JP4119399B2 - 剛性垂直磁気記録ディスクへのサーボパターンの接触磁気転写 - Google Patents

Description

本発明は、剛性垂直磁気記録ディスクにおけるサーボパターンの形成方法に関し、特に、前記記録ディスクをマスタディスク上のパターンと接触させるとともに前記パターンを前記記録ディスクに転写する方法に関する。

従来の磁気記録ハードディスク駆動機構では、水平または面内磁気記録が使用されており、すなわち磁気記録データ・ビットを規定する磁化領域は、剛性またはハードディスク上の記録層の平面上において配向される。垂直磁気記録は、磁気記録剛性ディスク駆動機構における超高記録密度のための有望な方法として提案された。最も一般的な種類の垂直記録システムは、記録ディスクとして「デュアル層」媒体を有する単一の記録磁極または「プローブ」記録ヘッドを用いるものである。このデュアル層媒体は、「軟性」または相対的に低い保磁力の透磁性下地層上に形成される、垂直磁気異方性を持つ垂直磁気データ記録層を有し、前記下地層は、記録磁極からの磁場の磁束リターン経路としての役割を果たす。図１は、記録層における垂直磁化領域と記録データを再生する従来式磁気抵抗再生素子とを示す、こうしたシステムの略図である。

面内および垂直のいずれの磁気記録ハードディスク駆動機構の場合も、記録ヘッドをディスク上において所望のトラックおよび記録位置に配置するのに用いられる固定事前記録サーボパターンを生成する最も一般的な方法は、特別な記録ヘッドおよびサーボ記録装置を用いるか、または駆動機構の実動ヘッド用いるかのいずれかにより、トラック毎に前記パターンを「サーボ記録」する方法である。これは、時間を要し、そのために高い費用が必要になるプロセスである。

磁気印刷と呼ばれることもある接触磁気複写または転写（ＣＭＴ）は、磁気パターンを磁気媒体上に大きな範囲にわたって瞬時に記録する方法であり、ハードディスク駆動機構においてサーボパターンを面内磁気記録ディスクに転写するために提案された。ＣＭＴ法では、磁気記録ディスク（「スレーブ」ディスク）に転写されるサーボパターンに対応するパターン状の軟性（低保磁力）磁性材料を有する「マスタ」ディスクが用いられる。図２(a)〜２(b)に示されているように、このスレーブディスクは、最初に、図２(a)に示されるように、磁石の磁極間における隙間３を横切る方向に第１の方向２の面内水平（面内）磁場を加える磁石１を用いて均一な磁場に露呈（すなわち「ＤＣ」磁化）される。キャリア上において支持される剛性マスタディスクは、次に、押圧されて、ＤＣ磁化されたスレーブディスクに接触せしめられ、図２(b)に示されるように、第２の水平ＤＣ磁場が磁石１により第１のＤＣ磁化の方向２と反対の方向４に加えられる。

これにより、スレーブディスク上における第１の磁化は、マスタディスクの軟性磁性材料の島５が存在する領域において、第２のＤＣ磁場から遮蔽されるため、磁化パターンが生成され、スレーブディスク上における第１の磁化は、図２(b)において矢印７により示されるように、パターンの開口部６の下の領域（マスタディスク上における軟性磁性材料間の領域）において反転する。開口部６の下においてスレーブディスクに加えられる磁場は、前記開口部６に隣接する軟性磁気領域が磁石による磁場の存在下において独自の磁場を生じるため、これらの領域における双極磁場８により高められる。

ＣＭＴは、最初に、特許文献１（米国特許第３８６９７１１号明細書）において面内磁気記録媒体におけるサーボパターンの生成のために提案された。２００２年１月２２日に出願されるとともに、この出願と同じ譲受人に譲渡された特許出願第１０／０５５，６３８号には、可撓性マスタディスクと空気圧力差とを用いて可撓性マスタディスクを剛性スレーブディスクと接触させる面内剛性磁気記録ディスク用ＣＭＴ法が説明されている。

より最近では、非特許文献１（イシダ・Ｔ．らの「磁気印刷技術―ＨＤＤへの応用（Magnetic Printing Technology-Application to HDD）」、ＴＭＲＣ、２００２、論文Ａ６、第１３回磁気記録会議、２００２年８月２６〜２８日、カリフォルニア州サンタクララ）において、面内磁場が図２(a)〜２(b)に示されるように記録層の平面上において加えられる、面内磁気記録ディスク用のＣＭＴ法と同じ方法を適用して、サーボパターンを垂直磁気記録ディスクに転写することもできることが示唆された。

