專利名稱：磁轉錄用主載體的制作方法
技術領域：
本發明涉及承載著向從屬介質進行磁轉錄的轉錄信息的磁轉錄用主載體。
磁轉錄中所使用的主載體通過在硅襯底、玻璃襯底等上施行光刻、濺射、蝕刻等處理形成磁性體的凹凸圖案而構成。
另外，認為應用在半導體等中所使用的石印技術或者在光盤沖壓制作中所使用的沖壓制作技術，制作磁轉錄用主載體。
為了提高上述磁轉錄中的轉錄質量，使主載體和從屬介質沒有任何間隙地密合成為重要課題。也就是說，存在以下問題當密合不良時，產生不會引起磁轉錄的區域，當不會引起磁轉錄時，在向從屬介質轉錄的磁信息中產生信號遺漏，降低信號質量，記錄的信號是伺服信號的情況下，不能充分得到跟蹤機能，可靠性降低。
另外，本申請人在特愿平11-117800號中提出了一種磁轉錄方法，即預先使磁記錄介質的磁化進行初始直流磁化，然后，使磁記錄介質與具有軟磁性層圖案的主載體對峙密合，加上轉錄磁場，由此可以進行更良好的轉錄。
然而，在上述主載體中，已知在用磁性體于襯底上形成與轉錄信息相對應的凹凸圖案的情況下，凸部圖案的頂面形狀對轉錄特性有影響。
詳細情況在后述的實驗例中表示，改變各種條件制作多種主載體，使用該主載體向從屬介質進行磁轉錄，確認該轉錄信號的質量時，根據主載體的制作條件，信號質量存在下述情況，即比不通過磁轉錄而用磁頭等直接將信號記錄在從屬介質上的現有方法的水平低。
此時，確認在主載體上所形成的凹凸圖案的形狀時，可知凸部圖案的頂面角部的平面形狀產生很大的影響。已知例如，在從屬圓盤介質的情況下，與伺服信號相對應的轉錄信息的凹凸圖案在磁道的寬度方向(半徑方向)上形成長的矩形或正方形凸部圖案，但是，如果不削去其四角的角部而形成銳角，在反復進行與從屬介質的密合時，該角部脫落，就成為產生塵埃的主要原因，并成為轉錄信號質量劣化的原因。
根據上述問題點可知，需要削去凸部圖案的角部，但在削成圓弧狀的情況下，該圓角的半徑R的大小也對轉錄信號質量產生影響。即已知，制作對圓角進行各種變更的主載體，進行將其半徑R作為參數的實驗、模擬試驗，結果，若圓角的半徑R變大，那么在使主載體和從屬介質密合進行磁轉錄時，會使圓角部分外加的轉錄用磁場產生記錄損失，因在從屬介質上磁化圖案的形成不完全，所以不能記錄清楚的信號。
如果減小圓角的半徑R并接近矩形，那么因降低記錄損失而提高轉錄信號的質量，但如果減小該半徑R，由尖銳地形成凸部圖案四角的主載體進行多次磁轉錄，則信號質量降低。這如上所述可知，由于圖案角部破損，破損片殘留在圖案上，磁轉錄不良，所以產生記錄信號遺漏。
特別是當從屬介質的記錄容量增大時，在主載體上形成的凹凸圖案也變得微細，必須兼顧防止凸部圖案的角部破損和降低記錄損失這兩種相互對立的要素，提高可靠性。
并且，在上述那樣的磁轉錄中，為了將其壓接、密合，使之通過平坦的主載體從一側或兩側挾持從屬介質，必須高水平地除去塵埃。這是因為如果在密合部存在塵埃，不僅不能穩定地進行磁轉錄，而且可能會損傷主載體或從屬介質本身。
另外，在磁轉錄中，由于在主載體和從屬介質上施加較強的壓力進行全面密合，所以當反復進行多次磁轉錄而增加密合次數時，由于該步驟，在襯底上制成的軟磁性層剝落，這存在于密合部分，使轉錄信號質量降低，同時也成為主載體的耐久性劣化的主要原因。
由對上述軟磁性層的剝離部位進行分析的結果可知，在主載體和從屬介質密合時，在主載體的變形較大，特別是變形量大的部位引起軟磁性層的剝離。
而且，在磁轉錄中，在主載體和從屬介質上施加較強的壓力，在全面密合的狀態下施加轉錄用磁場之后，或機械分離主載體和從屬介質，或從主載體和從屬介質的外周邊緣部壓入空氣進行分離，分別真空吸引主載體和從屬介質將其剝開等，所以當反復進行多次磁轉錄時，由于這些步驟存在下述問題，使在襯底上制成的磁性層產生摩損、摩滅、剝離、脫落以及邊緣部變化等，轉錄的圖案形狀發生變化而使轉錄信號質量降低，或者因所產生的摩損粉屑等殘留在密合部分而使信號遺漏，造成轉錄信號質量降低，同時主載體的耐久性劣化。
具體地說，在所述主載體的襯底的凸部上所形成的磁性層由于摩損、摩滅而使厚度變薄，產生剝離，或者磁性層的邊緣部脫落而使磁性層寬度變窄，在頂面的磁性層和從屬介質的壓合部分中存在異物，使磁性層產生凹陷，或者進行切削，然后引起與從屬介質的密合不良，由此，難以反復進行穩定的磁轉錄。
本發明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種磁轉錄用主載體，在使主載體和從屬介質密合施加轉錄用磁場進行磁轉錄時，抑制磁性層的摩損、摩滅、剝離、脫落以及邊緣部變化等，提高耐久性以及抑制轉錄不良。
