KR20020069135A - 자기전사방법 및 자기전사장치 - Google Patents

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니시카와마사카즈
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후지 샤신 필름 가부시기가이샤
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Abstract

마스터담체와 슬레이브매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하여 자시전사를 행할 때의, 전사용 자계의 인가방향의 허용범위를 규정하여 정확한 자화패턴의 전사를 행할 수 있도록 한다.
슬레이브면의 트랙방향으로 자계를 인가하여 미리 슬레이브매체(2)를 트랙방향으로 초기직류자화한 후, 마스터담체(3)와 슬레이브매체(2)를 밀착시켜 슬레이브면의 트랙방향으로 전사용 자계를 인가시키고 자기전사를 행할 때에, 전사용 자계의 인가각도(α)를 슬레이브면에 대하여 수직방향으로 ±30°이내로 규정한다. 또, 전사용 자계의 인가각도를 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대하여 ±30°이내로 규정한다.

Description

자기전사방법 및 자기전사장치{METHOD AND APPARATUS FOR MAGNETIC TRANSFER}
본 발명은 정보가 담지된 마스터담체로부터 슬레이브매체로 자기전사하는 자기전사방법 및 자기전사장치에 관한 것이다.
자기전사방법은, 마스터담체와 슬레이브매체를 밀착시킨 상태에서, 전사용 자계를 인가하여 마스터담체에 담지된 정보(예를 들면 서보신호)에 대응하는 자화패턴의 전사를 행하는 것이다. 이 자기전사방법으로서는, 예컨대 일본 특허공개 소63-183623호 공보, 일본 특허공개 평10-40544호 공보, 일본 특허공개 평10-269566호 공보 등에 개시되어 있다.
또, 전사용 자계는 슬레이브매체의 한쪽면 또는 양면에 마스터담체를 밀착시킨 상태에서, 그 한쪽 또는 양쪽에 전자석장치, 영구자석장치에 의한 자계생성수단을 설치하여 인가한다. 그때, 슬레이브매체와 마스터담체를 밀착한 것 또는 자계를 상대적으로 회전시켜서, 원반상의 슬레이브매체의 원주상의 트랙에 자화패턴을 전사하고 있다.
그런데, 상기 자기전사방법에서는, 마스터담체의 정보담지면에 자성층을 요철패턴으로 형성한 전사정보에 정확하게 대응된 자화패턴을, 슬레이브매체의 기록면에 전사기록하여 전사정보를 높이기 위해서는, 마스터담체의 정보담지면과 슬레이브매체의 슬레이브면과의 밀착성을 확보한 상태에서 트랙방향으로 정확하게 전사용 자계를 인가할 필요가 있다.
그러나, 실제의 자계생성수단에 의해 생성되는 자계는, 슬레이브매체의 내주부에서 외주부의 전체로 평면방향 및 수직방향에서 트랙방향 및 슬레이브면과 평행하게 되는 것은 곤란하고, 각종 요소에 의해서 어긋나게 된다. 이 전사용 자계의인가방향의 어긋남이 커지면, 그 부분의 자화패턴이 흩어져서 정밀도가 좋은 자기전사를 행할 수 없고, 전사정보가 서보신호인 경우에는 트랙킹 기능을 충분히 얻을 수 없어서 신뢰성이 저하된다는 문제가 있다.