米国特許第３８６９７１１号明細書

イシダ・Ｔ．らの「磁気印刷技術―ＨＤＤへの応用（Magnetic Printing Technology-Application to HDD）」、ＴＭＲＣ、２００２、論文Ａ６、第１３回磁気記録会議、２００２年８月２６〜２８日、カリフォルニア州サンタクララ

上記従来技術の欠点は、垂直磁場成分がマスタディスク上において機能部の縁部にしか創出されないことである。このことは、転写されうる磁気パターンの形状と大きさとを制限するとともに、転写されたパターンにおいて境界確定不良を引き起こす可能性もある。

必要とされているのは、鮮明な縁部境界を有する任意の形状の磁気パターンを転写することができる、垂直磁気記録用ハードディスクにおけるサーボパターンのＣＭＴ法である。

本発明は、剛性垂直磁気記録ディスクの磁気記録層においてパターン状の磁化サーボ領域を形成する接触磁気転写法である。マスタディスクまたはテンプレートは、剛性または可撓性基板と前記基板上の第１の軟性磁性材料フィルムと前記第１のフィルム上および該フィルムより上に延在するパターン状の軟性磁性材料の島とを有し、サーボパターン化されるスレーブディスクは、最初に、記録層の平面に対して垂直な第１の方向にＤＣ磁化される。このスレーブディスクは、次に、その外側層を前記マスタテンプレートの前記島に近接させて配置され、磁場が前記ＤＣ磁化方向と反対の第２の方向に加えられる。第２の垂直方向の前記磁場は、マスタテンプレート上の前記第１のフィルムと前記島と前記島の下にある記録層の領域とを通過し、このことにより、これらの領域において磁化の反転が引き起こされる。テンプレートのくぼみの下にある記録層の領域においては、磁場が、これらのくぼみにおける隙間または空隙から離れる方向かつ島の方向に向くため、磁化は変化しない。

これに代わる方法として、サーボパターン化されるスレーブディスクは、最初に、記録層の平面に対して垂直な、交番する反対方向に磁場を加える電磁石を用いて反対方向に交番する磁場に露呈（すなわち「ＡＣ消去」）される。ＡＣ消去後は、スレーブディスクの記録層は、本質的にいかなる磁化も有さない。スレーブディスクは、次に、その外側層をマスタテンプレートの島に近接させて配置され、磁場が垂直方向に加えられる。ＤＣ磁化と全く同様に、垂直方向の磁場は、マスタテンプレート上の第１のフィルムと島と前記島の下にある記録層の領域とを通過し、このことにより、これらの領域において加えられた磁場と同じ垂直方向の磁化が引き起こされる。加えられた磁場が除去されると、テンプレートのくぼみの下にある記録層の領域における磁化は、島の下の磁化領域から磁束が閉鎖されることにより、安定な状態で自然反転する。

ひとつの実施例において、マスタテンプレートは、可撓性テンプレートであり、ガス圧力差を用いて島がスレーブディスクに当接せしめられる。マスタディスクの基板は、圧力チャンバの開口部の外側周縁部において島が前記チャンバの外側に配置される状態で密封される可撓性プラスチックフィルムである。すでにＤＣ磁化されたスレーブディスクは、前記島と穏やかに接触せしめられ、チャンバ内のガス圧力は、大気圧より若干高く増大せしめられる。この制御圧力が島を押圧してスレーブディスクと接触させ、この接触時に、磁石が、島の下に配置されている記録層の領域を本来のＤＣ磁化方向と反対の垂直方向に磁化する。前記磁石は、チャンバ内においてプラスチックフィルムの下の回転可能ステージ上に配置される。

本発明の本質と利点とをより完全に理解するために、以下の詳細な説明を添付図面とともに参照されたい。

本発明によれば、鮮明な縁部境界を有する任意の形状の磁気パターンを転写することができる。

本発明にしたがった接触磁気転写により形成される垂直磁化サーボパターンを有する垂直磁気記録用ハードディスクが、図３(a)の平面図と図３(b)の断面図とに示されている。この磁気記録ディスク１０は、剛性基板１１（たとえばガラス）と軟性磁性下地層１２と垂直磁気異方性を有する磁気記録層１３と外側層１５（たとえば一般に非晶質「ダイヤモンド状」炭素である保護被膜）とからなる。パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）等の潤滑材が、一般に外側層１５の表面上に施される。ディスク１０は、内径（ＩＤ）１４と外径（ＯＤ）１６とにより規定される環状データ部分または帯を有する。このデータ帯のまわりにおいて、一般的なサーボセクタ１８等の等角度間隔のサーボセクタが散在する。これらのサーボセクタは、ディスク駆動機構の再生／記録ヘッドがＩＤからＯＤまでの円弧状経路に従う回転作動装置により移動せしめられるため、ＩＤからＯＤまでの湾曲状または円弧状の形状を有する。

