된다.

그 에칭법으로서는 이온 밀링, 스퍼터에칭, 케미칼 에칭 등이 있으나, 이온밀링과 같은 물리적 에칭법(PVD법)을 사용한다.

다음에, 제12(c)도에 도시한 바와 같이, 전체에 Cr로서 되는 비자성층 26을 스퍼터에 의하여 5∼100nm 두께에 형성하고, 계속하여 레지스트 32을 용제로서 박리하는 레지스트 32에 덮히지 않는 영역만의 비자성층 26이 남는다. 그리고, 그 비자성층으로서 패터닝된 서보층 25의 주위가 매립된다.

더욱이, 레지스트 32를 박리한 후에 서보층 25의 주변에 비자성층 26의 베리가 남는 경우에는 기계적 연마 또는 이온 밀링, 스퍼터 등을 사용하여 베리를 제거함과 동시에 서보층 25와 비자성층 26의 각 표면의 평탄화를 도모할 필요가 있다.

그와 같은 평탄화 공정후에, 제12(d)도에 도시한 바와 같이, 비자성층 26 및 서보층 25 위에 보호막 24를 형성하면, 제11도에 도시와 같은 구조의 자기기록매체가 완성한다.

또, 제13(a)도에 도시한 바와 같이, 기판상에 CrCoPt로서 되는 자기기록층 23과 CrCoPt등으로서 경질자성층 33을 스퍼터에 의하여 각각 5∼100nm, 5∼250nm의 두께에 형성한다.

다음에, 제13(b)도에 도시한 바와 같이, 레지스트 34를 도포하고, 이를 노광, 현상함으로써, 트랙킹패턴 형성부분을 제외한 영역의 자기기록층 23를 노출시킨다.

이 후에, 제13(c)도에 도시한 바와 같이, 레지스트 34에 덮히지 않는 영역의 경질자성층 33층에 크롬(Cr)을 이온 주입하고, 그 이온주입영역을 비자성층 33a로 바꾼다. 이 경우의 이온 주입의 깊이는 이온 가속 에너지의 조정으로서 제어된다. 이에 의하여, 레지스트 34의 방향에 존재하는 경질자성층 33과 자기기록층 23은 서보패턴 25p를 구성한다.

또, 이온 주입으로서 경질자성층 33에 요철은 발생하지 않으므로, 평탄화처리는 불필요하게 된다.

다음에, 레지스트 34를 용제로서 박리한 후에, 제13d도에 도시한 바와 같이, 서보패턴 25p와 비자성층 33a를 덮은 보호막 24를 형성하면, 자기기록매체가 완성된다.

더욱이, 본 실시형태에 있어서, 기판의 표면에 비자성층을 형성하여도 좋다.

제2도에 도시한 자기디스크, 42의 서보영역 45에는 제14a도에 도시와 같이, 트랙 44의 접선 방향에서 소정의 각도로 경사진 직선상의 서보패턴 51이 복수의 트랙 44에 걸쳐 형성되어 있고, 그 서보패턴 51은 간격을 두고 원주 방향으로 복수개가 형성되어 있다. 그 트랙 44의 폭 W₁은 제14b도의 도시한 바와 같이, 자기헤드 50의 기록용 헤드의 자극폭 또는 재생용 헤드의 센스 폭과 거의 같은 크기로 되어 있다.

그 서보패턴 51을 가지는 자기디스크 42는 제15도에 도시한 바와 같은 단면구조를 가지고 있다.

제15도에 도시한 자기디스크 42는 글라스 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼 또는 NiP 피복된 알루미늄웨이퍼로서 되는 비자성의 기판의 52와, 기판 52상의 Cr, SiO₂등의 비자성제로서 되는 하지층 53과, 하지층 53상의 CoCrTa, CoCrPt, CoCr 등의 경질자성재료로서 되는 자기기록층 54와, 자기기록층 54를 덮는 보호층 55를 가지고 있다. 그들의 층 53∼55의 두께에 대하여, 하지층 53은 예를 들면 50nm, 자기기록층 54는 예를 들면 20nm, 보호층 55는 예를 들면, 15nm이다. 더욱이, 53을 생략하는 구조를 채용하는 경우에는 기판 52의 면이 자기기록층 54의 하지층이 된다.