另外，上述那樣的磁轉錄方法與現有的由磁頭進行的伺服記錄(サ-ボラィト)相比較，由于施加靜態的磁場，所以磁記錄介質上的去磁場所造成的影響小。可是，特別是如特愿平11-117800號記載的磁轉錄方法，在預先進行磁記錄介質的初始直流磁化之后再施加轉錄磁場的情況下，需要考慮磁記錄介質的磁性層中的去磁場的影響。對于長度磁化記錄介質來說，隨著記錄容量的高密度化存在磁化過渡區域間隔變短的傾向，在磁化過渡區域間隔變短的磁記錄介質中，特別是存在磁轉錄時，由于去磁場的影響，使磁轉錄用主載體的圖案和與其對應記錄在磁記錄介質上的磁圖案產生不吻合的問題。即，不能將期望的磁圖案正確地記錄在磁記錄介質上，各磁化過渡區域從原本應該處于的位置錯開。
這種磁化過渡場所的錯動，即磁化圖案從原本應該處于的位置的錯動，會大幅影響磁記錄介質的記錄再現等的精度。特別是，在該轉錄的信息是伺服信號的情況下，存在關系到跟蹤性能降低，可靠性降低等問題。
鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種磁轉錄用主載體，在磁轉錄中，能夠在磁記錄介質上高精度地記錄期望的磁化圖案。
本發明的磁轉錄用主載體是具有與轉錄的信息相對應的由磁性體形成的凹凸圖案的磁轉錄用主載體，其特征在于，使在襯底上形成的近乎矩形的凸部圖案中的頂面角部的平面形狀的圓角的半徑R相對于磁道寬度W為1％以上47％以下(優選45％以下)。
所述主載體優選由具有利用圖案形成法形成的凹凸圖案的襯底構成，該圖案形成法是在形成與信息對應的凹凸的原盤上采用電鑄等金屬成膜法將金屬成膜并剝離的方法。該襯底的主要成分優選Ni，覆蓋襯底的凹凸圖案的表面形成凸部圖案的磁性體優選保磁力Hcm為48kA/m(600Oe)以下的軟磁性體。
另外，使用本發明的磁轉錄用主載體的磁轉錄方法是使在襯底上具有與轉錄的信息對應的由磁性體形成的凹凸圖案，該凹凸圖案的近乎矩形的凸部圖案中的頂面角部的平面形狀的圓角的半徑R相對于磁道寬度W為1％以上47％以下的磁轉錄用主載體和具有接受轉錄的磁記錄部的從屬介質密合，施加轉錄用磁場，將與所述主載體的凹凸圖案對應的磁化圖案轉錄到所述從屬介質上的方法。
在進行磁轉錄時，優選預先對從屬介質的磁化進行初始直流磁化，若是面內記錄就在磁道方向上進行，若是垂直記錄就在垂直方向上進行，使其與所述主載體密合，在與該初始直流磁化方向大致相反的磁道方向或垂直方向上施加轉錄用磁場，進行磁轉錄。
從屬介質的初始磁化是產生具有從屬介質的保磁力Hcs以上的磁場強度部分的磁場強度分布的磁場，將全體從屬介質沿給定的方向磁化。另外，轉錄用磁場的施加是在使磁轉錄用主載體和初始直流磁化過的從屬介質密合的狀態下進行的。
是在下述狀態下進行，即不存在超越最佳轉錄磁場強度范圍的最大值的磁場強度，而存在成為最佳轉錄磁場強度范圍內的磁場強度的部分，與其反向的磁場強度在從屬介質的全部區域中產生作為從屬介質的保磁力Hcs的1/2以下的磁場強度分布的磁場，并使磁轉錄用主載體與已初始直流磁化的從屬介質密合的狀態。最佳轉錄磁場強度范圍是從屬介質的保磁力Hcs的0.6～1.3倍。
另外，所述襯底的凹凸圖案相對于磁化圖案而言，無論是正極狀圖案，還是負極狀圖案，即凹凸相反，只要在正極的情況下和負極的情況下使磁轉錄步驟中的初始磁化與轉錄用磁場的方向相反，就可以得到相同的磁化圖案。
存在使主載體與所述從屬介質的單面密合單面逐次進行轉錄的情況，也存在分別使主載體與從屬介質的兩面密合兩面同時進行轉錄的情況。此時，使主載體與從屬介質的單面或兩面密合，在其單側或兩側配置磁場生成機構施加轉錄用磁場。若是面內記錄，就使磁場生成機構與磁道方向平行地產生磁場，若是垂直記錄，就使磁場生成機構與從屬面垂直地產生磁場，如果磁場只達到從屬介質的一部分，那么使從屬介質和主載體密合或移動磁場，將磁化圖案轉錄到從屬介質的整個面上。作為磁場生成機構，可以使用電磁鐵裝置或永久磁鐵裝置。
而且，由本發明的磁轉錄用主載體進行磁轉錄的從屬介質具有磁記錄部，該磁記錄部與在襯底上具有與轉錄的伺服信號相對應的由磁性體形成的凹凸圖案并且該凹凸圖案的近乎矩形的凸部圖案中的頂面角部的平面形狀的圓角的半徑R相對于磁道寬度W為1％以上47％以下的磁轉錄用主載體密合，施加轉錄用磁場，轉錄與所述主載體的凹凸圖案相對應的伺服信號的磁化圖案。從屬介質優選硬盤、軟盤等圓盤狀磁記錄介質。
另外，本發明的磁轉錄用主載體是在形成于襯底的圖案上具備軟磁性層的磁轉錄用主載體，其特征在于，所述襯底的楊氏模量(E1)與所述軟磁性層的楊氏模量(E2)之比e(e＝E1/E2)處于0.3＜e＜1.3的范圍內。
即，如上所述，因主載體的變形引起軟磁性層的剝離，因此，認為在形成圖案的襯底和軟磁性層之間存在著很強的彈性特性關系，將襯底和軟磁性層的楊氏模量設為參量，掌握層剝離的關系，結果導出了上述那樣的襯底和軟磁性層的楊氏模量的關系。
另外，本發明的磁轉錄用主載體是向接受轉錄的從屬介質轉錄信息用的在襯底上具有圖案狀的磁性層的磁轉錄用主載體，其特征在于，所述磁性層形成為與轉錄的信息相對應的圖案狀，具備設置于襯底凸部表面的凸部磁性層和設置于襯底凹部內的凹部磁性層，在所述凸部磁性層和凹部磁性層的分界部分配置豎直設于所述襯底凸部的加強邊緣部。