しかしながら、これらのサーボセクタは、図３(a)においては、図の簡略化のために半径方向の直線として示されている。図３(b)の断面図は、トラックまたは周方向における断面図であり、基板１１と下地層１２とサーボパターンの一部分をなす一般的な磁化部分４８、３４、３８を有する垂直磁気記録層１３と外側層１５とが示されている。これらの磁化部分は、記録層１３の平面に対して垂直方向、すなわち図３(b)においては上向きおよび下向き矢印により、図４においては矢尻および矢羽により示されるように、記録層の内側に向かう方向または記録層から脱出する方向のいずれかに磁化される。

ディスク駆動機構の動作時において、記録／再生ヘッドは、環状データ帯のＩＤ１４とＯＤ１６との間に配置される多数の同心状データトラックの内の選択されたひとつのトラックにおいてデータを再生または記録する。選択されたトラックにおいてデータを正確に再生または記録するためには、ヘッドが該トラックの中心線の上に維持されることが必要である。したがって、一般的なセクタ１８等のひとつのサーボセクタがヘッドの下を通過する度毎に、ディスク駆動機構のヘッド位置制御システムは、該サーボセクタ内に含まれる垂直磁化サーボブロックからサーボ情報を受信する。サーボブロック内に含まれる前記情報が位置誤り信号を生じしめ、この信号を用いて、ヘッド位置制御システムは、ヘッドをトラック中心線の方向に移動させる。このため、ディスク１０が完全に一回転する間に、ヘッドは、連続するサーボセクタのサーボブロックからのサーボ情報により、継続的にトラック中心線の上に維持される。

一般的なサーボセクタ１８と３つのデータトラックの一部分との拡大図が図４に示されている。これらの３つのデータトラック２０、２２、２４は、概略的に図示されている。図４の全ての斜線部分は、本発明にしたがった接触磁気転写プロセスによりパターン化された記録層１３の磁化領域を表す。矢尻および矢羽は、各磁化領域の磁化方向を示す。図４の非斜線部分は、ディスクが最初にＤＣ磁化された場合は本来のＤＣ磁化方向を維持する記録層１３の領域を、またはこれに代わる方法としてディスクが最初にＡＣ消去された場合は磁化が反転する領域を表す。

サーボセクタ１８の一部分は、一般的なサーボブロック３２、３４および３６、３８等の離間するサーボブロックを含むサーボフィールド３０である。さらにまたサーボセクタ１８には、サーボブロック３２、３４および３６、３８から後に再生されるサーボ信号の同期および利得制御を行なうのに用いられる半径方向ストライプ４２、４４、４６、４８のフィールド４０が含まれる。追加情報、たとえば特定のサーボトラックをトラック番号によって識別するためにサーボセクタおよび／または符号化パターンの始まりを示すタイミングマークもサーボセクタ１８に含まれうる。

サーボフィールド３０内のサーボブロック３２、３４および３６、３８と同期／利得フィールド４０内の半径方向ストライプ４２〜４８は、記録層１３の平面に対して垂直方向、すなわち図４の紙面へと向かう方向または紙面から脱出する方向のいずれかにＤＣ磁化される。

本発明にしたがって垂直磁気記録ディスクにおいてサーボパターンを形成させる方法は、図５(a)〜５(c)に示されている。図５(a)の第１の実施例に示されるように、垂直磁気異方性を有する記録層１３と外側保護層１５とを有するディスク１０は、最初に、磁石１００によるＤＣ磁場にさらされる。この磁石１００は、永久磁石または電磁石であってもよい。前記磁石は、該磁石を固定ディスクに対して移動させることまたはディスクを固定磁石に対して移動させることのいずれかにより、記録層１３の平面に対して移動せしめられうる。また、ディスク１０は、固定されるとともに、ディスクの全面積を磁場に露呈しうるだけの大きさの固定磁石による磁場に露呈されうる。

このような何らかのＤＣ磁化方法により、記録層１３全体が、該記録層の平面に対して垂直な第１の方向に垂直磁化される。図５(b)に示されるまた他の実施例において、記録層１３を有するディスク１０は、記録層１３の平面に対して垂直な交番する対向方向に磁場を加える高周波交流を用いる電磁石に露呈されることによりＡＣ消去される。ＡＣ消去後には、記録層は、いかなる垂直磁化も有さない。

マスタディスクまたはテンプレート５０は、図５(c)の断面図に示されており、基板５２と軟磁性材料の第１のフィルム５４と前記第１のフィルム５４の上に設けられる軟磁性材料の複数個の島５６とを含む。このテンプレート５０の島５６間の領域は、くぼみ５８として示される。

