磁気ディスクおよび磁気記録再生装置
【課題】プリアンブルパターンでの同期取得または位相差型のバーストにおける位相差検出が良好に行えるビットパターンドメディア型の磁気ディスクおよびその磁気ディスクを搭載した磁気記録再生装置を提供する。
【解決手段】本実施形態の磁気ディスクは、複数のデータ領域であって各データ領域が、周方向に延在するようにそれぞれが配列された複数のトラックを有する、複数のデータ領域と、前記複数のデータ領域の間に半径方向に延在するように設けられたサーボ領域であって、それぞれが前記半径方向に延在する複数のガイドパターンと、隣接する前記ガイドパターン間に設けられ前記半径方向に沿って配列されたポストパターンと、前記隣接するガイドパターンの少なくとも一方の側に前記半径方向に沿って配列された少なくとも１列の複数のドットと、を有するサーボ領域と、を備えている。
【解決手段】本実施形態の磁気ディスクは、複数のデータ領域であって各データ領域が、周方向に延在するようにそれぞれが配列された複数のトラックを有する、複数のデータ領域と、前記複数のデータ領域の間に半径方向に延在するように設けられたサーボ領域であって、それぞれが前記半径方向に延在する複数のガイドパターンと、隣接する前記ガイドパターン間に設けられ前記半径方向に沿って配列されたポストパターンと、前記隣接するガイドパターンの少なくとも一方の側に前記半径方向に沿って配列された少なくとも１列の複数のドットと、を有するサーボ領域と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気ディスクおよび磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク（ハードディスクとも言う）の高密度化に対する技術潮流のなかで、磁気信号を発する磁性部領域が非磁性部によって区分けされたいわゆるディスクリートトラック型の媒体構造が提案されている。さらに、データトラック部が円周方向の溝のみならずデータビット毎に区切られたビットパターンドメディアも提案されている。また、ブロックコポリマーの自己組織化性質を用いてドットを形成しこれらドットを加工することによって得る方法も提案されている。しかし、ドットが整然と配列するように制御することは特に広いエリアの場合、困難と考えられる。この問題を解決する方法としてガイドドットを用いる方法や電子線描画によって各ドットパターンまで形成する方法が提案されている。
【０００３】
自己組織化材料を用いる場合、個々のビットパターンは予め電子線描画工程やその後の工程により基板面に形成されたガイドパターン内に自己組織化能を有するジブロックコポリマー溶液を塗布し、アニール処理することによりドット状に凝集する第１の成分とそのドットを被覆する第２の成分とにミクロ層分離を起こさせ、各ドットが自己組織化して理想的には六方晶状に整列させる。その後、第１の成分と第２の成分のエッチング特性差（エッチングレート差）を用いて、第１の成分または第２の成分のいずれかをマスクとして基板加工することにより形成することができる。ここで、自己組織化材料の配列を制御するために基板上にドットの配列を制御する位置制御領域と、ドットが自己組織的に配列する自由拡散領域とが設けられていることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７９８２７号公報
【特許文献２】特開２００１−１８９０１４号公報
【特許文献３】特許第３５７６０５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように自己組織化材料が自己組織的に配列する範囲はガイド溝乃至位置制御領域を設けておくことによって一定の範囲で制御することが可能である。しかしながら、磁気ディスクにおいては半径位置によって円周方向の幅が異なるので、円周方向の幅の中に入ることができる自己組織化材料のドットの数が半径によって異なることになる。このように、円周方向に異なる幅のガイドパターン内では必然的に自己組織化材料の配列が一様でなくなってしまう部分が生じてしまう。このような不均一に並んだ自己組織化材料のドットを基に形成されたプリアンブル信号やバースト信号がタイミング的に不均一となり、プリアンブル部における同期信号取得や位相差型のバースト部における位相差検出などが困難となってしまう。
【０００６】
本実施形態は、プリアンブルパターンでの同期取得または位相差型のバーストにおける位相差検出が良好に行えるビットパターンドメディア型の磁気ディスクおよびその磁気ディスクを搭載した磁気記録再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態による磁気ディスクは、複数のデータ領域であって各データ領域が、周方向に延在するようにそれぞれが配列された複数のトラックを有する、複数のデータ領域と、前記複数のデータ領域の間に半径方向に延在するように設けられたサーボ領域であって、それぞれが前記半径方向に延在する複数のガイドパターンと、隣接する前記ガイドパターン間に設けられ前記半径方向に沿って配列されたポストパターンと、前記隣接するガイドパターンの少なくとも一方の側に前記半径方向に沿って配列された少なくとも１列の複数のドットと、を有するサーボ領域と、を備えていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態による磁気ディスクの一具体例の上面図である。
【図２】図２（ａ）乃至図２（ｆ）は、第１実施形態の磁気ディスクの製造工程を説明する断面図。
【図３】図３（ａ）乃至図３（ｆ）は、第１実施形態の磁気ディスクの製造工程を説明する断面図。
【図４】図４（ａ）乃至図４（ｆ）は、第１実施形態の磁気ディスクの製造工程を説明する断面図。
【図５】図５（ａ）乃至図５（ｃ）は、レジストパターンのプリアンブル部の上面図。
【図６】第２実施形態による磁気記録再生装置を示す斜視図。
【図７】第２実施形態に係る磁気記録装置のアクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図。
【図８】図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、実施例の磁気ディスクのプリアンブル部の上面図。
【図９】図９（ａ）は実施例の磁気ディスクの再生信号を示す波形図、図９（ｂ）は比較例の磁気ディスクの再生信号を示す波形図。
【図１０】図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）は、比較例の磁気ディスクのプリアンブル部の上面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して実施形態を説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
第１実施形態による磁気ディスクについて図１乃至図５（ｃ）を参照して説明する。本実施形態の磁気ディスクは、磁性体加工型のビットパターンド磁気記録媒体であり、例えば、図１に示すように、４個のデータ領域ｄ１〜ｄ４と、これらデータ領域ｄ１〜ｄ４の間に設けられたサーボ領域ｓ１〜ｓ４とを備えている。図１は第１実施形態による磁気ディスクの一具体例の上面図である。各データ領域は同心円状の複数のトラックｔｒを有している。すなわち、各トラックｔｒは円周上に延在している。なお、図１においては、位置制御のためのサーボパターンが配されたサーボ領域ｓ１〜ｓ４はアームの軌跡に沿った弧状に形成される。サーボパターンは、同期のためのプリアンブル部、サーボアドレスが記述されたアドレス部、位置制御のためのバースト部などの領域を含んでいる。なお、サーボ領域は、一般に回転数一定の下でその通過時間が一定になるようにサーボパターンの円周方向幅は半径に比例して増加する。また、図１に示すように、磁気ディスクは、その中心部に穴が設けられたドーナツ形状となっている。
【００１１】
次に、このような磁気ディスクの製造方法を説明する。なお、磁気ディスクの製造の際には電子線描画が用いられる。図２（ａ）乃至図４（ｆ）は、本実施形態の磁気ディスクの製造工程を説明する断面図である。
【００１２】
まず、基板２上に感光性樹脂（以下、レジストという）４を塗布する（図２（ａ）参照）。レジスト４は図２（ｂ）に示されるように電子線描画装置１を用いて電子線により露光される。このとき、後の工程で自己組織化材料のドットの配列を制御するために用いるポストパターンおよびガイドパターンの潜像を形成する。電子線描画装置はステージを１水平方向に移動させる移動機構とステージを回転させる回転機構とを有する方式の電子線描画装置を用いることドーナツ形状の磁気ディスクのパターンを形成する上で好ましい。自己組織化材料を用いる場合にはその配列を制御するためのガイド溝やポストパターンを電子線描画によって形成することができる。
