JP2008198269A - Magnetic transfer master body, magnetic recording medium, and magnetic disk device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は磁気転写マスタ体、磁気記録媒体および磁気ディスク装置に関するものであり、特に、垂直磁気記録媒体上に形成されたサーボ領域へのサーボパターンの転写を転写波形が上下ほぼ対称になるように行うための磁気転写マスタ体、転写されたサーボパターンを有する磁気記録媒体およびその磁気記録媒体を搭載する磁気ディスク装置に関するものである。 The present invention relates to a magnetic transfer master body, a magnetic recording medium, and a magnetic disk apparatus. In particular, the transfer waveform of a servo pattern transferred to a servo area formed on a perpendicular magnetic recording medium is substantially symmetrical. The present invention relates to a magnetic transfer master body to be performed, a magnetic recording medium having a transferred servo pattern, and a magnetic disk device on which the magnetic recording medium is mounted.
磁気ディスク上におけるヘッドの位置決めをするため、データ領域と交互にサーボ領域が形成されている。従来、サーボデータはＳｅｒｖｏ Ｔｒａｃｋ Ｗｒｉｔｉｎｇ（ＳＴＷ）法によって、専用ヘッドを用いて記録されてきた。磁気ディスク上のサーボ領域では、上流側から順番にプリアンブル域、サーボマーク域およびサーボデータ域が区画される。 In order to position the head on the magnetic disk, servo areas are formed alternately with the data areas. Conventionally, servo data has been recorded using a dedicated head by the Servo Track Writing (STW) method. In the servo area on the magnetic disk, a preamble area, a servo mark area, and a servo data area are partitioned in order from the upstream side.
プリアンブル域では、周方向に沿って均一な間隔で交互に正負の磁極が形成される。サーボデータ域では、半径方向に変化する所定のパターンで磁極が形成される。 In the preamble region, positive and negative magnetic poles are alternately formed at uniform intervals along the circumferential direction. In the servo data area, magnetic poles are formed in a predetermined pattern that changes in the radial direction.
ＨＤＤ（ハードディスクドライブ装置）において、プリアンブル域で読み出される磁気情報から同期信号が得られる。また、サーボデータ域から読み出される磁気情報に基づきヘッドは正確に記録トラック上に位置決めされるようになっている。 In an HDD (Hard Disk Drive Device), a synchronization signal is obtained from magnetic information read in the preamble area. Further, the head is accurately positioned on the recording track based on the magnetic information read from the servo data area.
しかしながら、ハードディスクの高密度記録に伴い、データ領域の記録密度が増加するに従い、ヘッドの位置決めに必要なサーボ情報にも、さらなる高密度化が求められている。 However, as the recording density of the data area increases with the high-density recording of the hard disk, higher density is also required for the servo information necessary for head positioning.
従来のヘッド記録によるＳＴＷ法では、サーボライト時間の増大やサーボ記録精度劣化が懸念されている。 In the conventional STW method using head recording, there are concerns about an increase in servo write time and deterioration in servo recording accuracy.
そこで、あらかじめサーボ情報がパターニングされている磁気転写マスタ体を用いて、一括してサーボ情報を記録する磁気転写方式が注目されている。この磁気転写法とは予めサーボ情報が記録された磁気転写マスタ体を磁界印加しながら磁気記録媒体に密着させ、サーボ情報を記録するというものであり（例えば、特許文献１参照）、この磁気転写方式によれば、一括記録のため時間コストを大幅に削減できるとともに、静的な記録であるため高精度なサーボ記録を期待することができる。 Therefore, a magnetic transfer system in which servo information is recorded collectively using a magnetic transfer master body on which servo information is patterned in advance has attracted attention. In this magnetic transfer method, a magnetic transfer master body on which servo information is recorded in advance is brought into close contact with a magnetic recording medium while applying a magnetic field, and servo information is recorded (see, for example, Patent Document 1). According to the system, time cost can be greatly reduced because of batch recording, and high-precision servo recording can be expected because of static recording.
この磁気転写法による、従来の長手記録媒体を用いた面内磁気記録方式への適用例が報告されている（特許文献１、特許文献２参照）。 An application example of this magnetic transfer method to a conventional longitudinal magnetic recording method using a longitudinal recording medium has been reported (see Patent Document 1 and Patent Document 2).
ここで、図８を参照して、従来の磁気転写マスタ体の例を説明する。 Here, an example of a conventional magnetic transfer master body will be described with reference to FIG.
図８は従来の磁気転写マスタ体の例であり、サーボパターンに対応した凹凸領域の断面を示している。 FIG. 8 shows an example of a conventional magnetic transfer master body, and shows a cross section of an uneven area corresponding to a servo pattern.
Ｉ）は、サーボパターンに対応した磁化パターンを磁気記録媒体に転写するために、例えば、シリコン、Ｎｉ等でできたマスタ体基板８１の表面に薄膜形成技術により凹凸をつくり、表面に高透磁率材料の軟磁性体８２の層を形成したものである。 I), in order to transfer the magnetized pattern corresponding to the servo pattern to the magnetic recording medium, for example, the surface of the master substrate 81 made of silicon, Ni or the like is made uneven by a thin film forming technique, and the surface has a high magnetic permeability. A layer of the soft magnetic material 82 of the material is formed.
ＩＩ）は、凸部の両端がテーパを有する山形のタイプのものを示す。例えば、シリコン、Ｎｉ等でできたマスタ体基板８３の表面に薄膜形成技術により山型の凸部をつくり、図の上方から表面に高透磁率材料の軟磁性体８２の層をスパタリングにより形成したものである。この方法により磁気転写マスタ体を作成するほうが、Ｉ）の方法に比べ、やりやすい。 II) shows a chevron-shaped type in which both ends of the convex portion are tapered. For example, a chevron-shaped convex portion is formed on the surface of the master substrate 83 made of silicon, Ni or the like by thin film formation technology, and a soft magnetic material 82 layer of a high magnetic permeability material is formed on the surface from the upper side of the figure by sputtering. Is. It is easier to create a magnetic transfer master body by this method than the method I).