본 발명은 이와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 마스터담체와 슬레이브매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하여 자기전사를 행할 때의, 전사용 자계의 인가방향의 허용범위를 규정하여 정확한 자화패턴의 전사를 행할 수 있도록 한 자기전사방법 및 자기전사장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 자기전사방법을 실시하는 자기전사장치의 요부 사시도,
도 2는 전사용 자계의 인가각도의 제1규정을 나타내는 정면도,
도 3은 전사용 자계의 인가각도의 제2규정을 나타내는 평면도,
도 4는 자계생성수단의 다른 실시형태를 나타내는 개략도,
도 5는 자기전사방법의 기본공정을 나타내는 도면이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 자기전사장치 2 : 슬레이브매체
3 : 마스터담체 5 : 자계생성수단
21 : 원주 트랙 32 : 자성층
50 : 전자석장치 α, β: 각도
본 발명의 자기전사방법은, 기판 표면의 정보신호에 대응하는 부분에 자성층이 형성된 자기전사용 마스터담체와 전사를 받는 슬레이브매체인 자기기록매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하는 자기전사방법에 있어서, 슬레이브면의 트랙방향으로 자계를 인가하여 미리 슬레이브매체를 트랙방향으로 초기직류자화한 후, 마스터담체와 상기 초기직류자화한 슬레이브매체를 밀착시키고, 슬레이브면의 트랙방향으로 전사용 자계를 인가시켜 자기전사를 행할 때에, 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브면에 대하여 수직방향으로 ±30°이내인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 다른 자기전사방법은, 기판 표면의 정보신호에 대응하는 부분에 자성층이 형성된 자기전사용 마스터담체와 전사를 받는 슬레이브매체인 자기기록매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하는 자기전사방법에 있어서, 슬레이브면의 트랙방향으로 자계를 인가하여 미리 슬레이브매체를 트랙방향으로 초기직류자화한 후, 마스터담체와 상기 초기직류자화한 슬레이브매체를 밀착시키고, 슬레이브면의트랙방향으로 전사용 자계를 인가시켜 자기전사를 행할 때에, 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대하여 ±30°이내인 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명의 또다른 자기전사방법은, 기판 표면의 정보신호에 대응하는 부분에 자성층이 형성된 자기전사용 마스터담체와 전사를 받는 슬레이브매체인 자기기록매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하는 자기전사방법에 있어서, 슬레이브면의 트랙방향으로 자계를 인가하여 미리 슬레이브매체를 트랙방향으로 초기직류자화한 후, 마스터담체와 상기 초기직류자화한 슬레이브매체를 밀착시키고, 슬레이브면의 트랙방향으로 전사용 자계를 인가시켜 자기전사를 행할 때에, 전사용 자계의 슬레이브면에 대한 수직방향의 인가각도와, 전사용 자계의 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대한 인가각도의 절대값의 합계가 30°이내인 것을 특징으로 하는 것이다.
또 본 발명의 자기전사장치는, 기판 표면의 정보신호에 대응하는 부분에 자성층이 형성된 자기전사용 마스터담체와 전사를 받는 슬레이브매체인 자기기록매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하여 자기전사를 행하는 자기전사장치에 있어서,
마스터담체와 밀착된 슬레이브매체에 대하여 트랙방향으로 전사용 자계를 인가하는 자계생성수단을 구비하고, 상기 자계생성수단에 의한 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브면에 대하여 수직방향으로 ±30°이내이고, 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대하여 ±30°이내인 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 전사용 자계를 인가하는 자계생성수단으로서는, 전자석장치 또는 영구자석장치가 사용되지만, 자계강도 등의 조건을 설정조정하는 점에서는 전자석장치를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 슬레이브매체의 편면에 마스터담체를 밀착시켜서 편면 순차전사를 행하는 경우와, 슬레이브매체의 양면에 각각 마스터담체를 밀착시켜서 양면 동시전사를 행하는 경우가 있다. 그 때, 슬레이브매체의 편면 또는 양면에 마스터담체를 밀착시키고, 그 한쪽 또는 양쪽에 자계생성수단을 배치하여 전사용 자계를 인가한다. 자계생성수단은 슬레이브매체의 반경방향으로 뻗는 범위에 트랙방향과 평행하게 자계를 생성시키고, 슬레이브매체와 마스터담체를 밀착시킨 것 또는 자계생성수단을 상대적으로 회전시켜서, 원반상의 슬레이브매체의 전면에 자화패턴을 전사한다.
슬레이브매체는 하드디스크, 플렉시블디스크 등의 원만상 자기기록매체에 대하여 행하는 것이 바람직하다. 마스터담체의 자성층은 보자력(Hcm)이 48kA/m(≒600Oe)이하인 자기전사가 바람직하다.
상기 자기전사방법은, 기본적으로 최초로 슬레이브매체를 트랙방향으로 직류자화하는 초기자화를 실시하고, 이 슬레이브매체와 전사되는 정보에 대응하는 미세 요철패턴에 자성층이 형성된 마스터담체를 밀착시켜서 슬레이브면의 초기직류자화 방향과 역방향의 방향으로 전사용 자계를 인가하여 자기전사를 행하는 것이 바람직하다. 상기 정보로서는 서보신호가 바람직하다.
슬레이브매체의 초기자화는 슬레이브매체의 보자력(Hcs)이상의 자계 강도부분을 트랙방향 위치에서 적어도 1곳 이상 보유하는 자계강도분포의 자계를 트랙방향의 일부분에서 발생시켜, 슬레이브매체 또는 자계를 트랙방향으로 회전시킴으로써 행한다. 또는, 슬레이브매체의 보자력(Hcs)이상의 자계강도부분을 트랙방향 위치에서 일방향으로만 보유하고 있고, 역방향의 자계강도는 어느 트랙방향 위치에서의 슬레이브매체의 보자력 미만인 자계 강도분포의 자계를 트랙방향의 일부분에서 발생시켜서 행하는 것이 바람직하다.
