Top > Search of Japanese Patents > MASTER FOR TRANSFERRING MAGNETIC PATTERN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MAGNETIC PATTERN TRANSFERRING METHOD

MASTER FOR TRANSFERRING MAGNETIC PATTERN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MAGNETIC PATTERN TRANSFERRING METHOD UPDATE_EN

Patent code P190015954
File No. S2018-0969-N0
Posted date Apr 2, 2019
Application number P2018-162816
Publication number P2020-035506A
Date of filing Aug 31, 2018
Date of publication of application Mar 5, 2020
Inventor
  • (In Japanese)小峰 啓史
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人茨城大学
Title MASTER FOR TRANSFERRING MAGNETIC PATTERN AND MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND MAGNETIC PATTERN TRANSFERRING METHOD UPDATE_EN
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a master for transferring a magnetic pattern and a manufacturing method thereof, and a magnetic pattern transferring method, capable of sufficiently making writing efficiency high when transferring a magnetic pattern to a magnetic recording medium.
SOLUTION: As shown in FIG. 4(a), a slave 10 fixed uniform magnetization and a master 20 fixed magnetization in a uniform direction are prepared. Next, as shown in FIG. 4(b), the master 20 in this state is brought into close contact with a magnetic recording layer 12 of the slave 10. When a bias magnetic field B3 is applied to the master 20 in this state as described above, the magnetization of a first magnetic body layer 22 is not inverted, and only the magnetization of a second magnetic body layer 23 is inverted, thereby, as shown in FIG. 4(c), a recording magnetic field B4 is generated. Therefore, after the bias magnetic field B3 and the master 20 are removed, as shown in FIG. 4(d), the magnetization in a non-inversion region 12B can be set to an initial magnetization M0, and the magnetization in an inversion region 12A can be set to a rewritten magnetization M1 in an opposite direction thereto.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

ハードディスク等の高密度の磁気記録媒体におけるデータの記録や読出しに際しては、磁気ヘッドを磁気記録媒体に近接させて制御する必要がある。記録の高密度化に伴って、この際の磁気記録媒体と磁気ヘッドの間の位置関係の制御には、高い精度が要求される。このために、磁気記録媒体の一部には、本来これが使用される際に記録されるべきデータとは別に、磁気ヘッドを適切に誘導してその位置精度を高めるために用いられる専用の信号となるサーボ信号が記録されている。通常のデータと同様の方法でこのサーボ信号を磁気記録媒体に記録することも不可能ではないが、特に磁気記録媒体を大量に生産する場合においては、この手法では個々の磁気記録媒体にサーボ信号を記録するために長時間を要するため、生産効率が著しく低下する。

磁気記録媒体を大量生産する場合において、記録されるサーボ信号は共通であるために、このサーボ信号に対応したマスター(磁気パターン転写用マスター)を予め製造し、新たに製造された磁気記録媒体(スレーブ)にこのマスターにおけるサーボ信号に対応した記録パターンを転写することによって、サーボ信号を記録するための作業時間を大幅に短縮化できる。図8は、この場合におけるスレーブ(a)、サーボ信号(b)、マスター(c)の例を示す。図8(a)において、磁気記録媒体であるスレーブ10は、スレーブ基板11の上に強磁性体材料で構成された磁気記録層12が形成された平板状とされる。このスレーブ10に対して、法線方向の一様な磁場(スレーブ初期化磁場B0)が印加された場合、磁気記録層12はスレーブ初期化磁場B0と同一の方向の初期磁化M0で一様に磁化する。ここで、矢印は磁化の向きを示す。なお、図8(a)においては、便宜上磁気記録層12が面内方向において分割されて示されているが、この分割は以降の説明に対応するような仮想的なものである。また、スレーブ10は後にハードディスクとして用いられるために、磁気記録層12の表面は、磁気ヘッドと接触することがないように高い平坦性を具備する。