【００１３】
その後、レジスト４を、現像液によって現像し、レジスト原盤となるレジストパターン４ａを形成する（図２（ｃ）参照）。ここで、形成されたレジストパターン４ａのプリアンブル部は、例えば図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示すようになる。図５（ａ）乃至図５（ｃ）は、レジストパターン４ａのプリアンブル部の上面図であり、図５（ａ）は内周部分を示し、図５（ｂ）は中周部分を示し、図５（ｃ）は外周部分を示す。ガイドパターン３０はデータ領域の各トラックが延在する方向（周方向またはトラック長手方向）と交差する方向に延在している。図５（ａ）乃至図５（ｃ）からわかるように、それぞれの周部分では、ガイドパターン３０に挟まれた領域に複数のポストパターン３２が形成されている。これらのポストパターン３２は、ガイドライン３０のエッジ３０ａの延在する方向に沿って、規則的に配置されている。そして、隣接するガイドパターン３０の対向するエッジの一方からポストパターン３２までの距離ｄは、いずれの半径位置のポストパターンでも等しくなるよう、電子線描画工程において一定のタイミングでブランキングを行う。なお、このとき、隣接するガイドパターンの一方のガイドパターン３０のエッジからポストパターン３２までの距離が一定であれば、他方のガイドパターン３０のエッジからの距離や形状は問わない。また、隣接するガイドパターン３０間の領域に形成されるポストパターン３２は図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示すように内周〜外周まですべて1列に配置された構成であってもよい。また、内周部分の一部にはポストパターン３２が無い範囲があってもよい。また、ポストパターン３２が複数列に配置されていてもよい。
【００１４】
なお、上記製造工程では、ポジ型レジストを使用した場合を記載しているが、ネガ型のレジストを用いて電子線の照射部と非照射部を反対にしたり、後の工程でパターンを反転させても構わない。なお、レジスト４を現像する前にポストベーク工程を行っても良く、現像後さらにリンス液による処理を行っても構わない。
【００１５】
次に、レジスト原盤のレジストパターン４ａをマスクとして基板２をエッチングすることにより、ガイドパターン原盤２ａを形成する。このとき、基板２はパターンを転写するために適当なエッチングレートを有する複数の膜が形成されていて、それらの膜にレジストパターン４ａを基に、パターンを転写していく工程が含まれていても良い。エッチングマスクとして用いたレジストパターン４ａの残部を酸素ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）処理等により除去した後、ガイドパターン原盤２ａ上にスパッタ処理によりＮｉ導電層３を形成する（図２（ｄ）参照）。この導電層３を基に電鋳することにより、ガイドパターン原盤２ａと凹凸が反転したＮｉのファザースタンパ５を形成する（図２（ｅ）参照、導電層３はスタンパ５の一部となる。）。
【００１６】
続いて、ファザースタンパ５からガイドパターン原盤２ａを剥離した後、ファザースタンパ５を複製電鋳することによりガイドパターン原盤２ａと凹凸が同じＮｉのマザースタンパ６を得る（図２（ｆ）参照）。
【００１７】
次に、マザースタンパ６からファザースタンパ５を剥離した後、マザースタンパ６を射出成形することにより樹脂スタンパ８を形成する（図３（ａ）参照）。
【００１８】
次に、上面に２Ｐ(Photo Polymer)材料層９が塗布されたＳｉ基板１０を用意する。樹脂スタンパ８からマザースタンパ６を剥離した後、２Ｐ材料層９上に樹脂スタンパ８を用いてＵＶ（Ultra Violet)インプリントする（図３（ｂ）参照）。インプリントで押された部分のＳｉ基板１０上に残置された２Ｐ材料を酸素ＲＩＥ処理することにより、Ｓｉ基板１０の表面を露出させる。これにより、２Ｐパターン９ａを得る（図３（ｃ）参照）。
【００１９】
続いて、２Ｐパターン９ａの凹部にジブロックコポリマー溶液を塗布し、アニールすることによって自己組織化させる（図３（ｄ）参照）。そして、ドット状に凝集したエッチングレートが高い第１の成分と、そのドットを被覆するエッチングレートが低い第２の成分および２Ｐパターン９ａとのエッチングレート差を用いて、ドットが形成された部分のパターン９ｂを残すように酸素ＲＩＥ処理を行う（図３（ｅ））。その後、パターン９ｂをマスクとしてＳｉ基板１０にＣＦ４や酸素ＲＩＥ処理を行ってＳｉ基板１０を加工する。パターン９ｂを除去することにより、Ｓｉ基板１０はＳｉマスターモールド１０ａになる（図３（ｆ））。なお、ここでＳｉ基板１０の表面にはパターンを転写するために適当なエッチングレートを有する複数の膜が形成されていて、それらの膜に自己組織化したドットパターン９ｂを基にパターンを転写していく工程が含まれていても良い。
【００２０】
次に、Ｓｉマスターモールド１０ａの表面に導電膜を形成し、Ｎｉ電鋳することによりＮｉのファザースタンパ１１を形成する（図４（ａ））。続いて、Ｓｉマスターモールド１０ａをファザースタンパ１１から剥離した後、ファザースタンパ１１を複製電鋳することによりＮｉのマザースタンパ１２を得る（図４（ｂ））。
【００２１】
次に、マザースタンパ１２を射出成形することにより樹脂スタンパ１３を形成する（図４（ｃ））。
【００２２】
次に、基板１６の上面に磁性層１５が成膜された磁気ディスク基板１７を用意し、この磁性層１５上に２Ｐ材料１４を塗布する。そして樹脂スタンパ１３を用いて、２Ｐ材料１４にＵＶインプリントすることにより、２Ｐパターン１４ａを形成する（図４（ｄ））。続いて、樹脂スタンパ１３を剥離した後、形成された２Ｐパターン１４ａをマスクとして磁性層１５をイオンミリング加工する。これにより、磁性層１５に磁性パターン１５ａが形成された磁気ディスク基板１７ａを得る（図４（ｅ）、４（ｆ））。なお、形成された磁性パターン１５ａ上には保護膜が塗布されても良いし、溝等の凹の部分を非磁性材料で埋め込む工程を有していても構わない。
【００２３】
本実施形態においてパターンを形成する基板２の形状は、特に限定されるものではないが、円盤形状のもの、例えばシリコンウエハーなどが好ましい。ここで、円盤にノッチやオリフラがあっても構わない。他に基板としては、ガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、化合物半導体基板などを用いることができる。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどが挙げられる。セラミック基板としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることができる。化合物半導体基板としては、ＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓなどが挙げられる。
【００２４】
磁気ディスク１７ａの形状はその方式上、円盤形状、特にドーナツ型形状が好ましいが、そのサイズは方式上、特に限定されるものではない。しかしながら、電子線による描画時間が過剰なものにならないよう３．５インチ以下であることが望ましい。さらにインプリント時に用いるプレス能力が過大なものにならないために、２．５インチ以下であることが望ましい。また、磁気ディスクとして使用される面が片面であっても両面であっても構わない。
【００２５】
磁気ディスクの内部は、輪切り状の同心円状のトラックに区分され、そのトラックが一定角度毎に区切られたセクタを有している。そして、磁気ディスクはスピンドルモータに取り付けられて回転され、ヘッドにより各種のデジタルデータが記録、再生される。そのため円周方向にユーザーデータトラックが配される一方、位置制御のためのサーボマークが各トラックを跨ぐ方向に配される。サーボマークの中にはプリアンブル部、トラックまたはセクタ番号情報が書きこまれたアドレス部、トラックに対するヘッドの相対位置検出のためのバースト部などの領域を含む。また、これらの領域に加えてギャップ部を含んでいることもある。
【００２６】
トラックピッチは記録密度向上の観点からより狭いものが要求される。
【００２７】