또, 전사용 자계의 인가는, 최적 전사자계강도 범위의 최대값을 초과하는 자계강도가 트랙방향의 어느에도 존재하지 않고, 최적 전사자계 강도범위 내의 자계강도로 되는 부분이 하나의 트랙방향에서 적어도 1곳 이상 존재하고, 이것과 역방향의 트랙방향의 자계강도가 모든 트랙방향 위치에 있어서도 최적 전사자계 강도범위의 최소값 미만인 자계강도분포의 자계를 트랙방향의 일부분에서 발생시켜, 자기전사용 마스터담체와 초기직류자화 한 슬레이브매체를 밀착시킨 상태에서 트랙방향으로 회전시키거나, 또는 자계를 트랙방향으로 회전시킴으로써 행하는 것이 바람직하다 최적 전사자계 강도범위는 슬레이브매체의 보자력(Hcs)의 0.6∼1.3배이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 관한 자기전사방법을 실시하는 자기전사장치의 요부 사시도이다. 또, 도 2 및 도 3은 전사용 자계의 인가각도의 규정을 나타내는 도면, 도 4는 자계생성수단의 다른 실시형태를 나타내는 개략도, 도 5는 자기전사방법의 기본공정을 나타내는 도면이다. 또한, 각 도면은 모식도이고 각부의 치수는 실제와는 다른 비율로 표시하고 있다.
도 1의 자기전사장치(1)에 있어서, 자기전사시에는 뒤에 기술하는 초기직류자화를 행한 후의 슬레이브매체(2)(자기기록매체)의 슬레이브면(자기기록면)을, 마스터담체(3)의 정보담지면에 접촉시키고, 소정의 압압력으로 밀착시킨다. 이 슬레이브매체(2)와 마스터담체(2)의 밀착상태에서 자계생성수단(5)에 의해 전사용 자계를 인가하여 서보신호 등의 자화패턴을 전사기록한다.
슬레이브매체(2)는 양면 또는 한쪽면에 자기기록층이 형성된 하드디스크, 플렉시블디스크 등의 원반상 자기기록매체이고, 마스터담체(3)에 밀착시키기 이전에 글라이드헤드, 연마체 등에 의해 표면의 미소돌기 또는 부착먼지를 제거하는 클리닝처리가 필요에 따라서 실시된다.
또, 슬레이브매체(2)에는 미리 초기자화를 행하여 둔다. 이 초기자화는 슬레이브매체(2)의 보자력(Hcs) 이상의 자계강도부분을 트랙방향 위치에서 적어도 1곳 이상 보유하는 자계강도분포의 자계를, 바람직하게는 슬레이브매체(2)의 보자력(Hcs) 이상의 자계강도부분을 트랙방향 위치에서 일방향에서만 보유하고 있고, 역방향의 자계강도는 어느 트랙방향 위치에서의 슬레이브매체(2)의 보자력 미만인 자계강도분포의 자계를, 트랙방향의 일부분에서 발생시켜 슬레이브매체(2) 또는 자계를 트랙방향으로 회전시킴으로써 모든 트랙의 초기자화(직류소자)를 행한다.
마스터담체(3)는 디스크형상으로 형성되고, 그 한쪽면에 자성층(32)(도 5 참조)에 의한 미세요철패턴이 형성된 전사정보 담지면을 보유하고, 이것과 반대측의 면이 도시하지 않은 밀착수단에 유지되어, 반송된 슬레이브매체(2)와 밀착된다. 도시한 바와 같이, 슬레이브매체(2)의 한쪽면에 마스터담체(3)를 밀착시켜서 편면 순차전사를 행하는 경우와, 슬레이브매체(2)의 양면에 각각 마스터담체(3)를 밀착시켜서 양면 동시전사를 행하는 경우가 있다. 마스터담체(3)는 슬레이브매체(2)와 밀착시키기 이전에 부착된 먼지를 제거하는 클리닝처리가 필요에 따라서 실시된다.
전사용 자계를 인가하는 자계생성수단(5)은, 밀착수단에 유지된 슬레이브매체(2) 및 마스터담체(3)의 반경방향으로 뻗은 갭(51)을 보유하는 코어(52)에 코일(53)이 감겨진 전자석장치(50, 50)가 상하 양측에 설치되어 이루어지고, 상하에서 동일방향으로 트랙방향과 평행한 자력선(G)(도 2, 도 3 참조)을 보유하는 전사용 자계를 인가한다.