ＩＩＩ）は、シリコンでできたマスタ体基板８５に凹状の溝を形成し、溝を高透磁率材料の軟磁性体８６で充填したものである。 In III), a concave groove is formed in a master body substrate 85 made of silicon, and the groove is filled with a soft magnetic body 86 of a high magnetic permeability material.
一方、磁気記録媒体に関しては、従来からの面内磁気記録方式に対して垂直磁気記録方式が進み、磁気転写方式も磁気記録媒体に水平に磁界を印加する方式に対し、磁気記録媒体面に垂直方向に磁界を印加する方式が必要とされるようになってきた。 On the other hand, with respect to magnetic recording media, perpendicular magnetic recording methods have progressed compared to conventional in-plane magnetic recording methods, and magnetic transfer methods have also been perpendicular to the magnetic recording medium surface compared to methods in which a magnetic field is applied horizontally to a magnetic recording medium. A method of applying a magnetic field in the direction has been required.
磁気記録媒体に垂直に磁界を印加する転写方式は、初期化磁界を磁気記録媒体面に垂直な方向に印加後、磁気転写マスタ体を密着させ初期化磁界と逆方向に磁界を印加してサーボパターンを磁気記録媒体に転写する方式である。
磁気記録方式が、面内磁気記録方式から垂直磁気記録方式に変移するに伴い、磁気転写に際して磁気転写マスタ体に要求される条件がより厳しくなってきている。 As the magnetic recording system shifts from the in-plane magnetic recording system to the perpendicular magnetic recording system, the conditions required for the magnetic transfer master body during magnetic transfer are becoming stricter.
その一例として、面内磁気記録方式においては磁気転写で記録されたサーボ信号を元にオントラックできた磁気転写マスタ体を、垂直磁気記録方式における磁気転写に適用した場合、磁気ディスク媒体に磁気転写されたサーボパターンの磁気転写波形が上下非対称となり、磁気ディスク媒体にヘッドをオントラックできないといった問題が生じていた。 For example, in the in-plane magnetic recording method, when a magnetic transfer master body that can be on-tracked based on a servo signal recorded by magnetic transfer is applied to magnetic transfer in the perpendicular magnetic recording method, the magnetic transfer is performed on a magnetic disk medium. The magnetic transfer waveform of the servo pattern thus formed becomes asymmetrical in the vertical direction, and there has been a problem that the head cannot be on-tracked on the magnetic disk medium.
図４は、従来の磁気転写マスタ体を用いた垂直印加磁気転写後の磁気ディスク媒体における磁気転写磁界波形図の例を示す。ここでは、有限要素法を用いたシュミレーション結果を示す。図において転写磁界波形は上下非対称になっており、磁気転写時における磁気ディスク媒体への印加磁界の方向によって、磁気ディスク媒体に加わる転写磁界強度分布が変化することに起因している。 FIG. 4 shows an example of a magnetic transfer magnetic field waveform diagram in a magnetic disk medium after perpendicularly applied magnetic transfer using a conventional magnetic transfer master body. Here, simulation results using the finite element method are shown. In the figure, the transfer magnetic field waveform is vertically asymmetric, and this is due to the fact that the transfer magnetic field strength distribution applied to the magnetic disk medium changes depending on the direction of the magnetic field applied to the magnetic disk medium during magnetic transfer.
したがって、本発明が解決しようとする課題は、垂直磁気記録媒体に対して垂直印加磁気転写したサーボパターンでヘッドをオントラックできる磁気転写マスタ体、磁気記録媒体および磁気ディスク装置を提供することにある。 Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a magnetic transfer master body, a magnetic recording medium, and a magnetic disk device capable of on-tracking a head with a servo pattern perpendicularly applied to a perpendicular magnetic recording medium. .
本発明の請求項１に記載の発明は、磁気記録媒体にサーボパターンを磁気転写するための磁気転写マスタ体であって、前記サーボパターンに対応した磁性体が前記磁気転写マスタ体のマスタ体基板に保持され、前記磁気記録媒体に対向させる前記マスタ体基板の表面に前記磁性体の一端を有し、前記表面と平行な平面における前記磁性体の断面積が前記一端の表面積より大きな部分を有することを特徴とする磁気転写マスタ体である。 The invention according to claim 1 of the present invention is a magnetic transfer master body for magnetically transferring a servo pattern to a magnetic recording medium, wherein the magnetic body corresponding to the servo pattern is a master substrate of the magnetic transfer master body. And having one end of the magnetic body on the surface of the master substrate facing the magnetic recording medium, and having a cross-sectional area of the magnetic body in a plane parallel to the surface larger than the surface area of the one end This is a magnetic transfer master body.
図１は本発明による磁気転写マスタ体の実施例におけるサーボパターン断面図を示す。 FIG. 1 is a sectional view of a servo pattern in an embodiment of a magnetic transfer master body according to the present invention.
ａ）乃至ｄ）に示す各磁気転写マスタ体の実施例においては、それぞれ、図の上端面が
サーボパターンを転写する磁気記録媒体（図示省略）に接する面であり、図の上方から見た図は省略してあるが、マスタ体基板１１に埋め込まれている軟磁性体１２を上方から見た上端面における形状は好ましくは長方形、正方形、あるいは台形であるが、円形や楕円形であっても構わない。
In the embodiments of the magnetic transfer master bodies shown in a) to d), the upper end surface of the figure is a surface in contact with a magnetic recording medium (not shown) to which a servo pattern is transferred, and is a view seen from the upper side of the figure. Is omitted, but the shape of the upper end surface of the soft magnetic body 12 embedded in the master body substrate 11 when viewed from above is preferably a rectangle, a square, or a trapezoid. I do not care.