また、露光される感光性樹脂膜の感度は通常面内で均一であるから、電子線描画装置のステージは線速度を一定に保ちながら回転することが望ましい。そして、電子線描画装置のステージと電子ビームを走査する光学系とそれらを動作させる信号については、少なくとも、ブランキングさせる地点とその信号と半径方向および回転方向の移動制御のステージ動作信号とが同期していることが必要である。
【００２８】
なお、本実施形態による磁気ディスクの製造に用いられるスタンパの形状は円盤形状であっても、ドーナツ型形状であっても、その他の形状であっても構わない。スタンパの厚みは０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが望ましい。あまり薄いと強度が得られないこととなるし、必要以上に厚いと電鋳に時間を要することとなったり、膜厚差が大きくなったりするからである。スタンパのサイズは媒体より大きいことが好ましいが、そのサイズは特に限定されるものではない。
【００２９】
（第２実施形態）
第２実施形態による磁気記録再生装置を図６に示す。図６に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ４に装着され、駆動装置制御部（図示せず）からの制御信号に応答するモータ（図示せず）により矢印Ａの方向に回転する。本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を備えたものとしても良い。
【００３０】
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、サスペンション１５４による押付け圧力とヘッドスライダの媒体対向面（ＡＢＳともいう）で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダの媒体対向面は、記録用媒体ディスク１８０の表面から所定の浮上量をもって保持される。
【００３１】
サスペンション１５４は、駆動コイル（図示せず）を保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた駆動コイル（図示せず）と、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから構成することができる。
【００３２】
アクチュエータアーム１５５は、軸受部１５７の上下２箇所に設けられたボールベアリング（図示せず）によって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッドを記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動できる。
【００３３】
図７は、本実施形態に係る磁気記録装置の一部の構成を例示しており、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリ１６０をディスク側から眺めた拡大斜視図である。図７に示すように、磁気ヘッドアセンブリ１６０は、軸受部１５７と、この軸受部１５７から延出したヘッドジンバルアセンブリ（以下、ＨＧＡと称する）１５８と、軸受部１５７からＨＧＡと反対方向に延出しているとともにボイスコイルモータのコイル１４７を支持した支持フレーム１４６を有している。ＨＧＡは、軸受部１５７から延出したアクチュエータアーム１５５と、アクチュエータアーム１５５から延出したサスペンション１５４と、を有する。
【００３４】
サスペンション１５４の先端には、磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ１５３が取り付けられている。すなわち、本実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ１６０は、磁気ヘッドと、磁気ヘッドを一端に搭載するサスペンション１５４と、サスペンション１５４の他端に接続されたアクチュエータアーム１５５と、を備えている。
【００３５】
サスペンション１５４は信号の書き込み及び読み取り用のリード線（図示しない）を有し、このリード線とヘッドスライダ１５３に組み込まれた磁気記録ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。また、図示しない電極パッドが、磁気ヘッドアセンブリ１６０に設けられる。
【００３６】
そして、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う、図示しない信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、例えば、図６に示した磁気記録装置１５０の図面中の背面側に設けられる。信号処理部１９０の入出力線は、電極パッドに接続され、磁気記録ヘッドと電気的に結合される。
【実施例】
【００３７】
以下に、実施例について説明する。
【００３８】
実施例による磁気ディスクについて図２（ａ）乃至図５（ｃ）、および図８を参照して説明する。
【００３９】
この実施例の磁気ディスクの製造には、電子線描画装置を用いる。この電子線描画装置は、電子銃と、コンデンサレンズと、対物レンズと、ブランキング電極および偏向器を備えたＺｒＯ／Ｗ熱電界放射型の電子銃エミッターと、を有している。電子線の加速電圧は１００ｋＶである。
【００４０】
一方、ポジ型電子線レジストをアニソールで希釈し、０．２μｍのメンブランフィルタでろ過する。続いて、ＨＭＤＳ処理した６インチのシリコンウエハーである基板２に、ろ過したレジストをスピンコートする。その後、基板２を２００℃で３分間プリベークする。これにより、基板２上に膜厚が０．０４μｍのレジスト４が形成される（図２（ａ）参照）。
【００４１】
この基板２を上記電子線描画装置のステージの所定位置に搬送し、真空のもと、以下の条件の同心円型パターンを得るべく露光を行った（図２（ｂ）参照）。
露光部分半径：１４ｍｍ〜２８ｍｍ
セクタ数／トラック：２００
プリアンブルパターン数／セクタ：１００
プリアンブルラインの円周方向幅：５０ｎｍ（内周）〜１００ｎｍ（外周）
１回転毎の送り量：５ｎｍ
線速度：１ｍ／ｓ（一定）
【００４２】
ここで1回転する間に徐々に増加しながら偏向強度を強めて同心円を描いた。なお、プリアンブルパターンの形成には、一般に内周では、４０ｎｓｅｃ電子線を照射し、６０ｎｓｅｃ照射しないという繰り返しを行った。また、外周においては、８５ｎｓｅｃ電子線を照射し、１１５ｎｓｅｃ照射しないという繰り返しを行った。しかしながら、後に自己組織化材料を整列させる際に位置制御するためのポストパターンを形成するために、１４周回につき３周は、上述の場合と異なる照射パターンで電子線を照射した。この照射パターンは、電子線を照射２５ｎｓｅｃ照射後、４０ｎｓｅｃ照射しない時間を設け、その後は照射するというパターンである。このようにして電子線を照射することにより、レジスト４にポストパターン３２およびガイドパターン３０の潜像を形成する。その後、レジスト４を、現像液によって現像し、レジスト原盤となるレジストパターン４ａを形成する（図２（ｃ）参照）。ここで、形成されたレジストパターン４ａのプリアンブル部の上面図を図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示し、断面図を図２（ｃ）に示す。それぞれの周部分では、ガイドパターン３０に挟まれた領域に複数のポストパターン３２が形成される。そして、隣接するガイドパターン３０の対向するエッジの一方からポストパターン３２までの距離ｄは、いずれの半径値でも等しくなる、すなわちいずれの周でも等しくなる。
【００４３】
次に、レジスト原盤のレジストパターン４ａをマスクとしてエッチングを行うにことより、ガイドパターン原盤２ａを形成した（図２（ｄ）参照）。
【００４４】
ガイドパターン原盤２ａ上にＮｉをスパッタして導電膜３を形成し、それを基にＮｉ電鋳工程を経て、ガイドパターン原盤２ａと凹凸が反転したＮｉのファザースタンパ５を得た（図２（ｅ）参照）。スパッタはアルゴンガスを導入して圧力が１Ｐａに調整されたチャンバー内で４００ＷのＤＣパワーをかけて２０秒間スパッタリングさせることにより行った。また、電鋳はスルファミン酸ニッケルメッキ液を使用し、９０分間電鋳した（図２（ｅ）参照）。電鋳膜５の厚さは３００μｍであった。なお、電鋳浴条件は次の通りである。
スルファミン酸ニッケル：６００ｇ／Ｌ
ホウ酸：４０ｇ／Ｌ
界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）：０.１５ｇ／Ｌ
液の温度：５５℃
ＰＨ：４.０