서보영역 45에 존재하는 하지층 53에는 서보패턴 51의 일부를 매립홈 56이 형성되고, 그들의 홈 56내에는 CoCrTa, CoCrPt, CoCr 등과 경질자성층 51a가 매립되어 있다. 하나의 홈 56내의 경질자성층 51a과 그 위의 자기기록층 54에 의하여 실험적으로 하나의 서보패턴 51을 구성하여 있다.

그리고, 서보영역 45에서는, 경질자성층 51a와 홈 56상의 자기기록층 54에 서보정보가 써넣어지게 됨으로, 서보정보영역 45에서의 자기기록층 54에는 서보 정보이외의 데이타가 기록되지 않게 된다. 경질자성층 51a는 자기기록층 54를 구성하는 자성재료와 같은 재료 또는 다른 재료로서 형성된다.

더욱이, 하지층 53을 생략하는 경우에는 기판에 홈 56이 형성되고, 그 안에 경질자성층 51a가 매립되게 된다.

다음에, 서보패턴 51에의 서보 정보를 써넣는 방법을 설명한다.

서보정보의 써넣기는, 제16(a)도의 도시한 바와 같이, 자기헤드 50을 사용하거나 또는 제16(b)도에 도시한 바와 같이, 자기헤드 50에 의해 서보정보를 써넣는 경우에는 원판상의 자기디스크 42를 회전시키면서 자기헤드 50에서 직류자계를 발생시켜, 그 직류자계에 의하여 소망하는 서보패턴 51과 그 주위의 자기기록층 54를 동일 원주방향으로 자화시킨다.

이에 대하여, 제16(b)도의 도시한 바와 같이, 영구자석 57의 S극과 N극을 원주방향으로 배치하고, 그 상태로 자기디스크 42를 회전시켜서 소망하는 서보패턴 51을 동일방향으로 자화시킨다.

어느 서보 정보의 써넣기 방법에 있어서도, 모든 서보패턴 51을 원주방향과 같은 방향으로 자화하는 것과 동일하다. 서보 정보를 써넣을 때에는 서보영역 45이외의 영역의 자기기록층 54가 동시에 자화되게 되나, 데이타의 써넣기에 의하여 자화방향이 변경 시키므로, 특히 문제는 발생시키지 않는다.

이와 같이, 하여 써넣어진 서보 정보는 제17도에 도시한 바와 같이, 자기헤드 50의 자기저항 효과소자 (재생용 헤드) 50a또는 인덕티브 소자 50b에 의하여 읽어내어지고, 서보패턴 51의 양단으로부터의 자계 Hs는 제17도와 같은 압력파형으로 변환된다.

이 경우, 각 트랙 44에서는 제14(b)도에 도시와 같은 재생용 헤드 50a가 트랙길이방향 및 트랙폭방향으로 각각 소정의 피치로 스쳐 지나친다. 즉, 복수의 트랙 44에 경사지게 건너서 배치되는 직선상의 서보패턴 51은 등가적으로 제1(a)도에 도시한 서보패턴 30의 분할수를 극한까지 많게한 경우와 등가로 된다.

위상 서보방식의 자기디스크 42에서는 제18도에 도시한 바와 같이, 서보패턴 51의 제1의 군 I와 제2군의 군Ⅱ가 원주방향에서 좌우대칭으로 형성되어 있으므로, 그들의 군 I, Ⅱ에 의한 서보신호의 위상(간격)β의 변화에 의하여 트랙 제어회로 10a가 트랙킹 정보를 인식하도록 되어 있다.

더욱이, 상기한 서보패턴 51은 특히 직선형상으로 한정되어 있는 것은 아니고 제19도에 도시한 바와 같이, 복수의 트랙 44를 건너는 곡선형상이더라도 좋다. 이는 자기디스크 42의 내주와 외주 사이에서 자기헤드 50을 진동시키는 경우에, 곡선상으로 한 쪽이 요각의 변화량을 작게할 수가 있기 때문이다.

이상과 같은 직선 또는 곡선상의 서보패턴 51은 막두께의 변화에 의한 형태적 패턴으로서 존재하고 있다.

따라서, 그와 같은 서보패턴 51에 의하면, 자기헤드에 의하여 하나하나 간격을 두고, 서보패턴 51을 정밀도 양호하게 써넣는 처리가 불필요하게 되므로, 써넣기 시간이 단축된다. 또, 막두께의 변화만으로서 서보패턴 51의 밀도가 결정되므로, 서보 정보를 써넣을 때의 자계의 빠짐이나 기록에 번짐을 고려하는 필요가 없고, 높은 정밀도의 서보패턴을 얻게 된다. 이에 의하여 위치검출정밀도가 향상된다.