此時，上述磁轉錄用主載體的制作通過采用例如多級曝光和蝕刻形成所述襯底的凸部、凹部及加強邊緣部的形狀，在該襯底上使磁性層成膜后，研磨處理表面，并除去在加強邊緣部上成膜的多余的磁性層而進行。磁性層的成膜優選對軟磁性材料采用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等真空成膜方法進行。
并且，本發明的磁轉錄用主載體是具備為了相對于磁記錄介質的磁性層轉錄信息而形成的并由表面具有磁性層的多個凸部構成的圖案的磁轉錄用主載體，其特征在于，所述圖案是相對于通過磁轉錄向所述磁記錄介質的磁性層轉錄的磁化圖案進行去磁場補正而決定的圖案。
即，本發明的磁轉錄用主載體的圖案的特征在于，構成該圖案的各凸部的寬度或各凸部之間的寬度預先補正去磁場成分，使由該圖案向磁記錄介質轉錄的磁圖案的各小區域的寬度成為期望的寬度，由此進行決定。因此，本發明磁轉錄用主載體圖案的各部分的寬度相對于向磁記錄介質轉錄的期望磁圖案所對應的各部分的寬度，不是1∶1的尺寸關系。作為向所述磁記錄介質的磁性層轉錄的信息，可列舉伺服信號、ROM信號等。
根據上述那樣的本發明的主載體，通過將凸部圖案的頂面角圓角的半徑R規定為相對于磁道寬度W為1％～47％，從而，可以因降低記錄損失而提高轉錄信號質量，因防止主載體的圖案破損而提高耐久性，并抑制轉錄不良。
即，通過將半徑R設定為磁道寬度W的47％以下，從而可以抑制使主載體和從屬介質密合進行磁轉錄時所施加的轉錄用磁場在圓角部分受到的記錄損失的增大，可以轉錄記錄清晰的磁化圖案，使轉錄信號質量在通常使用磁頭進行寫入的水平之上。另外，通過將半徑R設定為磁道寬度W的1％以上，從而角部不會過度尖銳，即使反復進行與從屬介質的密合，多次進行磁轉錄，也不會使角部破損和缺失，不會產生因存在破損片的轉錄不良而導致記錄信號遺漏，可以抑制轉錄信號質量的降低，同時可以提高主載體的耐久性并增大轉錄次數。
另外，根據使用本發明主載體的磁轉錄方法，由于正確地進行轉錄信號質量高的磁化圖案的轉錄，提高主載體的耐久性，所以可以通過主載體的交換次數的降低來進行作業效率高的磁轉錄。
而且，由本發明的主載體進行磁轉錄的從屬介質可以廉價提供具有信號質量高的正確轉錄得到的磁化圖案的從屬介質。
另外，在本發明的主載體中，將形成圖案的襯底的楊氏模量(E1)和在該襯底的圖案上形成的軟磁性層的楊氏模量(E2)之比e(e＝E1/E2)的范圍規定為0.3＜e＜1.3的情況下，即使根據磁轉錄使用較強的壓力使主載體和從屬介質反復進行全部密合，在主載體的變形較大的部分，也能大幅度地降低軟磁性層的剝離，不會產生因存在剝離片的轉錄不良而導致記錄信號遺漏，可以抑制轉錄信號質量的降低，同時，可以提高主載體的耐久性并增大轉錄次數。
另外，在本發明的主載體中，在形成為與轉錄的信息相對應的圖案狀的凸部磁性層和凹部磁性層的分界部分上，配置豎直設于襯底凸部上的加強邊緣部的情況下，反復與從屬介質密合的凸部磁性層的周邊部分由加強邊緣部加強，可以抑制磁性層的摩損、摩滅、剝離、脫落以及邊緣部變化等，提高主載體的耐久性以及防止轉錄不良的發生，反復進行穩定的磁轉錄，提高可靠性。
而且，本發明的磁轉錄用主載體預先具備考慮了去磁場的影響的圖案的情況下，使用該磁轉錄用主載體進行磁轉錄時，可以高精度地將期望的磁化圖案記錄在磁記錄介質上。通過高精度地將期望的磁化圖案記錄在磁記錄介質上，可以高精度地再現基于該磁化圖案的信息，特別是，該信息是伺服信號的情況下，可提高跟蹤的精度。
圖2是主載體的凸部圖案的示意圖。
圖3是示意性表示其它實施方式的主載體的主要部分的剖面圖。
圖4是表示制作主載體步驟示例的剖面圖。
圖5是表示磁轉錄基本步驟的一種方式的圖。
圖6是主載體和磁記錄介質的主要部分剖面圖。
圖7是表示本發明的磁轉錄方法的基本步驟的圖。
其中，2、22-從屬介質，3、40、54-主載體，3 1、41-襯底，32-軟磁性層(磁性體)，32a-凸部圖案，41a-凸部，41b-凹部，41c-加強邊緣部，42-磁性層，42a-凸部磁性層，42b-凹部磁性層，42c-不需要的磁性層，51-磁記錄介質，52-支持體，53-磁性層(記錄再現層)，56-軟磁性層，57-凸部，R-圓角的半徑，W-磁道寬度。
通過面內記錄進行的磁轉錄方法的要點如下所述。首先，如
圖1(a)所示，先將初始靜磁場Hin沿磁道方向的一個方向施加在從屬介質2上，預先進行初始磁化(直流消磁)。其后，如圖1(b)所示，使該從屬介質2的從屬面(磁記錄部)和在主載體3的襯底31的微細凹凸圖案上覆蓋軟磁性層32(磁性體)而構成的信息承載面的凸部圖案32a的頂面密合，在從屬介質2的磁道方向上，沿著與所述初始磁場Hin相反的方向施加轉錄用磁場Hdu，進行磁轉錄。將轉錄用磁場Hdu吸入凸部圖案32a的軟磁性層32中，該部分的磁化不反轉，其它部分的磁場反轉，結果如圖1(c)所示，將和主載體3的信息承載面的軟磁性層32的密合凸部圖案32a與凹部空間的構成圖案相對應的磁化圖案轉錄記錄在從屬介質2的從屬面(磁道)上。