図8(b)は、ここでスレーブ10に記録されるべきサーボ信号の例であり、これはスレーブ10(磁気記録層12)の表面に形成されるべき2次元の磁気記録パターンに対応する。図8(b)において、ハッチングされた領域とハッチングされない領域では磁気記録層12の表面における磁化の向きが逆転するように設定される。すなわち、例えば、図8(b)におけるハッチングされた領域の磁化は紙面手前向き、ハッチングされない領域の磁化は紙面奥向き(あるいはこの逆)となる。

図8(c)は、このサーボ信号の一部に対応して形成されるマスター90の構造を示す斜視図である。マスター90は磁性材料で構成され、その表面には、サーボ信号の磁気記録パターンに対応した凹凸が形成され、特にこの凸部は磁路となる。なお、マスター90もスレーブ10と同様の基板を具備してもよいが、ここではその記載は省略されている。ここで、例えば図8(b)中のXの範囲では、この磁気記録パターンは図中横方向(1次元)で単純なライン&スペースのパターンとなる。以下では、マスター90、スレーブ10におけるこのXの範囲に対応する部分について説明する。図8(c)では、マスター90に形成された凹凸はこのライン&スペースのパターンに対応するように形成される。マスター90における凸部90Aは、図8(b)におけるXの範囲においてハッチングされた領域、凹部90Bはハッチングされない領域に対応する。

図9においては、図8(a)のスレーブ10に対して図8(c)のマスター90によって書き込みが行われる際の状況が、鉛直方向の断面に沿って模式的に示されている。図9(a)に示されるように、図8(a)のように初期磁化M0が一様に付与されたスレーブ10に対して、図8(c)とは上下が反転した状態で、表面の凸部90Aが磁気記録層12と当接するようにマスター90が接する。この状態で図9(b)に示されるようにスレーブ10から見て前記の初期化磁場B0とは逆向きの転写磁場B1が印加されると、転写磁場B1により凸部90Aからスレーブ10内に至る磁場(記録磁場B5)が生成され、記録磁場B5の向きは初期磁化M0とは逆向きとなる。このため、その後にマスター90を除去した後で、マスター90における凸部90Aと接する磁気記録層12側の領域(反転領域12A)では、その磁化は、初期磁化M0とは逆向きの書き換え磁化M1となる。凹部90Bを介してスレーブ10側に向かう磁場が無視できれば、凹部90Bに対応する磁気記録層12側の領域(非反転領域12B)では、磁化の反転は生じず、その磁化は初期磁化M0のままとなる。このため、磁気記録層12において、図8(b)のXの範囲に対応した磁気記録パターンが形成される。

上記の例では、サーボ信号に対応するパターンが単純なライン&スペースのパターンである部分について説明されたが、図8(b)におけるハッチングされた領域に対応するように凸部が2次元パターンとして形成されたマスターを用いることにより、上記の手法によって図8(b)のパターンをそのままスレーブに転写することができる。

このようなマスター90を用いてサーボ信号をスレーブ10に転写する際には、マスター90を上記のようにスレーブ10に当接させて転写磁場B1を印加するという単純な工程が用いられるため、この工程に要する時間は短い。このため、サーボ信号が記録済みである磁気記録媒体(スレーブ10)を高い生産性で得ることができる。また、サーボ信号が共通であれば、これに対応する共通のマスター90を多数の磁気記録媒体に対して繰り返し用いることができるために、マスターを製造することによる製造コストの上昇も僅かである。記録の高密度化に伴ってマスターに形成される凹凸パターンを微細化する必要があるが、このパターンは、例えば電子線リソグラフィ等を用いて容易に形成することができる。