더욱이, 서보패턴 51은 직선상 또는 곡선상으로 형성되어 복수의 트랙 44를 경사로 횡절하도록 하고 있으므로, 제1(a)도에 도시한 서보패턴의 평면 형상을 채용하는 경우에 비하여, 패턴의 빠짐이 생기기 어렵게 되고, 수율이 향상된다.

다음에, 상기한 자기디스크 42(자기기록매체)의 서보패턴 51의 형상방법을 설명한다.

이하에 기술하는 서보패턴의 형성공정에는 레지스트 노광, 현상하여 레지스트 패턴을 형성하는 공정을 포함하고 있으나, 레지스트 노광하기 위해 제20(a)도 또는 제21(a)도에 도시와 같은 방법을 채용한다.

제20(a)도 및 제21(a)도는 표면에 레지스트 58이 도포된 원판상의 기판 52를 스텝모터 59의 회전 시프트에 부착하고, 이 상태에서 노광하는 방법을 도시하여 있다.

제20(a)도는 조명기 60과 노광마스크 61을 사용하는 노광방법을 도시하여 있다. 노광마스크를 자기디스크 42와 1대 1로 대응하는 크기로 하면, 노광장치 전체가 커지는 위에, 위치맞추기가 더욱 어렵게 되므로, 바람직하지 않다. 한편 자기디스크 42에 형성하고자 하는 서보패턴 51은 원주방향에 반복하여 위치되어 있다. 따라서 자기디스크 42를 원주방향으로 n(n은 자연수)개로 등분되는 크기의 노광패턴영역 61a를 가지는 노광마스크 61을 준비한다. 그리고, 노광마스크 61을 기판 52의 상방에 고정하고, 그 위의 조명기 60을 소정시간 t₁만큼 조사하여 노광마스크 61의 패턴을 레지스트 58에 전사한 후에, 스텝모터 59의 회전부를 360/n 도만 회전시키는 동작을 n회 만큼 반복하여 행하여 레지시트 58의 전면의 노광을 끝낸다. 조명기 60의 광조사 스텝모터 59의 구동은 제20(b)도에 표시한 타이밍 제어부 62로서 제어된다.

더욱이, 노광마스크 61의 위치 맞추기, 초점 맞추기는 스텝모터 59를 정지 할 때마다 행하는 경우도 있고, 노광을 개시하기 전에 1도만 행하는 경우도 있다.

또, 제21(a)도는 레이져 광원 63과 레이져 조사계 미러 64를 가지고, 패턴데이타 기억부 65로부터의 데이타에 의하여 제어부 66이 레이져 광원 63을 ON, OFF 시킴과 동시에 레이져 조사계 미러 64를 흔들어서 레이져 광을 기판 52의 경방향으로 조사된다.

레이져 광의 조사와 스텝모터 59의 ON, OFF는 예를 들면 제21(b)도에 도시한 바와 같이, 직경방향 1회의 레이져광의 조사를 끝낸 후에, 제어부 66은 스텝모터 59를 소정의 스텝만 회전시켜, 다시금 직경방향의 노광을 행하게 하는 조작을 반복하여 행하여 스텝모터 59의 회전부를 360도 회전시킨 상태에서 레지스트 58의 전면의 노광처리를 끝낸다.

그외에, 레이져 광을 사용한 노광을 주방향마다 행하는 것도 가능하다. 이 경우, 제21(c)도에 도시한 바와 같이, 스텝모터 59를 소정의 회전속도로 연속하여 구동함과 동시에, 패턴에 맞추어서 레이져 광조사를 ON, OFF하게 된다.

이와 같은 노광방법을 사용하여 제15도에 도시한 단면구조의 자기디스크 42를 제조하는 방법을 다음에 설명한다.

먼저 제22(a)도에 도시한 바와 같이, 기판 52상에 하지층 53을 형성하고, 다시금 하지층 53상에 레지스트 58을 도포한다. 계속하여 레지스트 58을 제20도 또는 제21도에 도시한 노광방법으로서 노광하여 서보패턴의 잠상을 형성한다. 그 후에 제22도에 도시한 바와 같이, 레지스트 58을 형상하여 서보패턴 51이 형성되는 부분에 개구부 58a를 형성한다.