ａ）において磁気転写マスタ体は、例えば、薄膜形成技術により、シリコン、ガラス、セラミックス、あるいはニッケルといった材料でできたマスタ体基板１１であって、サーボパターンを転写する磁気記録媒体に接する側の表面にサーボパターンに対応して、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉといった高透磁率材料の軟磁性体１２を、軟磁性体１２の一端がマスタ体基板１１の表面と同じ高さをもって埋め込まれている。 In a), the magnetic transfer master body is, for example, a master body substrate 11 made of a material such as silicon, glass, ceramics, or nickel by thin film formation technology, and the surface on the side in contact with the magnetic recording medium to which the servo pattern is transferred. Corresponding to the servo pattern, a soft magnetic body 12 of a high magnetic permeability material such as FeCo or CoNi is embedded with one end of the soft magnetic body 12 having the same height as the surface of the master body substrate 11.
埋め込まれた軟磁性体１２は、マスタ体基板１１の表面と平行な面における断面績がマスタ体基板１１の表面における表面積より広い部分をマスタ体基板１１の中に有している。 The embedded soft magnetic body 12 has a portion in the master body substrate 11 where the cross-sectional performance in a plane parallel to the surface of the master body substrate 11 is larger than the surface area of the surface of the master body substrate 11.
このような形状を有することにより、サーボパターンの磁化方向が図のマスタ体基板１１の表面に垂直な垂直磁気記録方式の磁気記録媒体に転写する場合、本発明の磁気転写マスタ体を使用して垂直印加磁気転写を行うと、図８に示した従来の磁気転写マスタ体を適用して垂直印加磁気転写を行った場合に得られる垂直印加磁気転写後の磁気ディスク媒体における転写磁界波形が上下非対称となる図４に示したものとは異なり、後述する図５あるいは図６に示すように転写磁界波形がほぼ上下対称に近くなり、転写されたサーボパターンにより正常にヘッドをオントラックできるようになる。 By having such a shape, the magnetic transfer master body of the present invention is used when the servo pattern magnetization direction is transferred to a perpendicular magnetic recording type magnetic recording medium perpendicular to the surface of the master body substrate 11 shown in the figure. When perpendicularly applied magnetic transfer is performed, the transfer magnetic field waveform in the magnetic disk medium after perpendicularly applied magnetic transfer obtained when the vertically applied magnetic transfer is performed by applying the conventional magnetic transfer master body shown in FIG. Unlike the one shown in FIG. 4, the transfer magnetic field waveform becomes almost vertically symmetrical as shown in FIG. 5 or FIG. 6 to be described later, and the head can be normally on-tracked by the transferred servo pattern. .
図４において、図の下側の方向の磁界強度を磁気ディスク媒体の初期化方向の磁界強度とすると、垂直印加磁気転写により反対方向に磁化しようとする部分の磁界強度分布は２つの山を形成する。２つの山は、サーボパターンに対応する磁気転写マスタ体の磁気ディスク媒体に当接する凸部のエッジの部分に対応し、磁束が集中しやすくなるためである。凸部の幅を狭くしてエッジ間の距離を狭くすることで、図４の２つの山が近づいて１つの山になるように傾向をもつ。 In FIG. 4, assuming that the magnetic field strength in the lower direction of the drawing is the magnetic field strength in the initialization direction of the magnetic disk medium, the magnetic field strength distribution of the portion to be magnetized in the opposite direction by perpendicularly applied magnetic transfer forms two peaks. To do. This is because the two peaks correspond to the edge portions of the convex portions that contact the magnetic disk medium of the magnetic transfer master body corresponding to the servo pattern, and the magnetic flux tends to concentrate. By narrowing the width of the convex part and narrowing the distance between the edges, the two peaks in FIG. 4 tend to approach and become one peak.
本発明のように、マスタ体基板１１に埋め込まれた軟磁性体１２の形状が、マスタ体基板１１の表面に現れている軟磁性体１２の一端を他端より狭くすることで、垂直印加磁気転写時に、磁気ディスク媒体に加わる転写磁界波形が上下対称に近くなることを示している。 As in the present invention, the shape of the soft magnetic body 12 embedded in the master body substrate 11 is such that one end of the soft magnetic body 12 appearing on the surface of the master body substrate 11 is narrower than the other end, so It shows that the transfer magnetic field waveform applied to the magnetic disk medium at the time of transfer is close to vertical symmetry.
理由として、垂直印加磁気転写の場合において、マスタ体基板１１の表面に現れている軟磁性体１２の一端面における磁束の絞り効果により、転写磁界波形の上下対称性を維持しつつ、加えて、他端の末広がり形状により十分な磁束を供給し安定した磁気転写ができるものと考えられる。 The reason for this is that, in the case of perpendicularly applied magnetic transfer, while maintaining the vertical symmetry of the transfer magnetic field waveform by the magnetic flux constriction effect at one end surface of the soft magnetic body 12 appearing on the surface of the master body substrate 11, It is considered that a stable magnetic transfer can be performed by supplying a sufficient magnetic flux by the divergent shape at the other end.
つまり、本発明による軟磁性体１２の形状により、マスタ体基板１１の表面に現れている軟磁性体１２の一端面に対して十分な磁界が発生する効果を有するということである。 That is, the shape of the soft magnetic body 12 according to the present invention has an effect that a sufficient magnetic field is generated on one end surface of the soft magnetic body 12 appearing on the surface of the master body substrate 11.