자계 인가시에는 슬레이브매체(2) 및 마스터담체(3)를 일체로 회전시키면서 자계생성수단(5)에 의해서 전사용 자계를 인가하고, 마스터담체(3)의 전사정보를 슬레이브매체(2)의 슬레이브면에 자기적으로 전사기록한다. 자계생성수단(5)을 회전이동시키도록 설치하여도 좋다.
전사용 자계는 최적 전사자계 강도범위(슬레이브매체(2)의 보자력(Hcs)의 0.6∼1.3배)의 최대값을 초과하는 자계강도가 트랙방향의 어디에도 존재하지 않고, 최적 전사자계 강도범위 내의 자계강도로 되는 부분이 하나의 트랙방향에서 적어도 1곳 이상 존재하고, 이것과 역방향의 트랙방향의 자계강도가 어느 트랙방향 위치에 있어서도 최적 전사자계 강도범위의 최소값 미만인 자계강도분포의 자계를 트랙방향의 일부분에서 발생시키고 있다.
상기 자기전사를 행할 때에, 자계생성수단(5)에 의한 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브매체(2)의 슬레이브면에 대하여 수직방향으로 ±30°이내이다. 즉, 도 2에 나타낸 바와 같이 정면에서 보아 자계생성수단(5)에 의해 자계인가부분에발생시킨 전사용 자계의 자력선(G)의 인가방향과, 마스터담체(3)에 밀착된 슬레이브매체(2)의 슬레이브면(F)과의 각도(α)가 ±30°이내로 되도록 규정된다. 또한, 도면에서 상향의 각도(α)를 플러스방향으로 하고 있다.
또, 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브매체(2)의 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대하여 ±30°이내이다. 즉, 도 3에 나타낸 바와 같이 평면에서 보아 자계생성수단에 의해 자계인가부분에 발생시킨 전사용 자계의 자력선(G)의 인가방향과 슬레이브매체(2)의 슬레이브면의 원주트랙(21)의 접선방향과의 각도(β)가, ±30°이내로 되도록 규정된다. 또한, 도면에서 바깥방향의 각도(β)를 플러스방향으로 하고 있다.
또한, 전사용 자계의 인가각도에 있어서의 수직방향의 상기 각도(α)와, 트랙방향의 상기 각도(β)의 절대값의 합계가 30°이내로 되도록 규정된다. 전사용 자계의 인가각도를 상기와 같은 범위로 규정하는 이유는 후술한다.
상기 자계생성수단(5)은 한쪽에만 설치하도록 하여도 좋다. 또, 자계생성수단(5)으로서는 다른 실시형태로서 도 4의 (a)∼(c)부분에 나타낸 바와 같은 전사용 자계를 생성하는 전자석장치 또는 영구자석장치를, 양쪽 또는 한쪽에 설치하여도 좋다.
도 4의 (a)부분의 자계생성수단(5)은 슬레이브매체(2)의 반경방향으로 뻗는 하나의 전자석(55)(또는 영구자석)의 슬레이브면과 평행한 양측부가 반대자극으로 구성되어 트랙방향으로 자계를 생성한다. 도 4의 (b)부분의 자계생성수단(5)은 소정간격으로 슬레이브매체(2)의 반경방향으로 뻗는 2개의 평행전자석(56, 57)(또는영구자석)의 슬레이브면으로 향하는 끝면이 반대자극으로 구성되어 트랙방향으로 자계를 생성한다. 도 4의 (c)부분의 자계생성수단(5)은 단면 U자상이고 반경방향으로 뻗는 영구자석(58)(또는 전자석)의 슬레이브면으로 향하는 2개의 평행끝면이 반대자극으로 구성되어 트랙방향으로 자계를 생성한다.
상기와 같은 각 실시예에서의 자계생성수단(5)에 있어서도, 상기와 같이 전사용 자계의 인가각도에서의 수직방향의 각도(α)와 트랙방향의 각도(β)는, 각각 ±30°이내로 되도록, 그리고 절대값의 합계가 30°이내로 되도록 규정된다.
다음에, 도 5는 자기전사의 기본형태를 나타내는 도면이다. (a)부분은 자장을 일 방향으로 인가하여 슬레이브매체(2)를 초기직류자화하는 공정, (b)부분은 마스터담체(3)와 슬레이브매체(2)를 밀착하여 반대방향으로 자계를 인가하는 공정, (c)부분은 자기전사후의 상태를 각각 나타내는 도면이다.