다음에, 제22도에 도시한 바와 같이, 레지스트 58의 개구부 58a에서 노출한 부분의 하지층 53을 에칭하여 만56을 형성한다. 홈56은 제22(c)도와 같이, 기판 52를 노출시키지 않는 정도의 깊이이더라도 좋고, 기판 52를 노출시키는 깊이이더라도 좋다. 에칭으로서는 이온 밀링, 스퍼터 에칭, 케미칼 에칭 등이 있다. 또, 기판 52의 구성재료를 실리콘으로 하는 경우에는 반응성 이온에칭이 적용된다.

더욱이, 제22(d)도에 도시한 바와 같이, 전체에 경질자성층 51a를 스퍼터로서 형성하여 홈 56을 묻고, 계속하여 레지스트 58을 용제로서 박리하면, 홈 56내에만 경질자성층 51a가 남는다.

그후에, 기계적 연마, 이온 밀링 등을 사용하여 하지층 53과 경질자성층 51a를 평탄화한다. 이 평탄화로서 자기헤드 50이 대향하는 면이 평탄화되므로, 그 위를 미끄러지는 자기헤드 50이 돌기에 의하여 파괴될 염려가 없어진다.

그와 같은 평탄화처리의 후에, 제22(e)도에 도시한 바와 같이, 스퍼터로서 자기기록층 54를 경질자성층 51a및 하지층 53의 상에 5∼100nm의 두께에 형성하고, 다시금 그위에 보호막 55를 형성하면, 제15도에 도시한 단면구조의 자기디스크가 완성한다.

또, 보호막 55의 상에 윤활제를 도포하여도 좋다.

제1실시형태에서는 서보패턴 51로서 경질자성층 56a 상에 자기기록층 54를 형성하고 있으나, 그들의 상하관계를 역으로 하여도 좋기 때문에 이하에 그 실시형태를 설명한다.

제23도는 본 발명의 제5실시형태에 관계되는 자기디스크(자기기록매체)의 부분단면도이다. 그 서보패턴 51을 구성하는 경질자성층 51a의 패턴의 평면도이다. 그 서보패턴 51을 구성하는 바와 같으므로, 생략한다.

제23도에 있어서, 자기디스크 42는 글라스 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼 또는 NiP로 덮힌 알루미늄웨이퍼 등으로서 되는 비자성의 기판 52와, 기판 52상의 Cr, SiO₂등의 비자성재료에서 하지층 53과, 하지층 53상의 CoCr, CpCrPt, CoCrTa, CoNiCt 등으로서 되는 자기기록층 54와 자기기록층 54를 덮는 비자성의 중간층 67과, 서보영역 45에서 중간층 67내에 매립된 CoCr, CoCrPt, CoCrTa, CoNiCr 등으로서 되는 비자성층 51a와, 경질자성층 51a 및 중간층 67을 덮는 보호층 55에서 구성되어 있다.

중간층 67에 있어서, 경질자성층 51a를 홈 68의 평면형상은 제1실시형태에서 설명한 서보패턴 51의 평면형상과 같고, 그안의 경질자성층 51a는 홈 68의 하부에서 자기기록층 54에 접하고 있다. 그리고, 홈 68내의 경질자 성층 51a는 홈 68의 하부에서 자기기록층 54에 접하고 있다. 그리고, 홈 68내에 경질자성층 51a와 그 직하의 자기기록층 54로서 서보패턴 51이 구성된다.

이와 같은 서보패턴 51에 있어서도, 서보 정보의 써넣기 방법은 제1실시형태와 같다. 또, 서보패턴 51에 써넣어진 서보 정보는 자기헤드 50으로서 읽어내어지게 된다.

또, 서보패턴 51의 주위에는 비자성의 중간층 67이 매립되어 있으므로, 서보패턴 51과 자기헤드 50과의 거리는 자기헤드 50의 부유량과 보호층 55의 막두께를 가한 크기로 된다. 이 결과, 자기헤드 50에 입력하는 서보자계는 커지고, 트랙킹 정보의 읽어내기는 확실하게 된다.

이 실시형태에 있어서도, 직선상 또는 곡선상의 서보패턴 51이 제14a도 또는 제19도와 같이, 복수의 트랙 44에 경사방향에 걸쳐 형성되고, 더구나 그 막두께의 원주방향에서 변화에 의하여 패턴이 형성되어 있다.

따라서, 그와 같은 서보패턴 51에 의하면, 제1실시형태와 같이 써넣기 시간이 단축되고, 또, 놓은 정밀도의 패턴을 얻게 된다.