電流密度：２０Ａ／ｄｍ２
【００４５】
この後、レジスト残渣を酸素プラズマアッシング法で除去した。酸素プラズマアッシングは酸素ガスを１００ｍｌ/ｍｉｎで導入し圧力が４Ｐａの真空に調整されたチャンバー内において、１００Ｗで２０分間プラズマアッシングを行い（図示せず）、Ｎｉのファザースタンパ５を得た。
【００４６】
その後、さらにファザースタンパ５を複製電鋳することによりガイドパターン原盤２ａと凹凸同じＮｉのマザースタンパ６を得た（図２（ｆ）参照）。
【００４７】
次に、マザースタンパ６を射出成形することにより樹脂スタンパ８を得た（図３（ａ）参照）。
【００４８】
次に樹脂スタンパ８を用いてＳｉ基板１０上に塗布されたアクリル系２Ｐ材料９にＵＶ照射を伴うインプリントを行い（図３（ｂ）参照）、その後残渣２Ｐ材料を酸素ＲＩＥでエッチングすることにより、２Ｐパターン９ａを得た（図３（ｃ）参照）。
【００４９】
さらに２Ｐパターン９ａの凹部にＰＳ−ＰＤＭＳ（ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー溶液を塗布する。そして、アニールすることによって自己組織化させる（図３（ｄ）参照）。
【００５０】
そして、ドット状に凝集したエッチングレートが高い第１の成分と、そのドットを被覆するエッチングレートが低い第２の成分および２Ｐパターン９ａとのエッチングレート差を用いて、ドットが形成された部分のパターン９ｂを残すように酸素ＲＩＥ処理を行う（図３（ｅ））。その後、パターン９ｂをマスクとしてＳｉ基板１０にＣＦ４や酸素ＲＩＥ処理を行ってＳｉ基板１０を加工する。パターン９ｂを除去することにより、Ｓｉ基板１０はＳｉマスターモールド１０ａになる（図３（ｆ））。このとき形成されるドットは図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示すように、プリアンブル部のガイドライン３０のエッジ３０ａの一辺に沿うように形成される。これは、ポストパターンが隣接するガイドライン３０間の領域に、ガイドライン３０の延在する方向、すなわち、ガイドライン３０のエッジ３０ａの延在する方向に沿って、ポストパターン３２が７０ｎｍピッチで規則的に配置されているためである。ドットのピッチは３５ｎｍであった。また、ガイドライン３０から各ドット２２の中心までの距離は約１９ｎｍで、その標準偏差は１ｎｍ以下であった。なお、ドット２２の径はポストパターン３２の上半円部の径（ポストパターンが円形の場合はその径）よりも大きい。これは、ポストパターン３２のサイズがドット２２のサイズ以上となると、ポストパターン３２がドットを束縛することが困難となり、非磁性領域が増大するためである。本実施例におけるドット２２の直径は３０ｎｍであったのに対し、ポストパターン３２の上半円部の直径は２５ｎｍであった。また、ポストパターン３２のピッチ、すなわちエッジ３０ａの延在する方向において隣接するポストパターン間の距離は、ドット２２のピッチの２倍以上かつ８倍以下であることが好ましい。２倍未満のピッチであるとそもそもリソグラフィによるポストパターンの形成が困難であるとともに、ポストパターンの位置や大きさのばらつきによって自己組織化ドットの配列を乱れが起こり易く、あまりにポストパターン間の距離がドットピッチに対して広いと本来の目的である自己組織化ドットの配列位置制御が困難となるからである。また、ポストパターン３２は非磁性体で構成されていてもよい。そして、この非磁性体は、ガラス、ＳｉＯ２、ＳＯＧ(Spin On Glass)、Ｃのいずれかであってもよい。なお、図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、プリアンブル部の上面図であり、図８（ａ）は内周部を示し、図８（ｂ）は中周部を示し、図８（ｃ）は外周部を示す。
【００５１】
さらにＳｉマスターモールド１０ａの表面に導電膜を形成し、Ｎｉ電鋳することによりＮｉのファザースタンパ１１を得た（図４（ａ）参照）。その後、ファザースタンパ１１を複製電鋳することによりＮｉのマザースタンパ１２を得た（図４（ｂ）参照）。
【００５２】
次に、マザースタンパ１２を射出成形することにより樹脂スタンパ１３を得た（図４（ｃ）参照）。
【００５３】
上面に磁性層１５が成膜された磁気ディスク基板１７を用意する。そして、磁性層１５上にアクリル系２Ｐ材料１４を塗布する、続いて、樹脂スタンパ１３を用いてアクリル系２Ｐ材料１４にＵＶ照射を伴うインプリントを行う（図４（ｄ）参照）。これにより、２Ｐ材料１４に２Ｐパターン１４ａが形成される。形成された２Ｐパターン１４ａをマスクとして磁性層１５をイオンミリング加工する。これにより、磁性パターン１５ａが形成された磁気ディスク１７ａが得られた（図４（ｅ）、（ｆ）参照）。なお、磁性体パターン１５ａ上には保護膜（図示せず）を塗布した。上述の説明からわかるように、磁性パターン１５ａは、図８（ａ）、８（ｂ）、８（ｃ）に示すように、ドット２２およびポストパターン３２に対応するドットおよびポストパターンを有することになる。
【００５４】
次に、このように形成された磁気ディスク１６ａを図６に示すように磁気記録再生装置に組み込み、プリアンブル信号をリード幅７５ｎｍの磁気ヘッドで、半径２０ｍｍにおいて読み取ったところ、図９（ａ）に示すような、信号波形の形状が一定で、タイミングおよび信号強度ピークやそのピーク位置が均一な信号が得られた。
【００５５】
また、プリアンブル部の他に、円周方向対して２種の角度成分からなるストライプ状の位相差型のバースト部にも図８（ａ）、８（ｂ）、８（ｃ）に示すドット２２およびポストパターン３２に対応するドットおよびポストパターンを有する磁性パターンを形成した磁気ディスクを形成する。そして、この磁気ディスクを磁気記録再生装置に組み込み、バースト部からの位相差型のサーボ信号を読み取った。この位相差型のサーボ信号からも良好に位置情報（位相信号）を得ることができた。
【００５６】
（比較例）
実施例と同様に、但しプリアンブルパターンにおける電子線描画は１４周回のうち３周を特別な照射時間にすることなく、つまり、ポストパターンを設けないように描画して、レジスト４にガイドパターン３０の潜像を形成する。その後、レジスト４を、現像液によって現像し、レジスト原盤となるレジストパターンを形成する（図２（ｃ）参照）。これ以降は、実施例と同じ工程を用いて、比較例の磁気ディスクを形成する。なお、磁性体パターン上には実施例と同様に、保護膜を塗布した。
【００５７】
この比較例の磁気ディスクのプリアンブル部の上面図を図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）に示す。図１０（ａ）は内周部分を示し、図１０（ｂ）は中周部分を示し、図１０（ｃ）は外周部分を示す。この比較例の磁気ディスクのプリアンブル部の内周部分および外周部分においては、実施例の場合と異なり、ドット２２は、プリアンブル部のガイドライン３０のエッジ３０ａの一辺に沿うように形成されていなかった。
【００５８】
さらに比較例の磁気ディスクを図６に示す磁気記録再生装置に組み込み、プリアンブル信号をリード幅７５ｎｍのヘッドで、半径２０ｍｍにおいて読み取った。すると、図９（ｂ）に示すように、各パターンから得られる信号波形の形状が一定でなく、信号強度ピークやそのピーク位置が不均一な信号が検出された。そのためタイミングも良好に取得できず、プリアンブルとしての同期信号を得ることができなかった。
【００５９】
第１実施形態および実施例では、主にプリアンブル部について述べたが、位相差型のバーストに適用しても構わないし、ＡＢＣＤ型のバーストに適用しても構わない。また、クロストラック方向のパターンに適用しても、ダウントラック方向のパターンに適用しても構わない。自己組織化材料はＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳの他、ＰＳ‐ｂ‐ＰＭＭＡ（ポリスチレン‐ブロック‐ポリメチルメタクリレート）やＰＳ‐ｂ‐ＰＥＯ（ポリスチレン‐ブロック‐ポリエチレンオキシド）などを用いても良い。自己組織化材料を整列させるために設けたポストパターンは、ケミカルに形成され、そこにトラップされた自己組織化材料ドット自体が他の自己組織化材料を整列させるために働くようにしても良い。また、ポストパターンの大きさは半径位置やパターン種によって変えても構わない。
【００６０】