特許文献1、2には、このような凹凸構造を具備するマスターにおいて、特に凸部の表面の磁性体の構造を調整することによって、転写後における上記の初期磁化M0や書き換え磁化M1の絶対値を大きく保つ(磁化のコントラストを高める)ことができる技術が記載されている。これによって、書き込みエラーを低減することができ、磁気記録媒体を特に安価とすることができる。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、磁性記録媒体に一定のパターンを記録するために用いられる磁気パターン転写用マスター、及びその製造方法、この磁気パターン転写用マスターを用いた磁気パターン転写方法に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
予め設定された磁気パターンを磁気記録媒体の表面に転写するマスターとなる磁気パターン転写用マスターであって、
平板状の基板と、
第1の強磁性材料で構成され平面視において前記基板の表面に部分的に形成された第1磁性体層と、
前記第1の強磁性材料とは異なる第2の強磁性材料で構成され平面視において前記基板の表面における前記第1磁性体層が形成された領域以外の領域に形成され、前記第1磁性体層と異なる保磁力を有する第2磁性体層と、
を具備し、
前記第1磁性体層の表面と前記第2磁性体層の表面との高さの差が、前記第1磁性体層、前記第2磁性体層の平面視における最小パターン幅の1/2未満であることを特徴とする磁気パターン転写用マスター。

【請求項2】
 
前記基板の表面において、前記1磁性体層、前記第2磁性体層のうちの一方が隣接して形成された間を、前記1磁性体層、前記第2磁性体層のうちの他方が充填するように形成されたことを特徴とする請求項1に記載の磁気パターン転写用マスター。

【請求項3】
 
前記第1磁性体層の表面と前記第2磁性体層の表面は共通の平面上に存在することを特徴とする請求項2に記載の磁気パターン転写用マスター。

【請求項4】
 
前記第1の強磁性材料、前記第2の強磁性材料は、それぞれFe又はCoを含む合金であることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の磁気パターン転写用マスター。

【請求項5】
 
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の磁気パターン転写用マスターの製造方法であって、
前記基板上に前記第1磁性体層を形成する第1磁性体層形成工程と、
前記基板上の、平面視における前記第1磁性体層が形成された領域及び前記第1磁性体層が形成されない領域に、前記第1磁性体層が形成されない領域を埋め込むように、前記第2の強磁性体材料を成膜する第2成膜工程と、
前記第1磁性体層の上の前記第2の強磁性体材料を除去し、上面から見て前記第1磁性体層を露出させると共に、前記第1磁性体層が形成されない領域に前記第2磁性体層を形成する平坦化工程と、
を具備することを特徴とする磁気パターン転写用マスターの製造方法。

【請求項6】
 
前記平坦化工程は、化学機械研磨により行われることを特徴とする請求項5に記載の磁気パターン転写用マスターの製造方法。

【請求項7】
 
前記第1磁性体層形成工程において、
前記基板上に前記第1の強磁性材料を成膜した後に、成膜された前記第1の強磁性材料を部分的に除去することを特徴とする請求項5又は6に記載の磁気パターン転写用マスターの製造方法。

【請求項8】
 
請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の磁気パターン転写用マスターを用いた磁気パターン転写方法であって、
前記磁気記録媒体であるスレーブの表面の磁化を一様に前記スレーブの法線方向に沿った一方の向きにするスレーブ磁化工程と、
マスター初期化磁場を前記磁気パターン転写用マスターの法線方向に印加することにより前記磁気パターン転写用マスターの表面の磁化を一様に前記磁気パターン転写用マスターの法線方向に沿った一方の向きにするマスター磁化工程と、
前記スレーブ磁化工程後の前記スレーブの表面に、前記マスター磁化工程後の前記磁気パターン転写用マスターの表面を当接又は近接させ、前記第1磁性体層、前記第2磁性体層のうちの一方の保磁力よりも大きく、かつ前記第1磁性体層、前記第2磁性体層のうちの他方の保磁力よりも小さく、かつ前記マスター初期化磁場と逆向きのバイアス磁場を前記磁気パターン転写用マスターに印加する転写工程と、
を具備することを特徴とする磁気パターン転写方法。
IPC(International Patent Classification)
Drawing

※Click image to enlarge.

JP2018162816thum.jpg
State of application right Published
Please contact us by E-mail or facsimile if you have any interests on this patent.


PAGE TOP

close
close
close
close
close
close
close