더욱이, 그 서보패턴 51은 직선상 또는 곡선상에 형성되어 복수의 트랙 44를 경사로 건너도록 하고 있으므로, 고립한 패턴보다 기계적 강도가 강해지고, 패턴의 결함이 생기기 어렵게 된다.

더욱이, 이 실시형태에 있어서도, 제14도에 도시한 것과 마찬가지로 서보영역 45의 자기기록층 54에는 서보 데이타 이외의 데이타는 기록되지 않는다.

다음에, 제23도에 도시한 구조의 서보패턴 51의 형성방법의 일예를 들어 설명한다.

또, 제23도에 도시한 바와 같이, 기판 52의 상에 Cr로서 되는 하지층 53dmf 50nm의 두께에 형성한 후에, CoCrPt 등으로서 자기기록층 54를 예를 들면, 20nm의 두께로 형성하고, 더욱이, SiO₂로서 되는 중간층 67을 5∼20nm의 두께에 형성한다.

이들의 층 53, 54, 67은 스퍼터로서 형성한다. 계속하여, 중간층 67상에 레지스트 58을 도포하고, 이를 제20(a)도 또는 제21(a)도에 도시한 노광방법으로서 노광하여 서보패턴의 잠상을 레지스트 58에 형성한다.

다음에, 레지스트 58을 현상하여 제24(b)도에 도시한 레지스트 58을 패터닝하고, 서보패턴을 형성하는 부분에 개구부 58b를 형성한다.

그 후에, 제24(c)도에 도시한 바와 같이, 레지스트 58에 덮히지 않는 중간층 67을 에칭으로서 제거하여 홈 68을 형성한다. 그 에칭법으로서는 이온 밀링, 스퍼터 에칭, 케미칼 에칭 등이 있다.

다음에, 제24(d)도에 도시한 바와 같이, 전체로, 스퍼터에 의하여 CoCrPt로서 되는 경질자성층 51a를 5∼20nm의 두께로 형성하고, 계속하여 레지스트 58을 용제로서 박리하면, 홈 68내에만 경질자성층 51a가 남는다. 그리고, 경질자성층 51a와 중간층 67을 연마 등에 의하여 평탄화한다.

이에 의하여, 경질자성층 51a와 그 직하의 자기기록층 54로서 서보패턴의 51이 구성된다.

그와 같은 평탄화 공정의 후에, 제24(e)도에 도시한 바와 같이, 경질자성층 51a와 중간층 67의 상에 보호막 55를 형성하면, 제23도에 도시와 같은 구조의 자기디스크가 완성된다.

더욱이, 하지층 53은 생략하는 경우가 많다. 보호층 55의 상에 윤활제를 도포하여도 좋다.

상기한 직선상 또는 곡선상의 서보패턴 51은 자기기록층 54의 일부를 패터닝함으로써 형성하여도 좋다.

예를 들면, 제25(a)도에 도시한 바와 같이, 기판 52상에 하지층 53과 두께 20nm정도의 자기기록층 54를 스퍼터로서 형성한 후에, 레지스트 58을 자기기록층 54의 상에 도포한다. 그리고, 이 레지스트 58을 제20(a)도 또는 제21(a)도에 도시한 방법으로서 노광하고, 이어서 현상하여 레지스트 58을 패터닝한다. 그 레지스트 58은 서보영역 45이외를 덮힘과 동시에 서보영역 45내에서 서보패턴의 주위에 개구부 58c가 형성되어 있다.

계속하여, 레지스트 58에 덮히지 않는 자기기록층 54를 이온 밀링, 스퍼터 에칭, 케미칼 에칭 등으로서 제거하여 홈 54a를 형성하고, 서보영역 45의 자기기록층 54를 남김과 동시에 서보영역 51에 남은 자기기록층 54를 서보영역 51로서 사용한다.

이어서, 제25(b)도에 도시와 가이, 자기기록층 54 및 서보패턴 51을 보호막 유전한다. 그때, 보호막 55를 덮음과 동시에 서보패턴 51의 주위에 발생한 홈을 보호막 55로서 충전한다. 그때, 보호막 55를 평탄화하여도 좋다. 다시금 보호막 55위에는 윤활제 70을 도포하면 자기디스크가 완성한다.

더욱이, 서보패턴 51을 형성하는 경우에는 고 에너지의 레이져 광을 조사함으로써 자기기록층(경질자성층) 54를 패터닝하여 서보패턴의 형상을 얻는 공정을 채용하여도 좋다. 그 레이져 광의 조사상태와 타이밍은 제21(a)도∼제21(c)도에 도시한 것과 같다.