ここで、軟磁性体１２のマスタ体基板１１の表面に現れている首の部分は、断面形状がマスタ体基板１１の厚さ方向に向かってほぼ一定のストレート部をもっていることが望ましい。これは、加工上、マスタ体基板１１の表面に現れている軟磁性体１２の表面形状寸法の精度を保持しやすくし、軟磁性体１２どうしの表面形状寸法を同じものにし易いためである。 Here, it is desirable that the neck portion appearing on the surface of the master body substrate 11 of the soft magnetic body 12 has a straight portion having a substantially constant cross-sectional shape in the thickness direction of the master body substrate 11. This is because it is easy to maintain the accuracy of the surface shape dimensions of the soft magnetic bodies 12 appearing on the surface of the master body substrate 11 and to make the surface shape dimensions of the soft magnetic bodies 12 the same.
ｂ）において磁気転写マスタ体は、例えば、薄膜形成技術により、シリコン、ガラス、セラミックス、あるいはニッケルといった材料でできたマスタ体基板１３であって、サーボパターンを転写する磁気記録媒体（図示省略）に接する側の表面にサーボパターンに対応して、ＦｅＣｏ、ＣｏＮｉといった高透磁率材料の軟磁性体１４を、軟磁性体１４の一端がマスタ体基板１３の表面と同じ高さをもって突出するように埋め込まれている。 In b), the magnetic transfer master body is, for example, a master body substrate 13 made of a material such as silicon, glass, ceramics, or nickel by a thin film formation technique, and is used as a magnetic recording medium (not shown) for transferring a servo pattern. Corresponding to the servo pattern, a soft magnetic body 14 of a high magnetic permeability material such as FeCo or CoNi is embedded on the surface on the contact side so that one end of the soft magnetic body 14 protrudes at the same height as the surface of the master substrate 13. It is.
埋め込まれた軟磁性体１２は、マスタ体基板１１の表面と平行な面における断面績がマスタ体基板１１の表面と同じ表面積より広い部分をマスタ体基板１１の中に有している。 The embedded soft magnetic body 12 has a portion in the master body substrate 11 where the cross-sectional performance in a plane parallel to the surface of the master body substrate 11 is larger than the same surface area as the surface of the master body substrate 11.
加工のし易さから、ａ）、ｂ）の２つの軟磁性体１２と軟磁性体１４を例示したが、本発明は、これら２つの例に限定されるものではない。 Although two soft magnetic bodies 12 and soft magnetic bodies 14 of a) and b) are illustrated from the viewpoint of ease of processing, the present invention is not limited to these two examples.
また、マスタ基板に軟磁性体を埋め込んだ後、必要に応じて、磁気記録媒体に接する面を精密研磨してマスタ基板と軟磁性体の一端とが同一面になるようにしてもよく、また、
磁気記録媒体に接する面の表面に潤滑層をもうけたり、潤滑材を塗布しても構わない。
In addition, after embedding the soft magnetic material in the master substrate, the surface in contact with the magnetic recording medium may be precisely polished as necessary so that the master substrate and one end of the soft magnetic material become the same surface. ,
A lubricating layer may be provided on the surface in contact with the magnetic recording medium, or a lubricant may be applied.
本発明の請求項２に記載の発明は、前記磁気転写マスタ体において、隣接する前記磁性体間における各前記一端の間の最短距離をＳ、前記最短距離を通る直線上における前記一端の長さをＬとしたとき、Ｌ／Ｓ比が０.３５以下であることを特徴とする請求項１記載の磁気転写マスタ体である。 According to the second aspect of the present invention, in the magnetic transfer master body, the shortest distance between the one ends between the adjacent magnetic bodies is S, and the length of the one end on a straight line passing through the shortest distance. 2. The magnetic transfer master body according to claim 1, wherein L / S ratio is 0.35 or less, where is L.
請求項２記載の発明によれば、図１に示される磁気転写マスタ体において、それぞれ、マスタ体基板の表面における軟磁性体の一端と、隣接する他の軟磁性体の一端との最短距離をＳ、また、前記最短距離を通る直線上における軟磁性体の一端の長さをＬとしたとき、Ｌ／Ｓ比が０.３５以下である。 According to the second aspect of the invention, in the magnetic transfer master body shown in FIG. 1, the shortest distance between one end of the soft magnetic body and one end of another soft magnetic body adjacent to the surface of the master body substrate is set. In addition, when L is the length of one end of the soft magnetic material on the straight line passing through the shortest distance, the L / S ratio is 0.35 or less.
本条件による寸法条件を満たすことにより、垂直印加磁気転写時における磁気ディスク媒体への印加磁界の方向によって、磁気ディスク媒体に加わる転写磁界強度分布の変化が少なく、安定した磁気転写を行うことができる。 By satisfying the dimensional conditions according to this condition, the magnetic field applied to the magnetic disk medium during perpendicular magnetic transfer has little change in the magnetic field distribution applied to the magnetic disk medium, and stable magnetic transfer can be performed. .
Ｌ／Ｓ比は、垂直印加磁気転写を受ける磁気ディスク媒体表面に接する磁気転写マスタ体の表面における要求条件であり、磁気転写マスタ体の表面と平行な平面における磁性体の断面積の大きな部分間の距離は規定されていないが、この距離による垂直印加磁気転写への影響は、埋め込まれた磁性体の形状によって異なると考えられるため、規定された上記のＬ／Ｓ比の範囲内で適宜決められる。 The L / S ratio is a requirement on the surface of the magnetic transfer master body that is in contact with the surface of the magnetic disk medium subjected to perpendicularly applied magnetic transfer. However, the influence of this distance on the perpendicularly applied magnetic transfer is considered to vary depending on the shape of the embedded magnetic material, so it is determined as appropriate within the range of the L / S ratio specified above. It is done.