우선, 도 5의 (a)부분에 나타낸 바와 같이, 슬레이브매체(2)에 초기자계(Hin)를 트랙방향의 일방향으로 인가하여 미리 초기자화(직류소자)를 행한다. 그 후, 도 5의 (b)부분에 나타낸 바와 같이, 이 슬레이브매체(2)의 슬레이브면(자기기록면)과 마스터담체(3)의 기판(31)의 미세요철패턴에 자성층(32)이 피복되어 이루어지는 정보담지면을 밀착시키고, 슬레이브매체(2)의 트랙방향으로 상기 초기자계(Hin)와는 역방향으로 전사용 자계(Hdu)를 인가하여 자기전사를 행한다. 그 결과, 도 5의 (c)부분에 나타낸 바와 같이, 슬레이브매체(2)의 슬레이브면(트랙)에는 마스터담체(3)의 정보담지면의 자성층(32)의 밀착 볼록부와 오목부 공간의 형성패턴에 따른 자화패턴이 전사기록된다.
또한, 상기 마스터담체(3)의 기판(31)의 요철패턴이 도 5의 포지티브패턴과 역의 요철형상의 네가티브패턴인 경우에 있어서도, 초기자계(Hin)의 방향 및 전사용 자계(Hdu)의 방향을 상기와 역방향으로 함으로써 동일한 자화패턴이 전사기록될 수 있다.
상기 기판(31)이 Ni 등에 의한 강자성체인 경우는 이 기판(31)만으로 자기전사는 가능하여 상기 자성층(32)은 피복하지 않아도 되지만, 전사특성이 좋은 자성층(32)을 설치함으로써 양호한 자기전사를 행할 수 있다. 기판(31)이 비자성체인 경우는 자성층(32)을 설치하는 것이 필요하다. 마스터담체(3)의 자성층(32)은 보자력(Hcm)이 48kA/m(≒600Oe)이하인 연자성층이 바람직하다.
마스터담체(3)의 기판(31)으로서는 니켈, 실리콘, 석영판, 유리, 알루미늄, 합금, 세라믹, 합성수지 등을 사용한다. 요철패턴의 형성은 스탬퍼법, 포토퍼블리케이션법 등에 의해서 행해진다.
스탬퍼법은 표면이 평활한 유리판(또는 석영판)의 위에 스핀코트 등으로 포토레지스트를 형성하고, 이 유리판을 회전시키면서 서보신호에 대응하여 변조한 레이저광(또는 전자빔)을 조사하고, 포토레지스트 전면에 소정의 패턴, 예를 들면 각 트랙에 회전중심에서 반경방향으로 선상으로 뻗는 서보신호에 상당하는 패턴을 원주상의 각 프레임에 대응하는 부분에 노광한다. 그 후, 포토레지스트를 현상처리하고, 노광부분을 제거하여 포토레지스트에 의한 요철형상을 갖는 원반을 얻는다. 다음에, 원반 표면의 요철패턴을 기초로, 이 표면에 도금(전주)을 실시하고, 포지티브형 요철패턴을 갖는 Ni기판을 작성하여 원반으로부터 박리한다. 이 기판을 그대로 마스터담체로 하거나, 또는 요철패턴상에 필요에 따라 연자성층, 보호막을 피복해서 마스터담체로 한다.
또, 상기 원반에 도금을 실시해서 제2원반을 작성하고, 이 제2원반을 사용해서 도금을 행하여 네가티브형 요철패턴을 갖는 기판을 작성하여도 좋다. 또한, 제2원반에 도금을 행하거나 수지액을 눌러붙여 경화를 행해여 제3원반을 작성하고, 제3원반에 도금을 행하여 포지티브형 요철패턴을 갖는 기판을 작성하여도 좋다.
한편, 상기 유리판에 포토레지스트에 의한 패턴을 형성한 후, 에칭하여 유리판에 구멍을 형성하고, 포토레지스트를 제거한 원반을 얻어 이하 상기와 같이 기판을 형성하도록 해도 좋다.
금속에 의한 재료로서는 Ni 혹은 Ni합금을 사용할 수 있고, 이 기판을 작성하는 상기 도금은 무전해도금, 전주, 스패터링, 이온플레이팅을 포함하는 각종 금속성막법을 적용할 수 있다. 기판의 요철패턴의 깊이(돌기의 높이)는 80nm∼800nm의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 100nm∼600nm이다. 이 요철패턴은 서 보신호의 경우에는 반경방향으로 길게 형성된다. 예를 들면 반경방향의 길이는 0.05∼20㎛, 원주방향은 0.05∼5㎛가 바람직하고, 이 범위에서 반경방향의 쪽이 긴 패턴을 선택하는 것이 서보신호의 정보를 담지하는 패턴으로서 바람직하다.