基板５２は、ガラスおよびシリコン等の剛性、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）またはポリイミドのプラスチックシート等の可撓性であってもよい。軟磁性材料は、ＮｉＦｅ（２２／７８）またはＮｉＦｅ（３２／６８）またはＮｉＦｅＣｏ（３５／１２／５３）またはＮｉＦｅ（５５／４５）またはＮｉＦｅ（５５／４５）またはＦｅＣｏ（６２／３８）またはＮｉ、Ｆｅおよび／またはＣｏのその他の合金であってもよい。

島５６を形成する軟磁性材料の第２のフィルムが、その後、第１のフィルム５４上に蒸着せしめられる。この第２のフィルムは、第１のフィルム５４の組成と同じまたは異なる組成を有しうる。次に、レジスト層が前記第２のフィルムの上に蒸着せしめられるとともに、その後、リソグラフィにより露光および現像されて、レジスト層にパターンが形成される。第２のフィルムの軟磁性材料は、その後、レジストパターンをエッチングマスクとして用いて除去され、レジストが除去されて、所望のパターンの島５６とくぼみ５８とが残る。第１のフィルム５４と島５６とを同じ軟磁性材料組成のものにすることが望まれる場合は、島領域と該島領域間のくぼみ領域とを有する軟磁性材料の単一フィルムをリソグラフィにより前記のように形成させることができ、その場合には、島領域は、前記単一フィルムの厚さと実質的に等しい厚さを有することになる。

図５(c)に示されるように、記録ディスク１０は、その後、その外側層１５をテンプレート５０の島５６に近接させて（非常に近づけるか、または接触させるかのいずれか）配置される。外側層１５と島５６とは、記録ディスクとテンプレートとを互いに機械的に押圧すること、またはポンプを用いてディスクとテンプレートとの間における圧力を減少させて、以って大気圧により両者を移動させて接触させることにより接触せしめられうる。前記ディスクが最初にＤＣ磁化された場合は磁石１００により、ＤＣ磁化プロセスが製造ラインの別の場所において行われた場合はまた別の磁石により、前記第１の方向と反対の第２の垂直方向に記録層１３に磁場が加えられる。前記ディスクが最初にＤＣ磁化された場合は、この磁場は、ＤＣ磁化プロセスに関して前記に説明された態様に加えられうる。

図５(c)において破線の磁力線により示されるように、垂直磁場は、第１のフィルム５４と島５６とこれらの島５６の下の記録層１３の領域とを通過し、このことにより、これらの領域において磁化の反転が引き起こされる。この磁化の反転は、島５６の下の領域を介して加えられた磁場の強さが記録層１３の保磁力より高いため、磁石１００による磁場が除去された後も残存する。くぼみ５８の下の記録層１３の領域においては、磁場がくぼみ５８における隙間または空隙から離れる方向に向くため、磁化は変化しない。

これに代わる方法として、前記ディスクが最初にＡＣ消去された場合は、磁石１００による垂直磁場は、第１のフィルム５４と島５６とこれらの島５６の下の記録層１３の領域とを通過し、このことにより、これらの領域において加えられた磁場と同じ方向（図５(c)の「下向き」方向）の磁化が引き起こされる。くぼみ５８の下の記録層１３の領域が磁石１００による磁場に露呈されると、これらの領域は、島の下の領域と同じ磁化方向（「下向き」）を有する。しかしながら、磁石１００による磁場がくぼみの下の領域から除去されるやいなや、これらの領域における磁化は、島の下の「下向き」磁化領域の双極結合により自然反転する（図５Ｃにおける「上向き」）。

これは、くぼみの下の領域における磁石１００の磁場の強さが記録層１３の保磁力より低いためである。このＡＣ消去法は、「高周波」サーボパターン、すなわちくぼみ５８が周方向またはトラック沿い方向に沿って相対的に小さい寸法を有するサーボパターンに最適である。このため、島５６の下の磁化領域の双極結合により、くぼみ５８の下の領域における磁化をより容易に反転させることが可能になる。

マスタディスク５０のパターン状の島５６の下に位置する記録ディスクの記録層１３の全ての領域が磁化され、かつ記録層１３のその他のいかなる領域も磁化されないことを保証することが重要である。これは、磁石１００による磁場の強さと第１のフィルム５４および島５６の厚さと材料組成とを適正に選択することによって達成される。島５６の厚さは、くぼみ５８における第１のフィルム５４と記録層１３との間の隙間の厚さを決定する。

これらのパラメータの一般的な例として、島５６の厚さは８０〜１６０ｎｍ、フィルム５４の厚さは４００〜１６００ｎｍである。図６は、テンプレートの第１のフィルムがさまざまな厚さを有する場合の島領域とくぼみ領域とのすぐ下における磁場の計算値を示すグラフ群である。このデータの場合、第１のフィルム５４はＮｉＦｅ（１．１テスラ）であり、島５６は１６０ｎｍの厚さを有するＦｅＣｏ（２．２テスラ）であった。曲線群の谷部分は、テンプレートのくぼみ５８の下における磁場の計算値に対応する。