제25(b)도에 도시한 서보패턴 51은 서보영역 45의 자기기록층 54를 패터닝하여 되어 있고, 자기기록층 54를 패터닝함으로써 서보패턴 51을 형성하는 방법을 다음에 설명한다.

먼저, 제26(a)도에 도시한 바와 같이, 기판 52의 서보영역 45이외의 영역 서보패턴 형성부분을 덮는 레지스트 58을 형성한다. 즉, 서보영역 45에서 서보패턴 형성부분의 주위에 창 58d를 가지는 레지스트 58을 형성한다. 그 레지스트 58의 창 58d의 형성은 제20도 또는 제21도에 도시한 노광처리를 통하여 형성된다. 계속하여, 레지스트 58을 마스크로서 기판 52를 예를 들면 20nm의 깊이로 에칭하여 기판 523에 홈 72를 형성한다. 이에 의하여, 서보영역 45에서 홈 72내의 퇴적한 경질자성재 71은 자기헤드 50에서 멀어지게 된다. 다음에, 레지스트 58을 용제로서 박리한 후에, 제26(b)도에 도시한 바와 같이, 스퍼터로서 경질자성재 71을 예를 들면 20nm의 두께로 형성하고, 이어서, 제26(c)도에 도시한 바와 같이, 경질자성재 71상에 보호막 55를 형성하고, 다시금 그위에 윤활제 70을 도포한다.

제26(c)도에 도시한 자기디스크는 제16(a)도 또는 제16(b)도에 도시한 방법으로서 강한 외부자계를 경질자성재 71에 인가하는 상면에서 거리가 먼 홈 72내의 경질자성 71이 다른 영역에 멀어지게 된다. 이결과, 이 홈 72에서 나오는 자계는 극히 작게 된다. 이 결과, 서보영역 45에서는 경질자성재 71의 홈 72에 둘러쌓인 사이에 끼워진 철부가 서보패턴 51로서 기능한다. 또, 서보영역 45이외의 영역의 경질자성층 71은 자기기록층 54로서 기능한다.

제25(b)도, 제25(c)도의 자기디스크의 서보영역 45에서의 서보패턴 51으로서 자계의 변화와 서보 검출신호는 제17도와 실질적으로 같게 된다.

더욱이, 제25(b)도, 제26(c)도에 도시한 서보패턴 51의 평면은 제3, 제4 실시형태와 마찬가지로, 직선 또는 곡선상의 형상을 가지고, 제14(a)도 또는 제19도에 도시와 마찬가지로, 복수의 트랙 44를 경사지게 횡절하도록 배치되어 있다.

Claims (37)