主載體3形成為圓盤形狀，在其單面具有形成了對應于伺服信號的軟磁性層32的微細凹凸圖案的轉錄信息承載面，將與此相反一側的面保持在未圖示的密合裝置上，與從屬介質2密合。如圖所示，既有使主載體3密合在從屬介質2的單面上進行單面逐次轉錄的情況，也有分別使主載體3密合在從屬介質2的雙面上同時進行雙面轉錄的情況。
如圖2所示，主載體3中的凸部圖案32a的頂面的平面形狀近乎矩形，將角部削為圓弧狀，該角部圓角的半徑R相對于磁道寬度W，被規定為1％以上47％以下(優選45％以下)的形狀。在伺服信號的情況下，上述磁道寬度W形成為0.1～2μm，因而在磁道寬度W為0.1μm的情況下，半徑R為1～47nm，在磁道寬度W為2μm的情況下，半徑R為20～940nm，但在實際中，期望該半徑R處于5nm～47nm(優選5～45nm)的范圍內。若不足5nm，則角部容易破損，若超過47nm，則記錄損失增大。
另外，雖未圖示，但在實際的伺服信號中，也存在相對于磁道節距錯動半個節距的凸部圖案，該凸部圖案的圓角的半徑R也與上述相同規定。
另外，即使所述主載體3的襯底31的凹凸圖案是與圖1的正極圖案相反的凹凸形狀的負極圖案的情況，通過使初始磁場Hin的方向以及轉錄用磁場Hdu的方向與上述方向相反，也可以同樣進行磁化圖案的轉錄記錄。
在所述襯底31是由Ni等構成的強磁性體的情況下，也可以不覆蓋軟磁性層32，只用該襯底31進行磁轉錄，但通過設置轉錄性能良好的軟磁性層32能夠進行更良好的磁轉錄。襯底31是非磁性體的情況下，必須設置軟磁性層32。
另外，優選在軟磁性層32上設置金剛石類碳(DLC)等保護膜，也可以設置潤滑劑層。另外，作為保護膜，更優選存在5～30nm的DLC膜和潤滑劑層。另外，也可以在軟磁性層32和保護膜之間設置Si等密合強化層。潤滑劑可以改善下述問題，即修正與從屬介質2的接觸過程中所產生的錯動時因摩擦造成的劃傷等耐久性劣化的問題。
作為主載體3的襯底31，可使用鎳、硅、石英板、玻璃、鋁、合金、陶瓷、合成樹脂等。采用圖案法等形成凹凸圖案。
圖案法是指在表面平滑的玻璃板(或石英板)上用旋轉涂敷器等形成光致抗蝕劑，一邊旋轉該玻璃板，一邊對應于伺服信號照射調制的激光(或電子束)，在整個光致抗蝕劑的表面上，在圓周上的與各幀對應的部分曝光給定圖案，例如相當于在各磁道上由旋轉中心開始延半徑方向的伺服信號的圖案。然后，對光致抗蝕劑進行顯像處理，除去曝光部分，得到具有由光致抗蝕劑造成的凹凸形狀的原盤。接著，在保持原盤表面的凹凸圖案的前提下，對該表面施行電鍍(電鑄)，制成具有正極狀凹凸圖案的Ni襯底，從原盤上剝離。直接將該襯底作為主載體，或者根據需要在凹凸圖案上覆蓋軟磁性層、保護膜后作為主載體。
另外，也可以對所述原盤施行電鍍制成第2原盤，使用該第2原盤進行電鍍，制成具有負極狀凹凸圖案的襯底。而且，也可以對第2原盤進行電鍍，或壓入樹脂液并進行固化，制作第3原盤，對第3原盤進行電鍍，制成具有正極狀凹凸圖案的襯底。
另一方面，也可以在所述玻璃板上形成光致抗蝕劑的圖案后，進行蝕刻，在玻璃板上形成孔，得到除去了光致抗蝕劑的原盤，以下與所述相同形成襯底。
作為由金屬構成的襯底31的材料，可以使用Ni或Ni合金，制作該襯底的所述電鍍可以采用包含無電解電鍍、電鑄、濺射、離子鍍的各種金屬成膜法。襯底31的凹凸圖案的深度(突起的高度)優選為80nm～800nm的范圍，更優選為100nm～600nm的范圍。
所述軟磁性層32的形成可以采用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等真空成膜方法以及電鍍法等使磁性材料成膜。作為該磁性材料，可以使用Co、Co合金(CoNi、CoNiZr、CoNbTaZr等)、Fe、Fe合金(FeCo、FeCoNi、FeNiMo、FeAlSi、FeAl、FeTaN)、Ni、Ni合金(NiFe)。特別優選FeCo、FeCoNi。軟磁性層32的厚度優選50nm～500nm的范圍，更優選100nm～400nm。
也可以使用所述原盤制成樹脂襯底，在其表面上設置軟磁性層作為主載體。作為樹脂襯底的樹脂材料，可以使用聚碳酸酯·聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸樹脂、聚氯乙烯·氯乙烯共聚物等氯乙烯樹脂、環氧樹脂、非晶態聚烯烴和聚酯等。從耐濕性、尺寸穩定性和價格等方面上來看，優選聚碳酸酯。在成型件存在毛刺的情況下，通過拋光或磨光除去。另外，也可以使用紫外線固化樹脂、電子射線固化樹脂等，在原盤上通過旋轉涂敷、棒涂布方法形成。樹脂襯底圖案突起的高度優選為50～1000nm的范圍，更優選為100～500nm的范圍。