図６から、フィルム５４の厚さが増加すると、曲線の山部分（島の下の磁場に対応）と曲線の谷部分（くぼみの下の磁場に対応）との間において得られる差異が増大することがわかる。くぼみの下の磁場の値が記録層１３の保磁力より小さい場合および島の下の磁場の値が層１３の保磁力より大きい場合に、テンプレート５０のパターンは、磁気記録層１３に転写される。

記録ディスクは平らではなく、むしろ２０ｍｍの範囲または区間にわたって５ミクロン、４ｍｍの区間にわたって０．２５ミクロンの軸方向（ディスク表面に対して垂直方向）の最高最低変動を有する曲率を示しうるため、記録ディスクを、その外側層がマスタテンプレートの島に近接する状態に配置することは困難である。このため、可撓性シートを基板として有する可撓性マスタテンプレートを使用し、かつガス圧力差を用いて記録ディスクの外側層を島と接触させて配置することが好ましい。これは図７において示されており、この図において、マスタテンプレート５０は、可撓性シートを基板５２として有し、小さいガス圧力差ΔＰが前記可撓性シートに加えられて島５６が記録ディスク１０の外側層１５と当接せしめられて、マスタテンプレート５０は、実質的に記録ディスク１０と同じ曲率を有するようになる。

可撓性テンプレートとガス圧力差とを用いるＣＭＴ用の装置は、図８(a)〜８(b)に示されている。チャンバ１０１は、外側周縁部１０４を備える上側開口部１０２を有する。この開口部１０２は、パターン状の島５６とくぼみ５８とを有する可撓性テンプレート５０によって覆われる。チャンバ開口部１０２は、クランプ１０６とＯリング１０８とによって密封される。チャンバ１０１の内部は、加圧窒素源に接続される圧力調整器１１０に接続される入口１０９を有する。回転ステージ１２０は、チャンバ１０１の内側に配置されるとともに、軸１２４のまわりにおいて回転する台１２２を支持する。永久磁石１００と磁石１００の釣合い重り１４０とは、台１２２上において軸外位置に配置される。

テンプレート５０が除去された図８(b)の平面図に示されるように、磁石１００は、紙面から脱出する方向に配向される磁力線１３２を有するため、記録ディスクは、記録層の平面に対して垂直な方向に磁化される。ステージ１２０も軸１２４に対して平行な垂直Ｚ方向に移動可能であるため、磁石１００は、テンプレート５０から所望の距離に配置されうる。パターン化される記録ディスク１０は、テンプレート５０より上においてＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動可能な把持アーム１５０上に配置される。この把持アーム１５０とステージ１２０との動きは、モーション制御装置、一般にＰＣによって制御される。

記録ディスク１０へのサーボパターンのＣＭＴを開始するためには、すでにＤＣ磁化されたディスク１０（またはすでにＡＣ消去されたディスク１０）を移動可能な把持アーム１５０によりテンプレート５０の上において配置し、かつ心合わせする。この例において、ディスク１０はすでに、別の製造場所において、図８(a)においてテンプレート５０の方に向かう下向きの第１の垂直方向（矢印１３２と反対方向）にＤＣ磁化されていた。

ディスク１０をＺ方向に位置決めして、該ディスクの外面がテンプレート５０上のパターン状の島５６に穏やかに接触するようにする。次に、圧力調整器１１０を用いて、チャンバ１００内の圧力を大気圧より若干高く増大させてテンプレート５０を外方に移動させて、島５６がディスク１０の外面と当接するようにする。ディスク１０の外面と島５６とが当初は穏やかに接触することが望ましい一方で、ディスク１０は、圧力差によって島５６が移動してディスクと全面的に当接しうる程度に接近する限り、いくつかの島に非常に近づくが接触しない状態または単に部分的に接触する状態に配置されうる。

チャンバ１０１内の圧力とシートの可撓性とにより、島５６は、ディスク１０の外面の形状に従うことができる。磁石１００は、Ｚ方向にテンプレート５０から所望の距離に移動せしめられる。この距離は、磁石１００の磁場の強さとテンプレート５０の厚さとパターン状の島５６の材料および厚さとディスク１０の記録層の材料とによって決まる。

たとえば、磁石が、ディスク１０の平面に対して垂直な磁場を有する１０ＭＧＯｅ（メガガウスエルステッド）のＮｉＦｅＢ永久磁石であり、プラスチックシートが、１６０ｎｍの厚さのパターン状のＮｉ_３２Ｆｅ_６８により形成される島を有する２５ミクロンの厚さのポリイミドフィルムである場合は、この距離は、０．１〜０．３ｍｍの範囲内に選択される。