상기 자성층(32)(연자성층)의 형성은 자성재료를 진공증착법, 스패터링법, 이온플레이팅법 등의 진공성막수단, 도금법 등에 의해 성막한다. 자성층의 자성재료로서는 Co, Co합금(CoNi, CoNiZr, CoNbTaZr 등), Fe, Fe합금(FeCo, FeCoNi, FeNiMo, FeAISi, FeAl, FeTaN), Ni, Ni합금(NiFe)을 이용할 수 있다. 특히 바람직하게는 FeCo, FeCoNi이다. 자성층의 두께는 50nm∼500nm의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100nm∼400nm이다.
또, 자성층 위에 DLC등의 보호막을 형성하는 것이 바람직하고, 윤활제층을 형성해도 좋다. 또 보호막으로서 5∼30nm의 다이아몬드라이크카본(DLC)막과 윤활제 층이 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 자성층과 보호막 사이에 Si 등의 밀착강화층을 형성해도 좋다. 윤활제는 슬레이브매체와의 접촉과정에서 발생하는 어긋남을 보정할 때의, 마찰에 의한 흠집의 발생 등의 내구성의 열화를 개선한다.
상기 원반을 이용해서 수지기판을 제작하고, 그 표면에 자성층을 형성해서 마스터담체로 해도 좋다. 수지기판의 수지재료로서는 폴리카보네이트·폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴수지, 폴리염화비닐·염화비닐공중합체 등의 염화비닐수지, 에폭시수지, 아몰파스폴리올레핀 및 폴리에스테르 등이 사용가능하다. 내습성, 치수안정성 및 가격 등의 점에서 폴리카보네이트가 바람직하다. 성형품에 버가 있는 경우는 바니시 또는 폴리시에 의해 제거한다. 또, 자외선경화수지, 전자선경화수지 등을 사용해서 원반에 스핀코트, 바코트 도포로 형성해도 좋다. 수지기판의 패턴돌기의 높이는 50∼1000nm의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100∼500nm의 범위이다.
상기 수지기판의 표면의 미세패턴 위에 자성층을 피복해서 마스터담체를 얻는다. 자성층의 형성은 자성재료를 진공증착법, 스패터링법, 이온플레이팅법 등의 진공성막수단, 도금법 등에 의해 성막한다.
한편, 포토퍼블리케이션법은 예를 들면 평판형상의 기판의 평활한 표면에 포토레지스트를 도포하고, 서보신호의 패턴에 따른 포토마스크를 이용한 노광, 현상처리에 의해 정보에 따른 패턴을 형성한다. 계속해서 에칭공정에 의해 패턴에 따라 기판의 에칭을 행하고, 자성층의 두께에 상당하는 깊이의 구멍을 형성한다. 계속해서, 자성재료를 진공증착법, 스패터링법, 이온플레이팅법 등의 진공성막수단, 도금법에 의해 형성된 구멍에 대응한 두께로 기판의 표면까지 자성재료를 성막한다. 계속해서, 포토레지스트를 리프트오프법으로 제거하고, 표면을 연마해서 버가 있는 경우는 제거하는 동시에, 표면을 평활화한다.
슬레이브매체(2)로서는 하드디스크, 고밀도 플렉시블디스크 등의 원반형상 자기기록매체가 사용되며, 그 자기기록층은 도포형 자기기록층 혹은 금속박막형 자기기록층이 형성되어 있다. 금속박막형 자기기록충의 자성재료로서는 Co, Co합금(CoptCr, CoCr, CoPtCrTa, CoPtCrNbTa, CoCrB, CoNi등), Fe, Fe합금(FeCo, FePt, FeCoNi)을 이용할 수 있다. 이것은 자속밀도가 큰 것, 자계인가방향과 같은 방향(면내기록이면 면내방향)의 자기이방성을 갖고 있는 것이 명료한 전사를 행할 수 있으므로 바람직하다. 그리고 자성재료의 밑(지지체측)에 필요한 자기이방성을 부여하기 위해 비자성의 하지층을 형성하는 것이 바람직하다. 결정구조와 격자정수를 자성층에 맞추는 것이 필요하다. 그것을 위해서는 Cr, CrTi, CoCr, CrTa, CrMo, NiAl, Ru 등을 이용한다
여기에서, 전사용 자계의 인가각도를 전술한 범위로 하는 실험결과를 설명한다. 실험에 사용한 마스터담체, 슬레이브매체 및 자기전사방법은 다음과 같다.