以上説明したように、第１および第２実施形態ならびに実施例によれば、プリアンブルパターンでの同期取得または位相差型のバーストにおける位相差検出が良好に行えるビットパターンドメディア型の磁気ディスクを得ることができる。また、このような磁気ディスクを搭載した磁気記録再生装置を得ることができる。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１ 電子線描画装置の電子線放出部
２ 基板
２ａ ガイドパターン原盤
３ 導電層
４ レジスト（感光性樹脂）
４ａ レジストパターン
５ ファザースタンパ
６ マザースタンパ
８ 樹脂スタンパ
９ ２Ｐ材料層
９ａ ２Ｐパターン
９ｂ ドットパターン
１０ Ｓｉ基板
１０ａ Ｓｉマスターモールド
１１ Ｎｉファザースタンパ
１２ Ｎｉマザースタンパ
１３ 樹脂スタンパ
１４ ２Ｐ材料
１４ａ ２Ｐパターン
１５ 磁性層
１６ 磁気ディスク基板
１７ 磁気ディスク基板
１７ａ 磁気ディスク
２２ ドット
３０ ガイド
３０ａ ガイドのエッジ
３２ ポストパターン
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気ディスクおよび磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク（ハードディスクとも言う）の高密度化に対する技術潮流のなかで、磁気信号を発する磁性部領域が非磁性部によって区分けされたいわゆるディスクリートトラック型の媒体構造が提案されている。さらに、データトラック部が円周方向の溝のみならずデータビット毎に区切られたビットパターンドメディアも提案されている。また、ブロックコポリマーの自己組織化性質を用いてドットを形成しこれらドットを加工することによって得る方法も提案されている。しかし、ドットが整然と配列するように制御することは特に広いエリアの場合、困難と考えられる。この問題を解決する方法としてガイドドットを用いる方法や電子線描画によって各ドットパターンまで形成する方法が提案されている。
【０００３】
自己組織化材料を用いる場合、個々のビットパターンは予め電子線描画工程やその後の工程により基板面に形成されたガイドパターン内に自己組織化能を有するジブロックコポリマー溶液を塗布し、アニール処理することによりドット状に凝集する第１の成分とそのドットを被覆する第２の成分とにミクロ層分離を起こさせ、各ドットが自己組織化して理想的には六方晶状に整列させる。その後、第１の成分と第２の成分のエッチング特性差（エッチングレート差）を用いて、第１の成分または第２の成分のいずれかをマスクとして基板加工することにより形成することができる。ここで、自己組織化材料の配列を制御するために基板上にドットの配列を制御する位置制御領域と、ドットが自己組織的に配列する自由拡散領域とが設けられていることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７９８２７号公報
【特許文献２】特開２００１−１８９０１４号公報
【特許文献３】特許第３５７６０５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように自己組織化材料が自己組織的に配列する範囲はガイド溝乃至位置制御領域を設けておくことによって一定の範囲で制御することが可能である。しかしながら、磁気ディスクにおいては半径位置によって円周方向の幅が異なるので、円周方向の幅の中に入ることができる自己組織化材料のドットの数が半径によって異なることになる。このように、円周方向に異なる幅のガイドパターン内では必然的に自己組織化材料の配列が一様でなくなってしまう部分が生じてしまう。このような不均一に並んだ自己組織化材料のドットを基に形成されたプリアンブル信号やバースト信号がタイミング的に不均一となり、プリアンブル部における同期信号取得や位相差型のバースト部における位相差検出などが困難となってしまう。
【０００６】
本実施形態は、プリアンブルパターンでの同期取得または位相差型のバーストにおける位相差検出が良好に行えるビットパターンドメディア型の磁気ディスクおよびその磁気ディスクを搭載した磁気記録再生装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態による磁気ディスクは、複数のデータ領域であって各データ領域が、周方向に延在するようにそれぞれが配列された複数のトラックを有する、複数のデータ領域と、前記複数のデータ領域の間に半径方向に延在するように設けられたサーボ領域であって、それぞれが前記半径方向に延在する複数のガイドパターンと、隣接する前記ガイドパターン間に設けられ前記半径方向に沿って配列されたポストパターンと、前記隣接するガイドパターンの少なくとも一方の側に前記半径方向に沿って配列された少なくとも１列の複数のドットと、を有するサーボ領域と、を備えていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態による磁気ディスクの一具体例の上面図である。
【図２】図２（ａ）乃至図２（ｆ）は、第１実施形態の磁気ディスクの製造工程を説明する断面図。
【図３】図３（ａ）乃至図３（ｆ）は、第１実施形態の磁気ディスクの製造工程を説明する断面図。
【図４】図４（ａ）乃至図４（ｆ）は、第１実施形態の磁気ディスクの製造工程を説明する断面図。
【図５】図５（ａ）乃至図５（ｃ）は、レジストパターンのプリアンブル部の上面図。
【図６】第２実施形態による磁気記録再生装置を示す斜視図。
【図７】第２実施形態に係る磁気記録装置のアクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図。
【図８】図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、実施例の磁気ディスクのプリアンブル部の上面図。
【図９】図９（ａ）は実施例の磁気ディスクの再生信号を示す波形図、図９（ｂ）は比較例の磁気ディスクの再生信号を示す波形図。
【図１０】図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）は、比較例の磁気ディスクのプリアンブル部の上面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して実施形態を説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
第１実施形態による磁気ディスクについて図１乃至図５（ｃ）を参照して説明する。本実施形態の磁気ディスクは、磁性体加工型のビットパターンド磁気記録媒体であり、例えば、図１に示すように、４個のデータ領域ｄ１〜ｄ４と、これらデータ領域ｄ１〜ｄ４の間に設けられたサーボ領域ｓ１〜ｓ４とを備えている。図１は第１実施形態による磁気ディスクの一具体例の上面図である。各データ領域は同心円状の複数のトラックｔｒを有している。すなわち、各トラックｔｒは円周上に延在している。なお、図１においては、位置制御のためのサーボパターンが配されたサーボ領域ｓ１〜ｓ４はアームの軌跡に沿った弧状に形成される。サーボパターンは、同期のためのプリアンブル部、サーボアドレスが記述されたアドレス部、位置制御のためのバースト部などの領域を含んでいる。なお、サーボ領域は、一般に回転数一定の下でその通過時間が一定になるようにサーボパターンの円周方向幅は半径に比例して増加する。また、図１に示すように、磁気ディスクは、その中心部に穴が設けられたドーナツ形状となっている。
【００１１】
次に、このような磁気ディスクの製造方法を説明する。なお、磁気ディスクの製造の際には電子線描画が用いられる。図２（ａ）乃至図４（ｆ）は、本実施形態の磁気ディスクの製造工程を説明する断面図である。
【００１２】
まず、基板２上に感光性樹脂（以下、レジストという）４を塗布する（図２（ａ）参照）。レジスト４は図２（ｂ）に示されるように電子線描画装置１を用いて電子線により露光される。このとき、後の工程で自己組織化材料のドットの配列を制御するために用いるポストパターンおよびガイドパターンの潜像を形成する。電子線描画装置はステージを１水平方向に移動させる移動機構とステージを回転させる回転機構とを有する方式の電子線描画装置を用いることドーナツ形状の磁気ディスクのパターンを形成する上で好ましい。自己組織化材料を用いる場合にはその配列を制御するためのガイド溝やポストパターンを電子線描画によって形成することができる。
【００１３】