次に、ステージ１２０を回転させ、磁石１００によりディスク１０上の環状データ帯に磁場１３２を加える。これにより、環状データ帯において、テンプレート５０の島５６の下に位置する記録層の領域で磁化が反転する（または記録層が最初にＡＣ消去された場合は島５６の下において磁化が引き起こされる）。その結果として、くぼみ５８の下の記録層の領域のみにおいて第１の垂直方向のＤＣ磁化が維持される（またはディスクが最初にＡＣ消去された場合は磁石１００による磁場が除去された後に自然反転する）。

すでに一方向にＤＣ磁化された記録ディスクに関してプロセスを説明した。しかし、図８(a)〜８(b)の装置において永久磁石を電磁石に置き換えれば、ディスクをＤＣ磁化することができる。この場合は、ディスク１０をテンプレート５０上の島より上において該島と接触しない状態に配置した後に、電磁石をテンプレート５０の下に配置し、電流を電磁石に印加して、矢印１３２（図８(b)）の方向と反対の方向の磁場を発生させる。ステージ１２０を回転させると、パターン状の島５６はディスク１０の外側層と接触していないため、電磁石による磁場によって、くぼみ５８の直接反対側に位置するが該くぼみと接触していない領域も含めてディスク全体が磁化される。プロセスは、その後、電磁石に電流が反対方向に印加されて、磁場がディスクに矢印１３２の方向に加えられるようになることを除いて、すでに説明されたように進行する。また、ディスク１０が最初にＡＣ消去される場合には、これもまた図８(a)〜８(b)の装置において電磁石を用いて行われうる。

基板用の可撓性シートは、好ましくは５〜２００ミクロンの範囲内の厚さを有するＰＥＴ、ＰＥＮまたはポリイミド等のプラスチックフィルムである。このプラスチックシートに適する商業的に入手可能なフィルムには、いずれもデュポン社（DuPont）から入手可能なメリネックス（Melinex）４５３、メリネックス（Melinex）７２５、メリネックス（Melinex）５６１、マイラー（Mylar）Ｄ１およびカダネックス（Kadanex）１０００と、ＨＤマイクロシステムズ社（HD MicroSystems）から入手可能なスピン塗布ポリイミドフィルムとが含まれる。圧力差がテンプレート５０に加えられて、島５６と記録ディスク１０の外側層１５との接触の度合いが制御される。大気圧より０．１ｐｓｉ〜１．５ｐｓｉ高い圧力を用いると、うまく接触を達成しうることがわかった。接触を達成するのに必要とされる圧力は、記録ディスク表面の曲率の区間と可撓性シートの厚さおよび剛度とによって決まる。

パターン状の島を有する可撓性シートを製作する目的は、多数回にわたって使用することができる機械的に安定な耐久性あるマスタディスクを生産することである。プラスチックシートを製作するひとつの方法において、ポリイミド溶液は、従来式の単結晶シリコンウェーハ上に回転塗布されるとともに、然る後に高温で硬化せしめられる。硬化したポリイミドフィルムは、次に、物理的にウェーハから除去され得、またはウェーハの中央部分がポリイミドフィルムと反対側からのエッチングにより除去されて、エッチング後に残存する外側シリコン環状体に取り付けられるとともに該外側シリコン環状体によって支持されるポリイミドフィルムが得られうる。

プラスチックシートを製造するまた他の方法において、ＰＥＴまたはＰＥＮ材料の薄いプラスチックフィルムが、該プラスチックフィルムの一方側に施される接着剤を用いて剛性基板に取り付けられる。プラスチックフィルムは、製作プロセスの間だけ前記基板に取り付けられる。接着剤は、紫外線光により分離可能な接着剤であってもよいため、透明な基板（ガラス等）を用いる場合は、製作プロセスの終了時点における基板からのプラスチックフィルムの剥離は、基板を介して紫外線光により照射することによって達成される。

プラズマ重合された２．５ｎｍの厚さのペルフルオロカーボン（ＰＦＣ）フィルム等の薄い保護被覆をプラスチックシートとパターン状の島との表面上に施して、耐久性を高めるとともに水質汚染を減らすことができる。

保護被覆の形態をとる外側層を有する従来式磁気記録ディスクに関して本発明を説明した。しかしながら、「無被覆」磁気記録ディスクが提案されたが、まだ商業的に入手可能ではない。このようなディスクは、保護被覆を必要としないほど硬質の磁気記録層を有するであろう。本発明は、このような無被覆ディスクにも全面的に適用可能である。このため、本発明の目的上、かつ特許請求の範囲に記載されるように、「外側層」という用語は、こうした無被覆ディスクにおける記録層の上側表面をも意味することとし、したがって記録層と該記録層上の外側層とを有するディスクは、上側表面を持つ記録層を有する無被覆ディスクをも意味することする。