將軟磁性層覆蓋在所述樹脂襯底表面的微細圖案上得到主載體。軟磁性層的形成可以采用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等真空成膜方法以及電鍍法等使磁性材料成膜。
在垂直記錄方式的情況下，也通過使用與上述面內記錄近乎相同的主載體3，在襯底31上形成凹凸圖案，該凸部圖案32a的頂面由軟磁性層32(磁性體)形成，將平面略呈矩形的凸部圖案32a中的頂面角部的平面形狀的圓角的半徑R相對于磁道寬度W規定并設置為1％以上47％以下。
在該垂直記錄的情況下，預先沿垂直方向的一個方向進行初始直流磁化，使從屬介質2磁化，使其與主載體3密合，在與該初始直流磁化方向略相反的垂直方向上施加轉錄用磁場，進行磁轉錄，該轉錄用磁場被吸入主載體3的凸部圖案32a的軟磁性層32中，與凸部圖案32a相對應的部分的垂直磁化發生反轉，可以將與凹凸圖案相對應的磁化圖案記錄在從屬介質2上。
從屬介質2可以使用在雙面或單面形成了磁記錄部(磁性層)的硬盤、高密度軟盤等圓盤狀磁記錄介質，該磁記錄部可由涂布型磁記錄層或金屬薄膜型磁記錄層構成。作為金屬薄膜型磁記錄層的磁性材料，可以使用Co、Co合金(CoPtCr、CoCr、CoPtCrTa、CoPtCrNbTa、CoCrB、CoNi等)、Fe、Fe合金(FeCo、FePt、FeCoNi)。它們的磁通密度大，具有與磁場施加方向相同方向(若是面內記錄，就是面內方向；若是垂直記錄，就是垂直方向)的磁各向異性，能夠進行清楚的轉錄，因而優選。而且，為了在磁性材料的下面(支持體一側)附加必要的磁各向異性，優選設置非磁性的底層。必須使晶體構造和晶格常數與磁性層一致。因此，可使用Cr、CrTi、CoCr、CrTa、CrMo、NiAl、Ru等。
另外，在使從屬介質2與主載體3密合以前，必要時施行清除處理，即使用滑動頭、研磨體等除去表面的微小突起或附著塵埃。
施加初始磁場和轉錄用磁場的磁場生成機構，在面內記錄的情況下，例如，在上下兩側配置環型電磁鐵裝置，該環形電磁鐵裝置是在具有沿著從屬介質2半徑方向的間隙的磁芯上纏繞線圈的裝置，在上下沿同一方向施加與磁道方向平行地產生的轉錄用磁場。在施加磁場時，使從屬介質2和主載體3的密合體旋轉，同時通過磁場生成機構施加轉錄用磁場。也可以設置成使磁場生成機構旋轉移動。所述磁場生成機構可以只配置在單側，也可以將永久磁鐵裝置配置在兩側或單側。
垂直記錄時的磁場生成機構可以將極性不同的電磁鐵或永久磁鐵配置在從屬介質2和主載體3的密合體的上下，在垂直方向上產生并施加磁場。部分地施加磁場，使從屬介質2和主載體3的密合體移動，或者使磁場移動，進行全面的磁轉錄。
在此，示出了上述實施方式中的主載體的實施例和比較例，說明了將主載體圖案形狀的圓角的半徑R設定在所述范圍的實驗結果。實驗中使用的主載體、從屬介質以及磁轉錄方法如下所述。
<主載體的制作>
在表面平滑的玻璃板上，通過旋轉涂覆法涂覆光致抗蝕劑(電子束掃描用抗蝕劑)，一邊使玻璃板旋轉，一邊照射電子束進行曝光。然后，對光致抗蝕劑進行現象處理，除去曝光部分制成原盤后，進行電鍍，從原盤上剝離，制成Ni襯底。Ni襯底的凹凸圖案從圓盤中心到半徑方向20～40mm的位置，是寬度為0.3μm、間隔為2.5μm、槽深為0.2μm的放射狀線，在半徑方向20mm的最內圓位置，線間隔為0.5μm間隔。
在該Ni襯底上，形成厚度為200nm的FeCo30at％層(軟磁性層)。Ar濺射壓設為1.5×10-4Pa(1.08mTorr)，接入電力設為2.80W/cm2。
對所述圖案的磁道寬度W、圓角的半徑R進行各種變更，制成主載體的試樣，在實施例1中，W＝0.3μm、R＝5nm(R/W＝1.7％)，在實施例2中，R＝20nm(R/W＝6.7％)，在實施例3中，W＝0.1μm、R＝45nm(R/W＝45％)，在比較例1中，W＝0.3μm、R＝2nm(R/W＝0.67％)，在比較例2中，W＝0.1μm、R＝48nm(R/W＝48％)。
另外，上述圓角的半徑R的測定方法用粗糙度測定SEM觀測制成后的主載體表面，進行圖案形狀的觀察。根據觀察結果計算出凸部圖案圓角的半徑R。
<從屬介質的制作>
在真空成膜裝置(芝浦Mecatronics社S-50S濺射裝置)中，室溫下，減壓到1.33×10-5Pa(10-7Torr)之后，導入氬氣，在成為0.4 Pa(3×10-3Torr)的條件下，將玻璃板加熱到200℃，制成CrTi為60nm、CoCrPt為25nm、磁通密度Ms為5.7T(4500Gauss)、保磁力Hcs為199kA/m(2500Oe)的3.5英寸型圓盤狀磁記錄介質(硬盤)，作為從屬介質使用。
<磁轉錄試驗方法>
配置環型磁頭電磁鐵，使在從屬介質的表面峰值磁場強度成為從屬介質保磁力Hcs的2倍的398 kA/m(5000Oe)，進行從屬介質2的初始直流磁化。接著，使初始直流磁化過的從屬介質與主載體密合，調整并配置環型磁頭電磁鐵的電流，使在從屬介質的表面峰值磁場強度成為207 KA/m(2600Oe)，在與初始直流磁化相反的方向上施加轉錄用磁場，進行磁轉錄。另外，主載體和從屬介質的密合挾持橡膠板，由鋁板上進行加壓。