その後、レジスト４を、現像液によって現像し、レジスト原盤となるレジストパターン４ａを形成する（図２（ｃ）参照）。ここで、形成されたレジストパターン４ａのプリアンブル部は、例えば図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示すようになる。図５（ａ）乃至図５（ｃ）は、レジストパターン４ａのプリアンブル部の上面図であり、図５（ａ）は内周部分を示し、図５（ｂ）は中周部分を示し、図５（ｃ）は外周部分を示す。ガイドパターン３０はデータ領域の各トラックが延在する方向（周方向またはトラック長手方向）と交差する方向に延在している。図５（ａ）乃至図５（ｃ）からわかるように、それぞれの周部分では、ガイドパターン３０に挟まれた領域に複数のポストパターン３２が形成されている。これらのポストパターン３２は、ガイドライン３０のエッジ３０ａの延在する方向に沿って、規則的に配置されている。そして、隣接するガイドパターン３０の対向するエッジの一方からポストパターン３２までの距離ｄは、いずれの半径位置のポストパターンでも等しくなるよう、電子線描画工程において一定のタイミングでブランキングを行う。なお、このとき、隣接するガイドパターンの一方のガイドパターン３０のエッジからポストパターン３２までの距離が一定であれば、他方のガイドパターン３０のエッジからの距離や形状は問わない。また、隣接するガイドパターン３０間の領域に形成されるポストパターン３２は図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示すように内周〜外周まですべて1列に配置された構成であってもよい。また、内周部分の一部にはポストパターン３２が無い範囲があってもよい。また、ポストパターン３２が複数列に配置されていてもよい。
【００１４】
なお、上記製造工程では、ポジ型レジストを使用した場合を記載しているが、ネガ型のレジストを用いて電子線の照射部と非照射部を反対にしたり、後の工程でパターンを反転させても構わない。なお、レジスト４を現像する前にポストベーク工程を行っても良く、現像後さらにリンス液による処理を行っても構わない。
【００１５】
次に、レジスト原盤のレジストパターン４ａをマスクとして基板２をエッチングすることにより、ガイドパターン原盤２ａを形成する。このとき、基板２はパターンを転写するために適当なエッチングレートを有する複数の膜が形成されていて、それらの膜にレジストパターン４ａを基に、パターンを転写していく工程が含まれていても良い。エッチングマスクとして用いたレジストパターン４ａの残部を酸素ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）処理等により除去した後、ガイドパターン原盤２ａ上にスパッタ処理によりＮｉ導電層３を形成する（図２（ｄ）参照）。この導電層３を基に電鋳することにより、ガイドパターン原盤２ａと凹凸が反転したＮｉのファザースタンパ５を形成する（図２（ｅ）参照、導電層３はスタンパ５の一部となる。）。
【００１６】
続いて、ファザースタンパ５からガイドパターン原盤２ａを剥離した後、ファザースタンパ５を複製電鋳することによりガイドパターン原盤２ａと凹凸が同じＮｉのマザースタンパ６を得る（図２（ｆ）参照）。
【００１７】
次に、マザースタンパ６からファザースタンパ５を剥離した後、マザースタンパ６を射出成形することにより樹脂スタンパ８を形成する（図３（ａ）参照）。
【００１８】
次に、上面に２Ｐ(Photo Polymer)材料層９が塗布されたＳｉ基板１０を用意する。樹脂スタンパ８からマザースタンパ６を剥離した後、２Ｐ材料層９上に樹脂スタンパ８を用いてＵＶ（Ultra Violet)インプリントする（図３（ｂ）参照）。インプリントで押された部分のＳｉ基板１０上に残置された２Ｐ材料を酸素ＲＩＥ処理することにより、Ｓｉ基板１０の表面を露出させる。これにより、２Ｐパターン９ａを得る（図３（ｃ）参照）。
【００１９】
続いて、２Ｐパターン９ａの凹部にジブロックコポリマー溶液を塗布し、アニールすることによって自己組織化させる（図３（ｄ）参照）。そして、ドット状に凝集したエッチングレートが高い第１の成分と、そのドットを被覆するエッチングレートが低い第２の成分および２Ｐパターン９ａとのエッチングレート差を用いて、ドットが形成された部分のパターン９ｂを残すように酸素ＲＩＥ処理を行う（図３（ｅ））。その後、パターン９ｂをマスクとしてＳｉ基板１０にＣＦ４や酸素ＲＩＥ処理を行ってＳｉ基板１０を加工する。パターン９ｂを除去することにより、Ｓｉ基板１０はＳｉマスターモールド１０ａになる（図３（ｆ））。なお、ここでＳｉ基板１０の表面にはパターンを転写するために適当なエッチングレートを有する複数の膜が形成されていて、それらの膜に自己組織化したドットパターン９ｂを基にパターンを転写していく工程が含まれていても良い。
【００２０】
次に、Ｓｉマスターモールド１０ａの表面に導電膜を形成し、Ｎｉ電鋳することによりＮｉのファザースタンパ１１を形成する（図４（ａ））。続いて、Ｓｉマスターモールド１０ａをファザースタンパ１１から剥離した後、ファザースタンパ１１を複製電鋳することによりＮｉのマザースタンパ１２を得る（図４（ｂ））。
【００２１】
次に、マザースタンパ１２を射出成形することにより樹脂スタンパ１３を形成する（図４（ｃ））。
【００２２】
次に、基板１６の上面に磁性層１５が成膜された磁気ディスク基板１７を用意し、この磁性層１５上に２Ｐ材料１４を塗布する。そして樹脂スタンパ１３を用いて、２Ｐ材料１４にＵＶインプリントすることにより、２Ｐパターン１４ａを形成する（図４（ｄ））。続いて、樹脂スタンパ１３を剥離した後、形成された２Ｐパターン１４ａをマスクとして磁性層１５をイオンミリング加工する。これにより、磁性層１５に磁性パターン１５ａが形成された磁気ディスク基板１７ａを得る（図４（ｅ）、４（ｆ））。なお、形成された磁性パターン１５ａ上には保護膜が塗布されても良いし、溝等の凹の部分を非磁性材料で埋め込む工程を有していても構わない。
【００２３】
本実施形態においてパターンを形成する基板２の形状は、特に限定されるものではないが、円盤形状のもの、例えばシリコンウエハーなどが好ましい。ここで、円盤にノッチやオリフラがあっても構わない。他に基板としては、ガラス基板、Ａｌ系合金基板、セラミック基板、カーボン基板、化合物半導体基板などを用いることができる。ガラス基板には、アモルファスガラスまたは結晶化ガラスを用いることができる。アモルファスガラスとしては、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラスなどがある。結晶化ガラスとしては、リチウム系結晶化ガラスなどが挙げられる。セラミック基板としては、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、窒化珪素などを主成分とする焼結体や、これらの焼結体を繊維強化したものなどを用いることができる。化合物半導体基板としては、ＧａＡｓ，ＡｌＧａＡｓなどが挙げられる。
【００２４】
磁気ディスク１７ａの形状はその方式上、円盤形状、特にドーナツ型形状が好ましいが、そのサイズは方式上、特に限定されるものではない。しかしながら、電子線による描画時間が過剰なものにならないよう３．５インチ以下であることが望ましい。さらにインプリント時に用いるプレス能力が過大なものにならないために、２．５インチ以下であることが望ましい。また、磁気ディスクとして使用される面が片面であっても両面であっても構わない。
【００２５】
磁気ディスクの内部は、輪切り状の同心円状のトラックに区分され、そのトラックが一定角度毎に区切られたセクタを有している。そして、磁気ディスクはスピンドルモータに取り付けられて回転され、ヘッドにより各種のデジタルデータが記録、再生される。そのため円周方向にユーザーデータトラックが配される一方、位置制御のためのサーボマークが各トラックを跨ぐ方向に配される。サーボマークの中にはプリアンブル部、トラックまたはセクタ番号情報が書きこまれたアドレス部、トラックに対するヘッドの相対位置検出のためのバースト部などの領域を含む。また、これらの領域に加えてギャップ部を含んでいることもある。
【００２６】
トラックピッチは記録密度向上の観点からより狭いものが要求される。
【００２７】
また、露光される感光性樹脂膜の感度は通常面内で均一であるから、電子線描画装置のステージは線速度を一定に保ちながら回転することが望ましい。そして、電子線描画装置のステージと電子ビームを走査する光学系とそれらを動作させる信号については、少なくとも、ブランキングさせる地点とその信号と半径方向および回転方向の移動制御のステージ動作信号とが同期していることが必要である。
【００２８】