本発明の請求項３に記載の発明は、前記磁気転写マスタ体において、前記マスタ体基板の前記表面と反対の面には電導性金属基板が設けられ、前記電導性金属基板と前記磁性体の他端とは電気的に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気転写マスタ体である。 According to a third aspect of the present invention, in the magnetic transfer master body, a conductive metal substrate is provided on a surface opposite to the surface of the master body substrate, and the conductive metal substrate and the magnetic body are provided. The magnetic transfer master body according to claim 1, wherein the magnetic transfer master body is electrically connected to the other end.
図１におけるｃ）は、軟磁性体１７の他端とマスタ体基板１６の他端とが同一平面内にあり、この平面と導電性金属基板１５とが接触している磁気転写マスタ体の例を示している。 FIG. 1C shows an example of a magnetic transfer master body in which the other end of the soft magnetic body 17 and the other end of the master body substrate 16 are in the same plane, and the plane and the conductive metal substrate 15 are in contact with each other. Is shown.
導電性金属基板１５と軟磁性体１７は、それぞれａ）とｂ）で説明した材料と同じ材料で構成されているが、導電性金属基板１５を設けることにより、軟磁性体１７を導電性金属基板１５表面から、例えば、無電解メッキにより成長させマスタ体基板１６内に図示の形状で充填させるに適した構造の例である。 The conductive metal substrate 15 and the soft magnetic body 17 are made of the same material as that described in a) and b), respectively, but by providing the conductive metal substrate 15, the soft magnetic body 17 is made of the conductive metal. This is an example of a structure suitable for growing from the surface of the substrate 15 by, for example, electroless plating and filling the master body substrate 16 in the shape shown in the figure.
ｄ）は、ｃ）と同じような構造であり、軟磁性体１７と軟磁性体２０の形状が異なっている磁気転写マスタ体の例を示す。 d) shows an example of a magnetic transfer master body having the same structure as c) and having different shapes of the soft magnetic body 17 and the soft magnetic body 20.
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の磁気転写マスタ体に当接され、前記磁気転写マスタ体との当接面に垂直な方向に直流磁界を印加することにより転写された前記サーボパターンを有することを特徴とする垂直磁気記録媒体である。 The invention according to claim 4 of the present invention is in contact with the magnetic transfer master body according to any one of claims 1 to 3 and is perpendicular to the contact surface with the magnetic transfer master body. A perpendicular magnetic recording medium having the servo pattern transferred by applying a direct-current magnetic field to the disk.
本発明による磁気転写マスタ体により、特に垂直磁気記録媒体へサーボパターンを磁気転写することにより、垂直磁気記録媒体における転写磁界波形が磁気転写の磁界方向によらず、ほぼ上下対称に近い安定した磁気転写を行うことができる。 The magnetic transfer master body according to the present invention magnetically transfers a servo pattern to a perpendicular magnetic recording medium in particular, so that the transfer magnetic field waveform in the perpendicular magnetic recording medium is stable and nearly symmetric regardless of the magnetic transfer magnetic field direction. Transcription can be performed.
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項４記載の垂直磁気記録媒体を搭載したことを特徴とする磁気ディスク装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a magnetic disk drive comprising the perpendicular magnetic recording medium according to the fourth aspect.
磁気転写マスタ体に埋め込まれた磁性体の一端の、磁気記録媒体に対向させるマスタ体基板の表面の面積を、磁性体の他の部分における磁性体の一端の表面に平行な面との断面績より小さくすることで、従来のマスタ体と比較して、垂直印加転写時に磁気記録媒体にかかる磁界強度の上下非対称性を解消することができる。 The cross section of the surface of the surface of the master body substrate facing the magnetic recording medium at one end of the magnetic body embedded in the magnetic transfer master body is parallel to the surface of the other end of the magnetic body. By making it smaller, it is possible to eliminate the vertical asymmetry of the magnetic field strength applied to the magnetic recording medium at the time of vertical application transfer as compared with the conventional master body.
図２は、本発明による磁気転写マスタ体の第１の製造工程実施例を示す。 FIG. 2 shows a first manufacturing process embodiment of the magnetic transfer master body according to the present invention.
イ）露光或いはナノプリント技術を用いて、例えば、シリコン製のマスタ体基板２１上にレジストによるサーボパターンを形成する。この時Ｌ／Ｓ比を０．３５以下とする。 A) Using an exposure or nanoprint technique, for example, a servo pattern is formed on the master substrate 21 made of silicon by a resist. At this time, the L / S ratio is set to 0.35 or less.
ロ）ドライエッチングによりレジストに刻印されたサーボパターン図形をマスタ体基板２１に転写する。そして図示のようにアンダーカット形状となるようなエッチング条件を用いる。誘導プラズマ型ＲＩＥ装置を例にとると、ガス種としてＳＦ６或いは、ＣＦ４を用いた場合のガス圧は５.０Ｐａとし、通常の異方性エッチングよりも高ガス圧とする。また、ＲＦパワーは３００Ｗとして、マスタ体基板２１に凹部２３を形成する。 B) The servo pattern figure engraved on the resist by dry etching is transferred to the master substrate 21. Etching conditions are used so as to form an undercut shape as shown in the figure. Taking an induction plasma type RIE apparatus as an example, the gas pressure when SF6 or CF4 is used as the gas species is 5.0 Pa, which is higher than that of normal anisotropic etching. Further, the RF power is 300 W, and the recess 23 is formed in the master body substrate 21.
ハ）凹部２３の底面に、例えば、Ｎｉ電極膜を成膜した後、メッキ法によりＦｅＣｏ材の軟磁性体２４を凹部２３内に成長させる。 C) After forming, for example, a Ni electrode film on the bottom surface of the recess 23, a soft magnetic material 24 of FeCo material is grown in the recess 23 by plating.