<信號質量評價方法>
通過電磁變換特性測定裝置(協同電子社制‘SS-60’)進行從屬介質的轉錄信號的評價。對于磁頭，使用再現磁頭間隙為0.19μm、再現磁道寬度為2.0μm、記錄磁頭間隙為0.4μm、記錄磁道寬度為2.6μm的MR磁頭。使用光譜分析儀對讀入信號進行頻率分解，測定1次信號的峰值強度C與近旁介質雜音N的差值(C/N)。作為以往的方法，使用相同的磁頭，記錄并再現信號，將計算出的C/N值設定為0dB，從屬介質設置在裝置上時的偏心大，不能評價經過1周的所有信號，因此使用讀出門功能進行局部評價。另外，磁道寬度小于磁頭的讀出寬度時，用磁道寬度校正(規格化)C/N值。用相對值(ΔC/N)進行評價。若該相對值(ΔC/N)小于-3.0dB(在負方向上增大)，則信號強度小，成為轉錄不良的狀態，因此，只要在該值以上即為良(○)，在該值以下為不良(×)，這樣進行評價。其結果如表1所示。<信號遺漏、密合的評價方法>
使用同一主載體反復進行磁轉錄，取第1000次進行磁轉錄的從屬介質作試樣，將磁顯像液(Sigama High Chemical社制Sigamaca-Q)稀釋至10倍，滴加在從屬介質上，使之干燥，評價顯像的轉錄信號端的變動量。使用微分干涉型顯微鏡，以50倍的放大率隨機在100個視野觀測從屬介質上存在的信號遺漏情況。在該100個視野中，若信號遺漏是5個以下則為良(○)，6～9個為一般(△)，若是10個以上則為不良(×)，進行評價。其結果如表1所示。
表1
由表1可知，在圓角的半徑R為2nm(R/W＝0.67％)的比較例1中，信號質量良好，但隨著1000次磁轉錄后的凸部圖案的角部的破損，產生很多信號遺漏情況。與此相對，在圓角的半徑R為5nm～45nm(R/W＝1.7％～45％)的實施例1～3中，信號質量較比較例1的低一些，但在良好的范圍內，信號遺漏很少，是良好的結果，沒有產生角部破損。在圓角的半徑R為更大的48nm(R/W＝48％)的比較例2中，在信號遺漏方面沒有問題，但由于記錄損失增大，所以信號質量低下，成為轉錄不良。該結果可以確認，圓角的尺寸優選半徑R為5～47nm，作為相對于磁道寬度W的比率R/W為1～47％的范圍。
另外，在本發明的其它實施例中，在圖1所示的主載體3中，規定形成圖案的襯底31的楊氏模量(E1)與在該襯底31的圖案上形成的軟磁性層32的楊氏模量(E2)之比e(e＝E1/E2)的范圍為0.3＜e＜1.3。
通過將主載體3的襯底31和軟磁性層32的楊氏模量之比e設定在上述范圍內，在根據磁轉錄以很強的壓力反復使主載體3和從屬介質2全部密合時，即使是主載體3的變形大的部分，也不會使襯底31與軟磁性層32的變形產生大的錯動，可防止軟磁性層32的剝離，消除發生塵埃的根源，可確保轉錄信號的質量，同時提高主載體3的耐久性。
在此，示出了變更上述實施方式中的主載體的襯底與磁性層的楊氏模量之比e的實施例，并說明了使該比率e處于所述范圍內的實驗結果。實驗與上述同樣進行，評價信號遺漏的結果如表2所示。
在所述實施例1～3中，襯底為Ni，磁性層為30at％FeCo層，其楊氏模量之比e為1.02，其信號遺漏評價為良好。實施例4的主載體與實施例1相同，將其襯底變更為康銅，楊氏模量之比e為1.25。實施例5的主載體與實施例1相同，將其襯底變更為碳化鎢，楊氏模量之比e為0.38。實施例6的主載體與實施例1相同，將其襯底變更為銅，楊氏模量之比e為1.53。實施例7的主載體與實施例1相同，將其襯底變更為聚碳酸酯，楊氏模量之比e為0.19。表2的結果，楊氏模量之比e處于上述范圍內的實施例4和實施例5的信號遺漏評價為良好，處于上述范圍之外的實施例6和實施例7，信號遺漏增加，評價為一般。
表2
下面，詳細說明本發明的其它實施方式。圖3是示意性表示一個實施方式的主載體的主要部分的剖面圖。圖4是表示主載體制作工序例的剖面圖。
在此，參照圖5說明以本發明為對象的磁轉錄基本工序的一個方式。該示例為面內記錄。首先，準備具有接受磁轉錄的磁記錄層的從屬介質22，以及如圖5(b)所示的將磁性層25覆蓋在襯底24的微細凹凸圖案上并具有由該磁性層25形成的凹凸圖案的主載體23。然后，最初如圖5(a)所示，將初始靜磁場Hin沿磁道方向的一個方向施加在從屬介質22上，預先進行初始磁化(直流消磁)。其后，如圖5(b)所示，使從屬介質22的磁記錄面和主載體23的磁性層25構成的凸部圖案密合，在從屬介質22的磁道方向上，沿著與初始磁場Hin相反的方向施加轉錄用磁場Hdu，進行磁轉錄。將轉錄用磁場Hdu吸入磁性層25的凸部圖案中，該部分的磁化不反轉，其它部分的磁化反轉，結果如圖5(c)所示，將與主載體23的磁性層25的凹凸圖案相對應的磁化圖案轉錄記錄在從屬介質22的磁道上。另外，在垂直記錄方式中，通過使用具有與上述近乎相同的磁性層構成的凹凸圖案的主載體，也能在從屬介質上進行磁轉錄。