1. 제1면과 제2면을 가지고, 서보신호영역과 트랙을 가지는 자기기록층과, 상기 자기기록층의 상기 제1면이나 상기 제2면의 한쪽에 직접 형성되고, 상기 트랙의 연장상에 있어 상기 서보신호영역에 형성되고, 복수의 경질자성재로서 되는 서보층과, 상기 자기기록층의 상기 제2면을 지지하는 비자성기판으로 구성되되, 상기 자기기록층상에 복수의 서보신호기록영역과 복수의 데이터 신호기록영역이 원주방향으로 교대로 위치하도록 배열되고, 각 서보신호기록영역에 있어 원주방향으로 복수의 경질자성재로서 되는 서보층이 불연속적으로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층은, 상기 자기기록층의 제2면상에 형성되고, 또한, 상기 비자성기판은, 상기 자기기록층의 제2면을 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
3. 제2항에 있어서, 비자성기판의 위에는, 복수의 요부가 형성되고, 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층은 그들의 요부내에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
4. 제2항에 있어서, 상기 자기기록층은 평탄한 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
5. 제2항에 있어서, 상기 자기기록층의 상기 제2면상에는 비자성층이 형성되고, 그 비자성층은 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층의 사이에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층은, 상기 자기기록층의 제1면상에 형성되고, 또한 상기 비자성기판은, 상기 자기기록층의 제2면을 지지하고 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
7. 제6항에 있어서, 상기 자기기록층의 상기 제1면상에 비자성층이 형성되고, 그 비자성층은 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층의 사이에 형성되고, 그 비자성층과 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층의 상면은 평탄한 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층의 두께는, 상기 자기기록층의 두께의 2.5배 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층은, CoCr, CoCrPt, CoCrTa 또는 CoNiCr의 어느 하나로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
10. 제1항에 있어서, 상기 트랙은, 실질적으로 상기 자기기록층의 동심원상에 있고, 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층은 각각 서로 이웃하는 트랙마다 위상이 다르게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
11. 제1면과 제2면을 가지고, 서보신호영역과 트랙을 가지는 자기기록층과, 상기 자기기록층의 상기 제1면이나 상기 제2면의 한쪽에 직접 형성되고, 상기 트랙의 연장상에 있어서 상기 서보신호영역에 형성되고, 복수의 경질자성재로서 되는 서보층과, 상기 자기기록층의 상기 제2면을 지지하는 비자성기판으로 구성되되, 상기 자기기록층상에 복수의 서보신호기록영역과 복수의 데이터 신호기록영역이 원주방향으로 교대로 위치하도록 배열되고, 각 서보신호기록영역에 있어 원주방향으로 복수의 경질자성재로서 되는 서보층이 불연속적으로 배열되어 있는 것으로 구성되는 자기기록매체와, 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층과 상기 자기기록층에서 생긴 자계를 트랙킹 신호로서 검출하고 ,상기 자기기록층에 자기정보를 기록 또는 재생하기 위한 자기헤드를 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록재생장치.
12. 비자성층 서보패턴 형성부분에 레지스트 마스크를 사용하여 요부를 형성하는 공정과, 상기 요부내와 상기 레지스트 마스크상에 경질자성재로서 되는 서보층을 형성하는 공정과, 상기 레지스트 마스크를 박리하여, 상기 요부내에 상기 서보층을 남김으로써 그 요부내에 상기 서보층으로서 되는 서보패턴을 형성하는 공정과, 상기 서보패턴의 상면을 평탄화하는 공정과, 상기 서보패턴 및 상기 비자성층상에 경질자성재로서 되는 자기기록층을 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
13. 비자성층의 서보패턴 형성부분에 요부를 형성하는 공정과, 상기 비자성층상 및 상기 요부내에 경질자성재로서 되는 서보층을 형성하는 공정과, 상기 요부내와 상기 서보층의 상에 평탄화막을 도포하는 공정과, 상기 평탄화막과 상기 서보층을 연속적으로 에칭백 하여 상기 요부내에만 상기 서보층을 잔류시키는 공정과, 상기 요부내의 상기 서보층상과 상기 비자성층상에 경질자성재로서 되는 자기기록층을 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
14. 비자성층상에 경질자성층을 형성하는 공정과, 상기 경질자성층중 서보패턴 형성부분을 마스크로 덮는 공정과, 상기 마스크에 덮혀있지 않은 영역의 상기 경질자성층을 에칭하여 박리화함으로써, 박층화한 부분을 자기기록층으로 함과 동시에, 상기마스크의 아래의 두꺼운 상기 경질자성층을 서보패턴으로 하는 공정과, 상기마스크 및 상기 자기기록층 상에 비자성층을 형성하는 공정과, 상기마스크를 제거함으로써 상기마스크 상의 상기 비자성층박리하는 공정과, 상기 서보패턴을 연마 또는 에칭함으로써 그 상면을 평탄화하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
15. 비자성층상에 경질자성재로서 되는 자기기록매체층을 형성하는 공정과, 상기 자기기록층의 위에 경질자성재로서 되는 서보층을 형성하는 공정과, 상기 서보층중 서보패턴 형성부분을 마스크로 덮는 공정과, 상기마스크에 덮히지 않는 영역의 상기 서보층에 비자성원소를 이온 주입하여 그 영역을 비자성층으로 바꾸는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