なお、本実施形態による磁気ディスクの製造に用いられるスタンパの形状は円盤形状であっても、ドーナツ型形状であっても、その他の形状であっても構わない。スタンパの厚みは０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが望ましい。あまり薄いと強度が得られないこととなるし、必要以上に厚いと電鋳に時間を要することとなったり、膜厚差が大きくなったりするからである。スタンパのサイズは媒体より大きいことが好ましいが、そのサイズは特に限定されるものではない。
【００２９】
（第２実施形態）
第２実施形態による磁気記録再生装置を図６に示す。図６に示すように、本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク１８０は、スピンドルモータ４に装着され、駆動装置制御部（図示せず）からの制御信号に応答するモータ（図示せず）により矢印Ａの方向に回転する。本実施形態に係る磁気記録再生装置１５０は、複数の記録用媒体ディスク１８０を備えたものとしても良い。
【００３０】
記録用媒体ディスク１８０が回転すると、サスペンション１５４による押付け圧力とヘッドスライダの媒体対向面（ＡＢＳともいう）で発生する圧力とがつりあい、ヘッドスライダの媒体対向面は、記録用媒体ディスク１８０の表面から所定の浮上量をもって保持される。
【００３１】
サスペンション１５４は、駆動コイル（図示せず）を保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータアーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビン部に巻き上げられた駆動コイル（図示せず）と、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石及び対向ヨークからなる磁気回路とから構成することができる。
【００３２】
アクチュエータアーム１５５は、軸受部１５７の上下２箇所に設けられたボールベアリング（図示せず）によって保持され、ボイスコイルモータ１５６により回転摺動が自在にできるようになっている。その結果、磁気記録ヘッドを記録用媒体ディスク１８０の任意の位置に移動できる。
【００３３】
図７は、本実施形態に係る磁気記録装置の一部の構成を例示しており、アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘッドアセンブリ１６０をディスク側から眺めた拡大斜視図である。図７に示すように、磁気ヘッドアセンブリ１６０は、軸受部１５７と、この軸受部１５７から延出したヘッドジンバルアセンブリ（以下、ＨＧＡと称する）１５８と、軸受部１５７からＨＧＡと反対方向に延出しているとともにボイスコイルモータのコイル１４７を支持した支持フレーム１４６を有している。ＨＧＡは、軸受部１５７から延出したアクチュエータアーム１５５と、アクチュエータアーム１５５から延出したサスペンション１５４と、を有する。
【００３４】
サスペンション１５４の先端には、磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ１５３が取り付けられている。すなわち、本実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリ１６０は、磁気ヘッドと、磁気ヘッドを一端に搭載するサスペンション１５４と、サスペンション１５４の他端に接続されたアクチュエータアーム１５５と、を備えている。
【００３５】
サスペンション１５４は信号の書き込み及び読み取り用のリード線（図示しない）を有し、このリード線とヘッドスライダ１５３に組み込まれた磁気記録ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。また、図示しない電極パッドが、磁気ヘッドアセンブリ１６０に設けられる。
【００３６】
そして、磁気記録ヘッドを用いて磁気記録媒体への信号の書き込みと読み出しを行う、図示しない信号処理部１９０が設けられる。信号処理部１９０は、例えば、図６に示した磁気記録装置１５０の図面中の背面側に設けられる。信号処理部１９０の入出力線は、電極パッドに接続され、磁気記録ヘッドと電気的に結合される。
【実施例】
【００３７】
以下に、実施例について説明する。
【００３８】
実施例による磁気ディスクについて図２（ａ）乃至図５（ｃ）、および図８を参照して説明する。
【００３９】
この実施例の磁気ディスクの製造には、電子線描画装置を用いる。この電子線描画装置は、電子銃と、コンデンサレンズと、対物レンズと、ブランキング電極および偏向器を備えたＺｒＯ／Ｗ熱電界放射型の電子銃エミッターと、を有している。電子線の加速電圧は１００ｋＶである。
【００４０】
一方、ポジ型電子線レジストをアニソールで希釈し、０．２μｍのメンブランフィルタでろ過する。続いて、ＨＭＤＳ処理した６インチのシリコンウエハーである基板２に、ろ過したレジストをスピンコートする。その後、基板２を２００℃で３分間プリベークする。これにより、基板２上に膜厚が０．０４μｍのレジスト４が形成される（図２（ａ）参照）。
【００４１】
この基板２を上記電子線描画装置のステージの所定位置に搬送し、真空のもと、以下の条件の同心円型パターンを得るべく露光を行った（図２（ｂ）参照）。
露光部分半径：１４ｍｍ〜２８ｍｍ
セクタ数／トラック：２００
プリアンブルパターン数／セクタ：１００
プリアンブルラインの円周方向幅：５０ｎｍ（内周）〜１００ｎｍ（外周）
１回転毎の送り量：５ｎｍ
線速度：１ｍ／ｓ（一定）
【００４２】
ここで1回転する間に徐々に増加しながら偏向強度を強めて同心円を描いた。なお、プリアンブルパターンの形成には、一般に内周では、４０ｎｓｅｃ電子線を照射し、６０ｎｓｅｃ照射しないという繰り返しを行った。また、外周においては、８５ｎｓｅｃ電子線を照射し、１１５ｎｓｅｃ照射しないという繰り返しを行った。しかしながら、後に自己組織化材料を整列させる際に位置制御するためのポストパターンを形成するために、１４周回につき３周は、上述の場合と異なる照射パターンで電子線を照射した。この照射パターンは、電子線を照射２５ｎｓｅｃ照射後、４０ｎｓｅｃ照射しない時間を設け、その後は照射するというパターンである。このようにして電子線を照射することにより、レジスト４にポストパターン３２およびガイドパターン３０の潜像を形成する。その後、レジスト４を、現像液によって現像し、レジスト原盤となるレジストパターン４ａを形成する（図２（ｃ）参照）。ここで、形成されたレジストパターン４ａのプリアンブル部の上面図を図５（ａ）乃至図５（ｃ）に示し、断面図を図２（ｃ）に示す。それぞれの周部分では、ガイドパターン３０に挟まれた領域に複数のポストパターン３２が形成される。そして、隣接するガイドパターン３０の対向するエッジの一方からポストパターン３２までの距離ｄは、いずれの半径値でも等しくなる、すなわちいずれの周でも等しくなる。
【００４３】
次に、レジスト原盤のレジストパターン４ａをマスクとしてエッチングを行うにことより、ガイドパターン原盤２ａを形成した（図２（ｄ）参照）。
【００４４】
ガイドパターン原盤２ａ上にＮｉをスパッタして導電膜３を形成し、それを基にＮｉ電鋳工程を経て、ガイドパターン原盤２ａと凹凸が反転したＮｉのファザースタンパ５を得た（図２（ｅ）参照）。スパッタはアルゴンガスを導入して圧力が１Ｐａに調整されたチャンバー内で４００ＷのＤＣパワーをかけて２０秒間スパッタリングさせることにより行った。また、電鋳はスルファミン酸ニッケルメッキ液を使用し、９０分間電鋳した（図２（ｅ）参照）。電鋳膜５の厚さは３００μｍであった。なお、電鋳浴条件は次の通りである。
スルファミン酸ニッケル：６００ｇ／Ｌ
ホウ酸：４０ｇ／Ｌ
界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）：０.１５ｇ／Ｌ
液の温度：５５℃
ＰＨ：４.０
電流密度：２０Ａ／ｄｍ２
【００４５】
この後、レジスト残渣を酸素プラズマアッシング法で除去した。酸素プラズマアッシングは酸素ガスを１００ｍｌ/ｍｉｎで導入し圧力が４Ｐａの真空に調整されたチャンバー内において、１００Ｗで２０分間プラズマアッシングを行い（図示せず）、Ｎｉのファザースタンパ５を得た。
【００４６】
その後、さらにファザースタンパ５を複製電鋳することによりガイドパターン原盤２ａと凹凸同じＮｉのマザースタンパ６を得た（図２（ｆ）参照）。
【００４７】
次に、マザースタンパ６を射出成形することにより樹脂スタンパ８を得た（図３（ａ）参照）。
【００４８】