<마스터담체의 제작>
Ni스탬퍼법에 의해 원반중심으로부터 반경방향 20∼40mm의 위치까지, 폭 0.5㎛의 등간격 방사상 라인이고, 라인간격이 반경방향 20mm의 최내주 위치에서 0.5㎛간격이며, 깊이 0.2㎛의 원반형상 패턴을 갖는 Ni기판을 작성하였다. 진공성막장치에 있어서, 실온에서 1.33×10-5Pa(10-7Torr)까지 감압한 후에, 아르곤을 도입해서 0.4Pa(3×10-3Torr)로 한 조건하에서, Ni기판상에 두께 200nm의 FeCo막(연자성층)을 형성하고, 마스터담체로 하였다. 보자력 (Hcm)은 8kA/m(100Oe) , 자속밀도(Ms)는 28.9T(23000 Gauss)였다.
<슬레이브매체의 제작>
진공성막장치에 있어서, 실온에서 1.33×10-5Pa(10-7Torr)까지 감압한 후에, 아르곤을 도입해서 0.4Pa(3×10-3Torr)로 한 조건하에서 유리판을 200℃로 가열하고, CrTi 60nm, CoCrPt 25nm, 자속밀도(Ms): 5.7T(4500 Gauss), 보 자력(Hcs): 199kA/m(2500Oe)의 3.5인치형 원반형상 자기기록매체(하드디스크)를 제작하였다.
<자기전사 시험방법>
피크자계강도가 슬레이브매체의 표면에 있어서 슬레이브매체 보자력(Hcs)의 2배인 398kA/m(5000Oe)가 되도록 도 1에 나타낸 바와 같은 링형 헤드전자석을 배치해서 슬레이브매체의 초기직류자화를 행하였다. 다음에 초기직류자화한 슬레이브매체와 마스터담체를 밀착시켜 피크자계강도가 슬레이브매체의 표면에서 207kA/m(2600Oe)가 되도록 링형 헤드전자석의 전류를 조정해서 배치하였다.
이 때의 상하의 전자석의 자계인가각도(피크자계)를, 도 2에 나타낸 수직방향의 각도(α)를 0°∼±45°로, 도 3에 나타내는 평면의 트랙방향의 각도(β)를 0°∼±45°로 변화시키고, 초기직류자화와는 역방향으로 전사자계를 인가하여 자기전사를 행하였다. 또, 마스터담체와 슬레이브매체의 밀착은 고무판을 끼워 알루미늄판상에서 가압하였다.
<전자변환특성 평가방법>
전자변환특성 측정장치(교도덴시사 제품 SS-6)에 의해 슬레이브매체의 전사신호의 평가를 행하였다. 헤드에는 재생헤드갭: 0.24㎛, 재생트랙폭: 1.9㎛, 기록헤드갭: 0.4㎛, 기록트랙폭: 24㎛인 MR헤드를 사용하였다. 판독신호를 스펙트로애널라이저로 주파수 분해하고, 1차신호의 피크강도(C)와 외측에서 삽입한 매체노이즈(N)의 차(C/N)을 측정하였다. 각도(α) 및 각도(β)가 모두 0°(a =β=0°)일 때의 값을 OdB로 하고, 상대값(ΔC/N)으로 평가를 행했 다 이 상대값(ΔC/N)이 -6dB보다 작아(마이너스방향으로 커)지면, 신호강도가 작고 전사불량의 상태로 되므로, 이 값을 허용값으로서 평가하였다. 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다.
또, 표 1에서는 각도(α) 및 각도(β)를 모두 플러스방향으로 변화시켰을 때의 값을 나타내며, 표 2에서는 각도(α)를 마이너스방향, 각도(β)를 플러스방향으로 변화시켰을 때의 값을 나타내고 있다. 각도(α)의 플러스방향은 슬레이브매체와 마스터담체의 밀착면에 대해서 자력선이 슬레이브매체측에 진입하도록 상향으로 기울어진 방향이며, 하향으로 기울어진 방향이 마이너스방향이다. 각도(β)의 플러스방향은 슬레이브매체와 마스터담체의 밀착면에서의 트랙의 접선방향에 대해서 자력선이 외주측으로 기울어지는 방향이며, 내주측으로 기울어지는 방향이 마이너스방향이다. 또, 평면트랙방향의 각도(β)를 변화시킨 데이터는 플러스방향과 마이너스방향에서는 대략 동일하므로, 마이너스방향의 데이터는 생략하고 있다.