ここで、軟磁性体２４の上面をマスタ体基板２１の表面より所望の寸法だけ突出するように軟磁性体２４を成長させるようにしても構わない。 Here, the soft magnetic body 24 may be grown so that the upper surface of the soft magnetic body 24 protrudes from the surface of the master substrate 21 by a desired dimension.
凹部２３内に軟磁性体２４を成長させ、凹部２３が軟磁性体２４で充填された後、必要に応じて、マスタ体基板２１の表面と軟磁性体２４の上面が同じ面になるよう鏡面仕上げを施す。 After the soft magnetic body 24 is grown in the concave portion 23 and the concave portion 23 is filled with the soft magnetic body 24, the surface of the master body substrate 21 and the upper surface of the soft magnetic body 24 are mirrored as necessary. Finish.
要は、軟磁性体２４の上面がマスタ体基板２１の表面より低くならないことが望ましい。 In short, it is desirable that the upper surface of the soft magnetic body 24 is not lower than the surface of the master substrate 21.
このようにして作られた磁気転写マスタ体により、磁気ディスク媒体に垂直印加転写したときの垂直印加磁気転写後の磁気ディスク媒体における磁気転写磁界波形図の例を図５に示す。
図５は、図２に示す本発明の実施例による磁気転写マスタ体を用いた垂直印加磁気転写後の磁気ディスク媒体における磁気転写磁界波形図の例を示す。ここでは、有限要素法を用いたシュミレーション結果を示す。Ｌ＋Ｓが約０．２μｍである場合を締めいている。
FIG. 5 shows an example of a magnetic transfer magnetic field waveform diagram on the magnetic disk medium after perpendicularly applied magnetic transfer when the magnetic transfer master body thus produced is vertically applied to the magnetic disk medium.
FIG. 5 shows an example of a magnetic transfer magnetic field waveform diagram in the magnetic disk medium after perpendicularly applied magnetic transfer using the magnetic transfer master body according to the embodiment of the present invention shown in FIG. Here, simulation results using the finite element method are shown. The case where L + S is about 0.2 μm is tightened.
図において、転写磁界波形がほぼ上下対称に近くなり、転写されたサーボパターンにより正常にヘッドをオントラックできるようになる。図の下側の方向の磁界強度を磁気ディスク媒体の初期化方向の磁界強度とすると、図４に示す従来の磁気転写マスタ体、例えば、図８に示す従来の磁気転写マスタ体におけるＩＩ）の構成の磁気転写マスタ体を用いた垂直印加磁気転写後の磁気ディスク媒体における磁気転写磁界波形図の例におけるごとく、磁気転写により反対方向に磁化しようとする部分の磁界強度分布が山の中央部が低く、山の両端が高くなるといった現象がなくなる。 In the figure, the transfer magnetic field waveform is almost symmetrical in the vertical direction, and the head can be normally on-tracked by the transferred servo pattern. If the magnetic field strength in the lower direction of the figure is the magnetic field strength in the initialization direction of the magnetic disk medium, the conventional magnetic transfer master body shown in FIG. 4, for example, II in the conventional magnetic transfer master body shown in FIG. As in the example of the magnetic transfer magnetic field waveform diagram in the magnetic disk medium after the perpendicularly applied magnetic transfer using the magnetic transfer master body of the configuration, the magnetic field strength distribution of the portion to be magnetized in the opposite direction by the magnetic transfer is The phenomenon that the both ends of the mountain are low is eliminated.
図５における上側の磁気転写磁界波形の幅が図１のａ）における軟磁性体の一端の長さＬに対応する。 The width of the upper magnetic transfer magnetic field waveform in FIG. 5 corresponds to the length L of one end of the soft magnetic material in FIG.
図３は、本発明による磁気転写マスタ体の第２の製造工程実施例を示す。 FIG. 3 shows a second manufacturing process embodiment of the magnetic transfer master body according to the present invention.
ｐ）導電性金属基板３１上にＳｉ膜によるマスタ体基板３２をスパッタ法等により成膜する。または逆にシリコン又はガラス製のマスタ基板３２上に導電性金属膜による導電性金属基板３１をスパッタ法等により成膜する。 p) A master substrate 32 of Si film is formed on the conductive metal substrate 31 by sputtering or the like. Alternatively, a conductive metal substrate 31 made of a conductive metal film is formed on a silicon or glass master substrate 32 by sputtering or the like.
ｑ）上述のマスタ体基板３２の導電性金属基板３１と反対側の面上にもうけたレジスト３３に、ＥＢ露光法或いはナノプリント法によりサーボパターン形状に応じたレジストパターンを形成する。 q) A resist pattern corresponding to the servo pattern shape is formed on the resist 33 provided on the surface of the master body substrate 32 opposite to the conductive metal substrate 31 by the EB exposure method or the nanoprint method.
ｒ）マスタ体基板３２の厚さ分だけレジストパターンのエッチング転写を行うことでパターン底面に導電性金属基板３１の表面が出る状態とする。ちなみにエッチング条件は図２で説明したと同じように、図示のようなアンダーカット形状となるようなエッチング条件を用いる。誘導プラズマ型ＲＩＥ装置を例にとると、ガス種としてＳＦ６或いは、ＣＦ４を用いた場合のガス圧は５.０Ｐａとし、通常の異方性エッチングよりも高ガス圧とする。また、ＲＦパワーは３００Ｗとして、マスタ体基板３２に凹部３４を形成する。 r) The resist pattern is etched and transferred by the thickness of the master substrate 32 so that the surface of the conductive metal substrate 31 is exposed on the bottom of the pattern. Incidentally, the etching conditions are such that the undercut shape as shown in the drawing is the same as described with reference to FIG. Taking an induction plasma type RIE apparatus as an example, the gas pressure when SF6 or CF4 is used as the gas species is 5.0 Pa, which is higher than that of normal anisotropic etching. Further, the RF power is set to 300 W, and the recess 34 is formed in the master body substrate 32.