16. 기판과 상기 기판상에 형성되고, 복수의 트랙으로서 구분되는 자기기록층과, 복수의 상기 트랙을 경사지게 횡절하는 직선상 또는 곡선상의 트랙킹용 서보패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
17. 제16항에 있어서, 상기 트랙킹용 서보패턴은, 상기 기판상에 형성된 자성층의 막두께의 변화로서 나타내는 패턴인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
18. 제16항에 있어서, 상기 트랙킹용 서보패턴은, 상기 자기기록층이 부분적으로 분해되어서 되는 패턴인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
19. 제16항에 있어서, 상기 트랙킹용 서보패턴은, 상기 자기기록층에 부분적으로 형성한 요철의 변화로서 나타나는 패턴인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
20. 제16항에 있어서, 상기 트랙킹용 서보패턴은, 상기 트랙에서의 트랙폭 방향의 위치의 상위에 의하여 트랙신호의 위상이 변화하도록 복수개 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
21. 제20항에 있어서, 상기 트랙킹용 서보패턴은, 상기 기판상에 형성된 자성층의 막두께의 변화로서 나타나는 패턴인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
22. 제20항에 있어서, 상기 트랙킹용 서보패턴은, 상기 자기기록층이 부분적으로 분해되어 있는 패턴인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
23. 제20항에 있어서, 상기 트랙킹용 서보패턴은, 상기 자기기록층에 부분적으로 형성한 요철의 변화로서 나타나는 패턴인 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
24. 비자성의 기판상에 형성되고, 복수의 트랙으로서 구분되는 자기기록층과, 복수의 트랙을 경사지게 횡절하는 직선상 또는 곡선상의 트랙킹용 서보패턴을 가지는 자기기록매체와, 상기 자기기록 매체를 구동하는 구동수단과, 상기 자기기록매체 상에 배치되는 자기헤드와, 상기 자기헤드를 지지하는 지지체와, 상기 지지체를 이동하는 이동수단을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록장치.
25. 기판 또는 그 기판상의 비자성층에 레지스트를 도포하는 공정과, 복수의 트랙을 배치하는 영역을 경사지게 횡절하는 직선형상 또는 곡선형상의 서보패턴 잠상을 상기 레지스트에 노광에 의하여 형성하는 공정과, 상기 레지스트를 현상하여, 상기 서보패턴 잠상이 형성된 부분 또는 상기 서보패턴 잠상의 주위에 개구부를 형성하는 공정과, 상기 개구부를 통하여 상기 기판 또는 상기 비자성층을 에칭하여 홈을 형성하여, 이에 의하여 서보패턴의 형상을 상기 기판 또는 상기 비자성층에 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
26. 제25항에 있어서, 상기 레지스트의 상기 노광은, 복수회로 나누어서 상기 기판을 스텝회전 또는 연속회전 시키면서 행해지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
27. 제26항에 있어서, 상기 노광은, 상기 기판의 상기 스텝 회전의 정지시에 노광마스크를 사용하여 되는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 노광마스크의 위치 맞추기는, 상기 스텝 회전사이의 정지시마다 행해지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
29. 제25항에 있어서, 상기 노광은, 레이져 빔을 레지스트상에 주사시키면서 행해지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
30. 복수의 트랙영역을 가지는 기판상의 자성층표면에 레지스트를 도포하는 공정과, 노광으로서 상기 복수의 트랙영역을 경사지게 횡절하는 직선형상 또는 곡선형상의 서보패턴 잠상을 상기 레지스트에 형성하는 공정과, 상기 레지스트를 현상하여, 상기 패턴 잠상을 둘러싸는 개구부를 형성하는 공정과, 상기 개구부를 통하여 상기 자성층을 에칭하여 홈을 형성함으로써, 그 홈에 둘러싸여진 상기 자성층을 서보패턴으로서 사용하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 레지스트의 상기 노광은 복수회로 나누어서 상기 기판을 스텝회전 또는 연속회전 시키면서 행해지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
32. 제31항에 있어서, 상기 노광은, 상기 기판의 상기 스텝 회전의 정지시에 노광마스크를 사용하여 되는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
33. 제32항에 있어서, 상기 노광 마스크의 위치 맞추기는, 상기 스텝 회전의 사이의 정지시마다 행해지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
34. 제30항에 있어서, 상기 노광은, 레이져 빔을 상기 레이져상에 주사시키면서 행해지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
35. 기판상에 자성층을 형성하는 공정과, 레이져 빔을 조사함으로써 상기 자성층을 에칭하여, 복수의 트랙으로 구획되는 영역을 경사지게 횡절하는 직선형상 또는 곡선형상의 서보패턴을 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.
36. 제1항에 있어서, 상기 복수의 경질자성재로서 되는 서보층과 상기 자기기록층은 다른 재료로서 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 자기기록매체.
37. 비자성층상에 경질자성재로서 되는 서보층을 형성하는 공정과, 상기 서보층중 서보패턴 형성부분을 마스크로 덮는 공정과, 상기 서보층중 상기 마스크에 덮히지 않는 영역에 비자성원소를 이온 주입하여 그 영역을 비자성층으로 바꾸는 공정과, 상기 마스크를 제거하는 공정과, 상기 비자성층 및 상기 서보층상에 경질자성재로서 되는 자기기록층을 형성하는 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 자기기록매체의 제조방법.