本発明を特に好適な実施例を参照して図示および説明したが、当業者には、本発明の精神および範囲から逸脱することなしに、形態および詳細におけるさまざまな変更が加えられうることが理解されよう。したがって、開示の発明は、単に例証と見なされ、添付の特許請求の範囲に記載の範囲においてのみ制限される。

デュアル層ディスク（すなわち「軟磁性」透磁性下地層上に形成される垂直磁気データ記録層）と単極記録ヘッドと再生素子とからなる従来技術の垂直磁気記録システムの略図である。 従来技術の面内磁気記録ディスクにおける接触磁気転写を示す図である。 それぞれ環状データ帯を略半径方向に横切って延在するサーボセクタのパターンを示す垂直磁気記録用ハードディスクの平面図および部分断面図である。 紙面へと向かう方向または紙面から脱出する方向に磁化されるサーボブロックを示す、図３(a)のひとつのサーボセクタの拡大図である。 本発明の磁化プロセスを示す図であり、(a)はＤＣ磁化プロセスの略図、(b)はＡＣ消去プロセスの略図、(c)は垂直磁気記録ディスク上において配置されるマスタテンプレートを示す本発明のサーボパターン化プロセスの略図である。 テンプレートの第１のフィルムがさまざまな厚さを有する場合のマスタテンプレートの島領域とくぼみ領域とのすぐ下における磁場の計算値を示すグラフ群である。 軟質シートを用いてディスクの曲率に適合させることにより、垂直記録ディスクを前記パターンの島と接触させる方法を示す図である。 それぞれ、本発明の方法に用いられる装置の側断面図および平面図である。

符号の説明

１０…磁気記録ディスク、
１１…剛性基板、
１２…軟磁性下地層、
１３…磁気記録層、
１５…外側層（保護被膜）、
５０…マスタディスク（テンプレート）、
５２…基板（剛性基板あるいは可撓性シート）、
５４…軟磁性材料の第１のフィルム、
５６…島（軟磁性材料の第２のフィルム）、
５８…くぼみ、
１００…磁石、
１０１…チャンバ、
１０２…開口部、
１０４…外側周縁部、
１１０…圧力調整器、
１２０…回転ステージ、
１５０…把持アーム（Ｘ−Ｙ−Ｚステージ）。

Claims (23)