如圖3所示，磁轉錄用主載體40具備襯底41，該襯底41形成了由凸部41a、凹部41b和加強邊緣部41c構成的微細凹凸形狀，在該襯底41的表面部上，以與轉錄的信息對應的圖案狀，設置由設于上述凸部41a的凸部磁性層42a和設于上述凹部41b內的凹部磁性層42b構成的磁性層42。另外，在所述凸部磁性層42a和凹部磁性層42b之間的邊界部分配置豎立設置在襯底41的凸部41a上的加強邊緣部41c。
所述加強邊緣部41c在圖示的情況下，在襯底41的凸部41a的兩側部與凸部磁性層42a等高地形成為細寬突起狀。通過該加強邊緣部41c，在襯底24的凸部41a的上部所形成的凹狀部分形成凸部磁性層42a，使之被填埋。
如上所述的主載體40首先如圖4(a)所示，制作在表面上形成了由凸部41a、凹部41b和加強邊緣部41c構成的微細凹凸形狀的襯底41。該深度不同的凹凸形狀例如可以通過多級曝光和蝕刻形成，也可以通過使用了該凹凸形狀的主環等制作襯底41。
接著，如圖4(b)所示，通過真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等真空成膜方法，使用軟磁性材料在該襯底41上將磁性層42成膜為給定厚度。此時，磁性層42除了凸部41a上的凸部磁性層42a和凹部41b內的凹部磁性層42b以外，還在加強邊緣部41c上形成了不需要的磁性層42c。
然后，對已成膜磁性層42的襯底41的表面進行研磨處理，除去加強邊緣部41c上的不需要的磁性層42c，將凸部磁性層42a研磨成與加強邊緣部41c的高度相同，形成圖3所示的主載體40。
根據本實施方式，主載體40中的凸部磁性層42a被形成于其周圍的與凹部磁性層42b的邊界部分上的襯底41的加強邊緣部41c加強，由此，即使在磁轉錄時反復與從屬介質22進行密合，也能防止摩損、摩滅、剝離、脫落以及邊緣部的變化等，提高耐久性，增加使用壽命，同時可以圖案形狀無變化地反復進行穩定的磁轉錄，也可以降低摩損粉屑等的產生，防止轉錄不良的發生。
另外，襯底41的加強邊緣部41c的高度也可以比凸部磁性層42a的厚度低。
本發明的主載體40可按照與所述圖5相同的步驟進行磁轉錄。即，將主載體40與已預先在磁道方向或垂直方向上進行初始磁化的從屬介質22密合，在該密合狀態下，由電磁鐵裝置等磁場施加裝置在與初始磁化方向近乎相反的方向上施加轉錄用磁場，將與主載體40的轉錄信息相對應的磁化圖案轉錄記錄在從屬介質22上。
作為主載體40的襯底41，可使用鎳、硅、鋁、合金等。可采用圖案法等形成凹凸圖案。
圖案法是在表面平滑的玻璃板(或石英板)上用旋轉涂敷器等形成光致抗蝕劑，一邊旋轉該玻璃板，一邊對應于伺服信號照射經調制的激光(或電子束)，將凸部磁性層42a的圖案，例如相當于伺服信號的圖案曝光。然后，對光致抗蝕劑進行顯像處理，除去曝光部分，進行蝕刻，在玻璃板上形成與埋入凸部磁性層42a的凹狀部分對應的孔。除去光致抗蝕劑之后，與上述同樣，再次形成光致抗蝕劑，將凹部41b的圖案曝光。然后，對光致抗蝕劑進行顯像處理，除去曝光部分，進行蝕刻，在玻璃板上形成與凹部41b對應的孔。另外，變更蝕刻時間，可改變凹部的深度。并且，曝光順序也可以反過來。然后，除去上述光致抗蝕劑后得到具有凹凸形狀的原盤。接著，在保持原盤表面的凹凸圖案的前提下，對該表面施行電鍍(電鑄)，制成具有凹凸圖案的襯底，從原盤上剝離。襯底41的凹凸圖案的深度(凸部41a的高度)優選在80nm～800nm的范圍，更優選在100nm～600nm的范圍。
另外，也可以對所述原盤施行電鍍制成第2原盤，使用該第2原盤進行電鍍，制成具有反轉的凹凸圖案的襯底。而且，也可以對第2原盤進行電鍍，或壓入樹脂液并進行固化，制作第3原盤，對第3原盤進行電鍍，制成具有凹凸圖案的襯底。
所述磁性層42的形成如上所述，可以采用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法等真空成膜方法等使軟磁性材料成膜。作為該磁性材料，可以使用Co、Co合金(CoNi、CoNiZr、CoNbTaZr等)、Fe、Fe合金(FeCo、FeCoNi、FeNiMo、FeAlSi、FeAl、FeTaN)、Ni、Ni合金(NiFe)。特別優選FeCo、FeCoNi。磁性層42的厚度優選50nm～500nm的范圍，更優選100nm～400nm。
下面，詳細說明本發明的其它磁轉錄方法的實施方式。首先，說明磁轉錄中所使用的磁轉錄用主載體，以及作為從該磁轉錄用主載體上將給定信息磁轉錄下來的從屬介質的磁記錄介質。
圖6是磁記錄介質51和主載體54主要部分的剖面圖。磁記錄介質51是縱向記錄磁盤，在支持體52上具備磁性層(記錄再現層)53。在圖中，表示了僅在支持體52的一個面上設置記錄再現層53的情況，但是，也可以在兩個面上形成記錄再現層。另外，支持體可以是硬襯底、軟襯底中的任意一種。