ｓ）凹部３４の底面に位置する導電性金属基板３１を電極として、メッキ法によりＦｅＣｏ材の軟磁性体３５を凹部３４内に成長させる。
s) Using the conductive metal substrate 31 located on the bottom surface of the recess 34 as an electrode, a FeCo soft
ここで、軟磁性体３５の上面をマスタ体基板３２の表面より所望の寸法だけ突出するように軟磁性体３５を成長させるようにしても構わない。
Here, the soft
凹部３４内に軟磁性体３５を成長させ、凹部３４が軟磁性体３５で充填された後、必要に応じて、マスタ体基板３２の表面と軟磁性体３５の上面が同じ面になるよう鏡面仕上げを施す。
After the soft
要は、軟磁性体２４の上面がマスタ体基板２１の表面より低くならないことが望ましい。 In short, it is desirable that the upper surface of the soft magnetic body 24 is not lower than the surface of the master substrate 21.
このようにして作られた磁気転写マスタ体により、磁気ディスク媒体に垂直印加転写したときの垂直印加磁気転写後の磁気ディスク媒体における磁気転写磁界波形図の例を図６に示す。 FIG. 6 shows an example of a magnetic transfer magnetic field waveform diagram on the magnetic disk medium after the perpendicularly applied magnetic transfer when the magnetic transfer master body thus produced is vertically applied and transferred to the magnetic disk medium.
図６は、図３に示す本発明の実施例による磁気転写マスタ体を用いた垂直印加磁気転写後の磁気ディスク媒体における磁気転写磁界波形図の例を示す。図５とほぼ同じ波形図となっている。 FIG. 6 shows an example of a magnetic transfer magnetic field waveform diagram on a magnetic disk medium after perpendicularly applied magnetic transfer using the magnetic transfer master body according to the embodiment of the present invention shown in FIG. The waveform diagram is almost the same as in FIG.
図７は、本発明による磁気転写マスタ体を用いたサーボパターン転写方法の説明図である。スピンドルモータ７３に固定された、例えば、シリコンで作られた基板７４−１上に垂直磁気記録に適した磁性層７４−２を有する垂直磁気記録媒体７４に対して、垂直磁気記録媒体７４の面に垂直方向の磁界を印加するための電磁石７１、電磁石７２を設け、磁気記録層７４−２の保磁力Ｈｃの２倍以上の磁界を印加して磁気記録層７４−２を垂直方向（図においては下向）に初期化する。 FIG. 7 is an explanatory diagram of a servo pattern transfer method using a magnetic transfer master body according to the present invention. The surface of the perpendicular magnetic recording medium 74 with respect to the perpendicular magnetic recording medium 74 having a magnetic layer 74-2 suitable for perpendicular magnetic recording on a substrate 74-1 made of, for example, silicon, fixed to the spindle motor 73. electromagnet 71 for applying a magnetic field in a direction perpendicular to the electromagnet 72 is provided, the vertical direction (FIG magnetic recording layer 74-2 by applying a magnetic field of more than twice the coercivity H c of the magnetic recording layer 74-2 Initialize downward).
次いで、磁気記録層７４−２の初期化面にサーボパターンを磁気転写するための磁気転写マスタ体７５の軟磁性体７５−２を設けた側が接するように密着させたのち、電磁石７１，電磁石７２に流す電流を反転させて初期化方向とは反対方向の磁界を印加し、磁気記録層７４−２にサーボパターンを転写して所要のサーボパターン書き込みを行う。 Next, the magnetic recording master body 75 for magnetically transferring the servo pattern is brought into close contact with the initialization surface of the magnetic recording layer 74-2 so that the side on which the soft magnetic body 75-2 is provided is in contact, and then the electromagnet 71 and the electromagnet 72 are contacted. The current to be applied is reversed, a magnetic field in the direction opposite to the initialization direction is applied, the servo pattern is transferred to the magnetic recording layer 74-2, and the required servo pattern is written.
なお、この場合の磁界強度は、例えば、磁気記録層７４−２の保磁力Ｈｃと同じとする。 Incidentally, the magnetic field strength in this case is, for example, the same and the coercive force H c of the magnetic recording layer 74-2.
以上、本発明の各実施例を説明してきたが、本発明は各実施例に記載された構成・条件等に限られるものではなく各種の変更が可能であり、例えば、実施例１乃至実施例３においては、マスタ体基板として加工精度の観点からシリコン基板を用いるのが好ましいが、シリコン基板に限られるものではなく、ガラス基板を用いても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations and conditions described in the embodiments, and various modifications are possible. For example, the embodiments 1 to 3, it is preferable to use a silicon substrate as the master substrate from the viewpoint of processing accuracy, but the substrate is not limited to the silicon substrate, and a glass substrate may be used.
また、上記の図７におけるサーボパターン転写方法の説明図においては、サーボパターンのコントラストを明瞭にするために初期化をしているが、この初期化は必ずしも必要ではない。 In the explanatory diagram of the servo pattern transfer method in FIG. 7, initialization is performed to clarify the contrast of the servo pattern, but this initialization is not always necessary.
ここで、再び図１を参照して、本発明の詳細な特徴を改めて説明する。 Here, the detailed features of the present invention will be described again with reference to FIG.
本発明の活用例としては、垂直磁気記録媒体に対する磁気転写マスタ体が典型的なものであるが、面内磁気記録媒体に対する磁気転写マスタ体として用いても良いものである。 As a practical example of the present invention, a magnetic transfer master body for a perpendicular magnetic recording medium is typical, but it may be used as a magnetic transfer master body for an in-plane magnetic recording medium.
ここで本発明の詳細な特徴を改めて説明する。 Here, the detailed features of the present invention will be described again.