1. 垂直磁気異方性を有する剛性ディスク磁気記録層においてパターン状の垂直磁化領域を形成する方法において、
   剛性基板と、該剛性基板上の磁気記録層であって、該磁気記録層の平面に対して垂直な第１の方向に磁化された部分を有する磁気記録層と、該磁気記録層上の外側層とを有する磁気記録ディスクを用意する段階と、
   可撓性シートと、該可撓性シート上の軟磁性材料の第１のフィルムと、該第１のフィルム上に配置されるとともに該第１のフィルムより上に延在する軟磁性材料の複数個の島とを有するマスタテンプレートを用意する段階と、
   外側周縁部を備える開口部を有するチャンバを用意する段階と、
   前記チャンバ開口部の前記外側周縁部を前記可撓性シートの外周部により密封して前記島を前記チャンバの外側に位置させる段階と、
   前記磁気記録ディスクを、前記外側層を前記マスタテンプレート上の前記島に近接させて配置する段階と、
   前記密封されたチャンバを加圧することにより、前記可撓性シートにガス圧力差を加えて前記島を押圧して前記磁気記録ディスクの前記外側層に当接させる段階と、
   前記磁気記録層の平面に対して垂直な磁場を前記第１の方向と反対の第２の方向に発生させて、前記マスタテンプレート上の前記島に隣接する前記外側層の領域の下に位置する前記磁気記録層の領域の磁化方向を反転させる段階と、
   を有することを特徴とする垂直磁気異方性を有する剛性ディスク磁気記録層においてパターン状の垂直磁化領域を形成する方法。
2. 前記磁気記録ディスクを用意する段階は、前記磁気記録層の前記部分を前記第１の垂直方向に磁化する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記磁気記録層の前記部分を前記第１の垂直方向に磁化する段階は、電流を電磁石に一方向に印加する段階を含み、前記磁場を前記第２の垂直方向に発生させる段階は、前記電磁石に印加される電流の方向を反転させる段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記磁気記録層の前記部分を前記第１の垂直方向に磁化する段階は、永久磁石により磁場を加える段階を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記磁場を前記第２の方向に発生させる段階は、永久磁石により磁場を加える段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記磁場を前記第２の垂直方向に発生させる段階は、前記磁場を前記磁気記録層に関して当該磁気記録層の平面に対して平行な方向に移動させる段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記第１の方向に磁化された前記磁気記録層の前記部分は、前記磁気記録層全体であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記可撓性シートは、５〜２００ミクロンの範囲内の厚さを有するプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記可撓性シートは、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートとポリイミドとによって構成される材料群から選択される材料により製作されるプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記第１のフィルムの前記軟磁性材料は、Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏのひとつ以上の合金を含む低保磁力磁性材料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記島の前記軟磁性材料は、Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏのひとつ以上の合金を含む低保磁力磁性材料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記軟磁性材料の第１のフィルムと、該第１のフィルム上に配置されるとともに該第１のフィルムより上に延在する軟磁性材料の複数個の島とを有するマスタテンプレートを用意する段階は、島領域と該島領域間のくぼみ領域とを有する軟磁性材料の単一フィルムを有するマスタテンプレートを用意する段階を含み、前記島領域は、前記単一フィルムの厚さと等しい厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 剛性垂直磁気記録ディスクの磁気記録層においてパターン状の磁化サーボ領域を形成する接触磁気転写法において、
    剛性基板と、該剛性基板上の軟磁性下地層と、該軟磁性下地層上の磁気記録層であって、該磁気記録層の平面に対して垂直な第１の方向に磁化された部分を有する磁気記録層と、該磁気記録層上の外側層とを有する磁気記録ディスクを用意する段階と、
    可撓性シートと、該可撓性シート上の軟磁性材料の第１のフィルムと、該第１のフィルム上に配置されるとともに該第１のフィルムより上に延在する軟磁性材料の複数個の島とを有するマスタテンプレートを用意する段階と、
    外側周縁部を備える開口部を有するチャンバを用意する段階と、
    前記チャンバ開口部の前記外側周縁部を前記可撓性シートの外周部により密封して前記島が前記チャンバの外側に位置する状態にする段階と、
    前記磁気記録ディスクを、前記外側層を前記可撓性シート上の前記島の方に向けて配置する段階と、
    前記チャンバを大気圧より高く加圧して前記可撓性シートを撓ませるとともに前記島を押圧して前記磁気記録ディスクの前記外側層に接触させる段階と、
    前記磁気記録層の平面に対して垂直な磁場を前記第１の方向と反対の第２の方向に発生させて、前記マスタテンプレート上の前記島と接触する前記外側層の領域の下に位置する前記磁気記録層の領域の磁化方向を反転させる段階と、
    を含むことを特徴とする剛性垂直磁気記録ディスクの磁気記録層においてパターン状の磁化サーボ領域を形成する接触磁気転写法。
14. 前記磁場を前記第２の垂直方向に発生させる段階は、前記磁場を前記磁気記録層に関して前記磁気記録層の平面に対して平行な方向に移動させる段階を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記磁場を移動させる段階は、前記磁場を前記磁気記録ディスクのまわりにおいて円形路で移動させる段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記磁場を円形路で移動させる段階は、永久磁石を前記チャンバ内において回転可能ステージ上に配置する段階を含み、前記永久磁石による前記磁場は、前記回転可能ステージの回転軸に対して平行な方向に延在することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記磁場を発生させるのは電磁石であり、前記磁気記録ディスクを用意する段階は、前記電磁石に電流を第１の方向に印加するとともに前記電磁石を前記磁気記録ディスクのまわりにおいて円形路で移動させることにより前記磁気記録層を前記第１の垂直方向に磁化する段階を含み、前記第１の垂直方向と反対の磁化方向を有する磁場を発生させる段階は、前記電磁石に印加される電流の方向を反転させる段階を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
18. 前記密封されたチャンバを加圧する段階は、前記チャンバを大気圧より０．１〜１．５ｐｓｉ高い圧力に加圧する段階を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
19. 前記可撓性シートは、５〜２００ミクロンの厚さを有するプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
20. 前記可撓性シートは、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートとポリイミドとによって構成される材料群から選択される材料により製作されるプラスチックフィルムであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
21. 前記第１のフィルムの前記軟磁性材料磁性体は、Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏのひとつ以上の合金を含む低保磁力磁性材料であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
22. 前記島の前記軟磁性材料磁性体は、Ｎｉ、ＦｅおよびＣｏのひとつ以上の合金を含む低保磁力磁性材料であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
23. 前記軟磁性材料の第１のフィルムと該第１のフィルム上に配置されるとともに該第１のフィルムより上に延在する軟磁性材料の複数個の島とを有するマスタテンプレートを用意する段階は、島領域と該島領域間のくぼみ領域とを有する軟磁性材料の単一フィルムを有するマスタテンプレートを用意する段階を含み、前記島領域は、前記単一フィルムの厚さと等しい厚さを有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。

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