표 1 및 표 2로부터 알 수 있듯이, 각도(β)가 0°인 경우에는 각도 (α)가 +30°∼-30°의 범위에서 양호한 자기전사를 행할 수 있었다. 마찬가지로, 각도(α)가 O°인 경우에는 각도(β)가 +30°∼-30°(마이너스값은 나타내고 있지 않지만 플러스값과 동일)의 범위에서 양호한 자기전사를 행할 수 있었다. 또, 각도(α) 및 각도(β)의 한쪽이 플러스방향 또는 마이너스방향으로 커지면, 상대값(△ C/N)의 양호한 범위는 다른쪽의 각도가 절대값에서 30°보다 작은 범위로 되며, 굵은 괘선으로 둘러쳐진 양 각도(α, β)의 절대값의 합계가 30°이내인 범위에서 양호한 자기전사를 행할 수 있었다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 자기전사를 행할 때에, 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브면에 대하여 수직방향으로 ±30°이내이거나, 또는 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대하여 ±30°이내이거나, 또는 전사용 자계의 슬레이브면에 대한 수직방향의 인가각도와 전사용 자계의 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대한 인가각도의 절대값의 합계가 30°이내인 것에 의해, 슬레이브매체의 전면에서 균등한 특성으로 정확한 자화패턴의 전사를 행할 수 있고, 서보신호의 경우에는 양호한 트랙킹기능을 확보할 수 있어 신뢰성의 향상이 도모된다.
또, 자기전사장치를 구성할 때에, 자기전사용 자계의 인가각도를 상기와 같은 허용범위 내로 규정함으로써 양호한 자기전사를 행할 수 있으므로, 장치 전체의 조립정밀도, 자계생성수단의 자계강도, 분포 등의 설계를 쉽게 할 수 있다.

Claims (4)

  1. 기판 표면의 정보신호에 대응하는 부분에 자성층이 형성된 자기전사용 마스터담체와 전사를 받는 슬레이브매체인 자기기록매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하는 자기전사방법에 있어서,
    슬레이브면의 트랙방향으로 자계를 인가하여 미리 슬레이브매체를 트랙방향으로 초기직류자화한 후, 마스터담체와 상기 초기직류자화한 슬레이브매체를 밀착시키고, 슬레이브면의 트랙방향으로 전사용 자계를 인가시켜 자기전사를 행할 때에, 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브면에 대하여 수직방향으로 ±30°이내인 것을 특징으로 하는 자기전사방법.
  2. 기판 표면의 정보신호에 대응하는 부분에 자성층이 형성된 자기전사용 마스터담체와 전사를 받는 슬레이브매체인 자기기록매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하는 자기전사방법에 있어서,
    슬레이브면의 트랙방향으로 자계를 인가하여 미리 슬레이브매체를 트랙방향으로 초기직류자화한 후, 마스터담체와 상기 초기직류자화한 슬레이브매체를 밀착시키고, 슬레이브면의 트랙방향으로 전사용 자계를 인가시켜 자기전사를 행할 때에, 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대하여 ±30°이내인 것을 특징으로 하는 자기전사방법.
  3. 기판 표면의 정보신호에 대응하는 부분에 자성층이 형성된 자기전사용 마스터담체와 전사를 받는 슬레이브매체인 자기기록매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하는 자기전사방법에 있어서,
    슬레이브면의 트랙방향으로 자계를 인가하여 미리 슬레이브매체를 트랙방향으로 초기직류자화한 후, 마스터담체와 상기 초기직류자화한 슬레이브매체를 밀착시키고, 슬레이브면의 트랙방향으로 전사용 자계를 인가시켜 자기전사를 행할 때에, 전사용 자계의 슬레이브면에 대한 수직방향의 인가각도와, 전사용 자계의 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대한 인가각도의 절대값의 합계가 30°이내인 것을 특징으로 하는 자기전사방법.
  4. 기판 표면의 정보신호에 대응하는 부분에 자성층이 형성된 자기전사용 마스터담체와 전사를 받는 슬레이브매체인 자기기록매체를 밀착시켜서 전사용 자계를 인가하여 자기전사를 행하는 자기전사장치에 있어서,
    마스터담체와 밀착된 슬레이브매체에 대하여 트랙방향으로 전사용 자계를 인가하는 자계생성수단을 구비하고, 상기 자계생성수단에 의한 전사용 자계의 인가각도가 슬레이브면에 대하여 수직방향으로 ±30°이내이고, 슬레이브면과 평행면에서의 트랙방향에 대하여 ±30°이내인 것을 특징으로 하는 자기전사장치.
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