（付記１） 磁気記録媒体にサーボパターンを磁気転写するための磁気転写マスタ体であって、前記サーボパターンに対応した磁性体が前記磁気転写マスタ体のマスタ体基板に保持され、前記磁気記録媒体に対向させる前記マスタ体基板の表面に前記磁性体の一端を有し、前記表面と平行な平面における前記磁性体の断面積が前記一端の表面積より大きな部分を有することを特徴とする磁気転写マスタ体。 (Supplementary Note 1) A magnetic transfer master body for magnetically transferring a servo pattern to a magnetic recording medium, wherein a magnetic body corresponding to the servo pattern is held on a master body substrate of the magnetic transfer master body, and the magnetic recording medium A magnetic transfer master having one end of the magnetic material on the surface of the master substrate facing the substrate, and a portion in which a cross-sectional area of the magnetic material in a plane parallel to the surface is larger than a surface area of the one end body.
（付記２） 上記磁気転写マスタ体において、隣接する上記磁性体間における各上記一端の間の最短距離をＳ、前記最短距離を通る直線上における前記一端の長さをＬとしたとき、Ｌ／Ｓ比が０.３５以下であることを特徴とする付記１記載の磁気転写マスタ体。 (Supplementary Note 2) In the magnetic transfer master body, when the shortest distance between the one ends between adjacent magnetic bodies is S and the length of the one end on a straight line passing through the shortest distance is L, L / 2. The magnetic transfer master body according to appendix 1, wherein the S ratio is 0.35 or less.
（付記３） 上記磁気転写マスタ体において、上記マスタ体基板の上記表面と反対の面には電導性金属基板が設けられ、前記電導性金属基板と上記磁性体の他端とは電気的に接続されていることを特徴とする付記1または付記２に記載の磁気転写マスタ体。 (Supplementary Note 3) In the magnetic transfer master body, a conductive metal substrate is provided on a surface opposite to the surface of the master body substrate, and the conductive metal substrate and the other end of the magnetic body are electrically connected. The magnetic transfer master body according to Supplementary Note 1 or Supplementary Note 2, wherein
（付記４） 付記１乃至付記３のいずれか１に記載の磁気転写マスタ体に当接され、前記磁気転写マスタ体との当接面に垂直な方向に直流磁界を印加することにより転写された前記サーボパターンを有することを特徴とする垂直磁気記録媒体。 (Appendix 4) Abutted against the magnetic transfer master body according to any one of appendices 1 to 3, and transferred by applying a DC magnetic field in a direction perpendicular to the contact surface with the magnetic transfer master body. A perpendicular magnetic recording medium having the servo pattern.
（付記５） 付記４記載の垂直磁気記録媒体を搭載したことを特徴とする磁気ディスク装置。 (Supplementary Note 5) A magnetic disk device having the perpendicular magnetic recording medium according to Supplementary Note 4 mounted thereon.
（付記６） 上記磁気転写マスタ体において、上記磁性体は上記表面と垂直方向に前記一端から断面形状の等しいストレート部を有することを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載の磁気転写マスタ体。 (Additional remark 6) In the said magnetic transfer master body, the said magnetic body has a straight part with the same cross-sectional shape from the said end in the direction perpendicular | vertical to the said surface, The magnetic of any one of Additional remark 1 thru | or Additional remark 3 characterized by the above-mentioned. Transfer master body.
（付記７） 磁気記録媒体にサーボパターンを磁気転写するための磁気転写マスタ体の製造方法であって、前記磁気転写マスタ体が有するマスタ体基板の前記磁気記録媒体に対向させる表面を開口部とした前記サーボパターンに対応する磁性体を充填するための磁性体充填部を形成する充填部形成ステップと、前記磁性体充填部に磁性体を電着する電着ステップとを有し、前記充填部形成ステップは前記開口部から前記磁性体充填部の他端にわたって前記開口部に平行な面における断面積が前記開口部の面積より大きな部分をもつエッチング条件で行われることを特徴とする磁気転写マスタ体の製造方法。 (Supplementary Note 7) A method of manufacturing a magnetic transfer master body for magnetically transferring a servo pattern to a magnetic recording medium, wherein a surface of the master body substrate of the magnetic transfer master body facing the magnetic recording medium is an opening. A filling portion forming step for forming a magnetic material filling portion for filling a magnetic material corresponding to the servo pattern, and an electrodeposition step for electrodepositing a magnetic material on the magnetic material filling portion, the filling portion The forming step is performed under an etching condition in which a cross-sectional area in a plane parallel to the opening extends from the opening to the other end of the magnetic material filling portion is larger than an area of the opening. Body manufacturing method.
１１、１３、１６、１９、２１、３２ マスタ体基板
１２、１４、１７、２０、２４，３５ 軟磁性体
１５、１８、３１ 導電性金属基板
２２、３３ レジスト
２３、３４ 凹部
７１、７２ 電磁石
７３ スピンドルモータ
７４ 垂直磁気記録媒体
７５ 磁気転写マスタ体
11, 13, 16, 19, 21, 32
Claims (5)
前記サーボパターンに対応した磁性体が前記磁気転写マスタ体のマスタ体基板に保持され、
前記磁気記録媒体に対向させる前記マスタ体基板の表面に前記磁性体の一端を有し、
前記表面と平行な平面における前記磁性体の断面積が前記一端の表面積より大きな部分を有することを特徴とする磁気転写マスタ体。 A magnetic transfer master body for magnetically transferring a servo pattern to a magnetic recording medium,
A magnetic body corresponding to the servo pattern is held on the master substrate of the magnetic transfer master body,
Having one end of the magnetic body on the surface of the master substrate facing the magnetic recording medium;
A magnetic transfer master body having a portion in which a cross-sectional area of the magnetic body in a plane parallel to the surface is larger than a surface area of the one end.
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