另外，主載體54是在圓環狀盤上形成的結構，包括在表面上具有與應該向磁記錄介質51的記錄再現層53上轉錄的信息(例如伺服信號)相對應的凸部圖案的襯底55；以及在該襯底55的凸部圖案上形成的軟磁性層56。通過在凸部圖案上形成軟磁性層56，結果，主載體54具備由表面上具有軟磁性層的多個凸部57構成的圖案。另外，主載體54不局限于本實施方式的結構，也可以僅在襯底的凸部圖案的凸部上面形成軟磁性層，或者，僅在凹部形成軟磁性層，使之填埋該凹部。并且，在襯底是由Ni等強磁性體構成的情況下，也可以不必覆蓋軟磁性層，在襯底表面上設置的凸部圖案本身就相當于‘由表面上具有磁性層的多個凸部構成的圖案’。而且，也可以在平板狀的襯底上使由軟磁性層構成的凸部形成為圖案狀。
另外，如果主載體在最上層覆蓋金剛石類碳(DLC)等保護膜，則通過該保護膜可提高接觸耐久性，可以進行多次磁轉錄，因而優選。也可以采用濺射等方法再在DLC保護膜的下層形成Si膜。
由所述襯底的凸部圖案和磁性層的厚度等決定的由表面上具有磁性層的多個凸部構成的圖案，相對于通過磁轉錄向磁記錄介質的磁性層轉錄的磁化圖案，考慮到磁轉錄時去磁場的影響進行決定，使向磁記錄介質的磁性層轉錄的磁化圖案成為期望的圖案。即，形成主載體的圖案，使之相對于向磁記錄介質的磁性層上轉錄的期望的磁化圖案不是1∶1的關系。
具體地說，作為應成為對象的被磁轉錄介質(從屬介質)的磁記錄介質、主載體的各構成材料以及應轉錄的圖案被決定以后，通過這些組合確認轉錄質量(例如再現信號)，修正設置于主載體上的圖案。
例如如圖6所示，使磁記錄介質51的磁性層53的期望磁化圖案為等間隔磁化反轉的圖案。在進行磁轉錄時，如后所述，使磁記錄介質51的磁性層53和主載體54的磁性層56密合或者相對，施加轉錄磁場。此時，磁記錄介質51的磁性層53的與主載體54的凸部57間的邊緣部分對峙的小區域成為磁化過渡區域。因此，在轉錄后的磁記錄介質51的圖案中，由于轉錄磁場施加時的去磁場，如果與主載體54的凸部間隔A相比，對峙于該凸部的磁記錄介質51的區域的寬度B較窄，則可預先縮小凸部的寬度，形成具備凸部間隔A比寬度B大的圖案的主載體。
由于去磁場與從屬介質(特別是磁性層的厚度和磁特性)、主載體的圖案形狀和凸部的最小尺寸等在進行磁轉錄時所用的全部要素有關系，所以需要通過上述歸納方法來決定。
磁轉錄在使磁記錄介質51的記錄再現層53和主載體54的軟磁性層56密合或者接近并且對峙的狀態下進行。
圖7是用于說明該磁轉錄基本步驟的圖，圖7(a)表示對磁記錄介質進行初始直流磁化的步驟，圖7(b)表示使主載體和磁記錄介質密合并施加轉錄磁場Hdu的步驟，圖7(c)表示磁轉錄后的磁記錄介質的磁化狀態，都是分別表示的磁道長度方向上的局部剖面圖。另外，在圖7中對于磁記錄介質51只表示了其記錄再現層53。
如圖7(a)所示，預先在磁記錄介質51的磁道長度方向的一個方向上施加初始直流磁場Hin，對磁性層53進行初始直流磁化。
然后，如圖7(b)所示，使該已預先初始直流磁化的磁記錄介質51的記錄再現層53和在主載體54的襯底55的凸部圖案上覆蓋軟磁性層56的信息承載面對峙(在圖中為密合)，在與磁性層53的初始磁化方向相反的方向上施加轉錄磁場Hdu，進行磁轉錄。由此，在與主載體54的凸部57間對應的磁性層53的小區域中，引起磁化反轉，如圖7(c)所示，將主載體54所承載的信息(例如伺服信號)磁性轉錄記錄到磁記錄介質51的磁性層53中。
另外，初始直流磁場和轉錄用磁場需要采用考慮從屬介質的保持力、主載體和從屬介質的相對磁導率而決定的值。
如上所述，如果利用具有預先考慮去磁場修正而形成的圖案的本發明的磁轉錄用主載體進行磁轉錄，可以高精度地將期望的圖案的磁圖案轉錄到磁記錄介質上，特別是在該信息為伺服信號的情況下，關系到跟蹤伺服性能的提高。
權利要求
1.一種磁轉錄用主載體，具有與轉錄的信息相對應的磁性體形成的凹凸圖案，其特征在于，使形成于襯底上的近乎矩形的凸部圖案中的頂面角部的平面形狀的圓角的半徑R相對于磁道寬度W為1％以上47％以下。
全文摘要
一種磁轉錄用主載體3,具有與轉錄到襯底31上的信息相對應的磁層體32形成的凹凸圖案,使該凹凸圖案的近乎矩形的凸部圖案32a中的頂面角部的平面形狀的圓角的半徑R相對于磁道寬度W為1%～47%,以防止角部的破損和降低記錄損失。在使主載體和從屬介質密合并施加轉錄用磁場進行磁轉錄時,通過降低記錄損失而提高轉錄信號質量,通過防止主載體的圖案破損而提高耐久性并抑制轉錄不良。
文檔編號G11B5/82GK1385835SQ0211934
公開日2002年12月18日 申請日期2002年5月13日 優先權日2001年5月11日
發明者西川正一, 安永正, 新妻一弘 申請人:富士膠片株式會社