次に樹脂スタンパ８を用いてＳｉ基板１０上に塗布されたアクリル系２Ｐ材料９にＵＶ照射を伴うインプリントを行い（図３（ｂ）参照）、その後残渣２Ｐ材料を酸素ＲＩＥでエッチングすることにより、２Ｐパターン９ａを得た（図３（ｃ）参照）。
【００４９】
さらに２Ｐパターン９ａの凹部にＰＳ−ＰＤＭＳ（ポリスチレン−ポリジメチルシロキサン）ジブロックコポリマー溶液を塗布する。そして、アニールすることによって自己組織化させる（図３（ｄ）参照）。
【００５０】
そして、ドット状に凝集したエッチングレートが高い第１の成分と、そのドットを被覆するエッチングレートが低い第２の成分および２Ｐパターン９ａとのエッチングレート差を用いて、ドットが形成された部分のパターン９ｂを残すように酸素ＲＩＥ処理を行う（図３（ｅ））。その後、パターン９ｂをマスクとしてＳｉ基板１０にＣＦ４や酸素ＲＩＥ処理を行ってＳｉ基板１０を加工する。パターン９ｂを除去することにより、Ｓｉ基板１０はＳｉマスターモールド１０ａになる（図３（ｆ））。このとき形成されるドットは図８（ａ）乃至図８（ｃ）に示すように、プリアンブル部のガイドライン３０のエッジ３０ａの一辺に沿うように形成される。これは、ポストパターンが隣接するガイドライン３０間の領域に、ガイドライン３０の延在する方向、すなわち、ガイドライン３０のエッジ３０ａの延在する方向に沿って、ポストパターン３２が７０ｎｍピッチで規則的に配置されているためである。ドットのピッチは３５ｎｍであった。また、ガイドライン３０から各ドット２２の中心までの距離は約１９ｎｍで、その標準偏差は１ｎｍ以下であった。なお、ドット２２の径はポストパターン３２の上半円部の径（ポストパターンが円形の場合はその径）よりも大きい。これは、ポストパターン３２のサイズがドット２２のサイズ以上となると、ポストパターン３２がドットを束縛することが困難となり、非磁性領域が増大するためである。本実施例におけるドット２２の直径は３０ｎｍであったのに対し、ポストパターン３２の上半円部の直径は２５ｎｍであった。また、ポストパターン３２のピッチ、すなわちエッジ３０ａの延在する方向において隣接するポストパターン間の距離は、ドット２２のピッチの２倍以上かつ８倍以下であることが好ましい。２倍未満のピッチであるとそもそもリソグラフィによるポストパターンの形成が困難であるとともに、ポストパターンの位置や大きさのばらつきによって自己組織化ドットの配列を乱れが起こり易く、あまりにポストパターン間の距離がドットピッチに対して広いと本来の目的である自己組織化ドットの配列位置制御が困難となるからである。また、ポストパターン３２は非磁性体で構成されていてもよい。そして、この非磁性体は、ガラス、ＳｉＯ２、ＳＯＧ(Spin On Glass)、Ｃのいずれかであってもよい。なお、図８（ａ）乃至図８（ｃ）は、プリアンブル部の上面図であり、図８（ａ）は内周部を示し、図８（ｂ）は中周部を示し、図８（ｃ）は外周部を示す。
【００５１】
さらにＳｉマスターモールド１０ａの表面に導電膜を形成し、Ｎｉ電鋳することによりＮｉのファザースタンパ１１を得た（図４（ａ）参照）。その後、ファザースタンパ１１を複製電鋳することによりＮｉのマザースタンパ１２を得た（図４（ｂ）参照）。
【００５２】
次に、マザースタンパ１２を射出成形することにより樹脂スタンパ１３を得た（図４（ｃ）参照）。
【００５３】
上面に磁性層１５が成膜された磁気ディスク基板１７を用意する。そして、磁性層１５上にアクリル系２Ｐ材料１４を塗布する、続いて、樹脂スタンパ１３を用いてアクリル系２Ｐ材料１４にＵＶ照射を伴うインプリントを行う（図４（ｄ）参照）。これにより、２Ｐ材料１４に２Ｐパターン１４ａが形成される。形成された２Ｐパターン１４ａをマスクとして磁性層１５をイオンミリング加工する。これにより、磁性パターン１５ａが形成された磁気ディスク１７ａが得られた（図４（ｅ）、（ｆ）参照）。なお、磁性体パターン１５ａ上には保護膜（図示せず）を塗布した。上述の説明からわかるように、磁性パターン１５ａは、図８（ａ）、８（ｂ）、８（ｃ）に示すように、ドット２２およびポストパターン３２に対応するドットおよびポストパターンを有することになる。
【００５４】
次に、このように形成された磁気ディスク１６ａを図６に示すように磁気記録再生装置に組み込み、プリアンブル信号をリード幅７５ｎｍの磁気ヘッドで、半径２０ｍｍにおいて読み取ったところ、図９（ａ）に示すような、信号波形の形状が一定で、タイミングおよび信号強度ピークやそのピーク位置が均一な信号が得られた。
【００５５】
また、プリアンブル部の他に、円周方向対して２種の角度成分からなるストライプ状の位相差型のバースト部にも図８（ａ）、８（ｂ）、８（ｃ）に示すドット２２およびポストパターン３２に対応するドットおよびポストパターンを有する磁性パターンを形成した磁気ディスクを形成する。そして、この磁気ディスクを磁気記録再生装置に組み込み、バースト部からの位相差型のサーボ信号を読み取った。この位相差型のサーボ信号からも良好に位置情報（位相信号）を得ることができた。
【００５６】
（比較例）
実施例と同様に、但しプリアンブルパターンにおける電子線描画は１４周回のうち３周を特別な照射時間にすることなく、つまり、ポストパターンを設けないように描画して、レジスト４にガイドパターン３０の潜像を形成する。その後、レジスト４を、現像液によって現像し、レジスト原盤となるレジストパターンを形成する（図２（ｃ）参照）。これ以降は、実施例と同じ工程を用いて、比較例の磁気ディスクを形成する。なお、磁性体パターン上には実施例と同様に、保護膜を塗布した。
【００５７】
この比較例の磁気ディスクのプリアンブル部の上面図を図１０（ａ）乃至図１０（ｃ）に示す。図１０（ａ）は内周部分を示し、図１０（ｂ）は中周部分を示し、図１０（ｃ）は外周部分を示す。この比較例の磁気ディスクのプリアンブル部の内周部分および外周部分においては、実施例の場合と異なり、ドット２２は、プリアンブル部のガイドライン３０のエッジ３０ａの一辺に沿うように形成されていなかった。
【００５８】
さらに比較例の磁気ディスクを図６に示す磁気記録再生装置に組み込み、プリアンブル信号をリード幅７５ｎｍのヘッドで、半径２０ｍｍにおいて読み取った。すると、図９（ｂ）に示すように、各パターンから得られる信号波形の形状が一定でなく、信号強度ピークやそのピーク位置が不均一な信号が検出された。そのためタイミングも良好に取得できず、プリアンブルとしての同期信号を得ることができなかった。
【００５９】
第１実施形態および実施例では、主にプリアンブル部について述べたが、位相差型のバーストに適用しても構わないし、ＡＢＣＤ型のバーストに適用しても構わない。また、クロストラック方向のパターンに適用しても、ダウントラック方向のパターンに適用しても構わない。自己組織化材料はＰＳ−ｂ−ＰＤＭＳの他、ＰＳ‐ｂ‐ＰＭＭＡ（ポリスチレン‐ブロック‐ポリメチルメタクリレート）やＰＳ‐ｂ‐ＰＥＯ（ポリスチレン‐ブロック‐ポリエチレンオキシド）などを用いても良い。自己組織化材料を整列させるために設けたポストパターンは、ケミカルに形成され、そこにトラップされた自己組織化材料ドット自体が他の自己組織化材料を整列させるために働くようにしても良い。また、ポストパターンの大きさは半径位置やパターン種によって変えても構わない。
【００６０】
以上説明したように、第１および第２実施形態ならびに実施例によれば、プリアンブルパターンでの同期取得または位相差型のバーストにおける位相差検出が良好に行えるビットパターンドメディア型の磁気ディスクを得ることができる。また、このような磁気ディスクを搭載した磁気記録再生装置を得ることができる。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６２】
１ 電子線描画装置の電子線放出部
２ 基板
２ａ ガイドパターン原盤
３ 導電層
４ レジスト（感光性樹脂）
４ａ レジストパターン
５ ファザースタンパ
６ マザースタンパ
８ 樹脂スタンパ
９ ２Ｐ材料層
９ａ ２Ｐパターン
９ｂ ドットパターン
１０ Ｓｉ基板
１０ａ Ｓｉマスターモールド
１１ Ｎｉファザースタンパ
１２ Ｎｉマザースタンパ
１３ 樹脂スタンパ
１４ ２Ｐ材料
１４ａ ２Ｐパターン
１５ 磁性層
１６ 磁気ディスク基板
１７ 磁気ディスク基板
１７ａ 磁気ディスク
２２ ドット
３０ ガイド
３０ａ ガイドのエッジ
３２ ポストパターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデータ領域であって各データ領域が、周方向に延在するようにそれぞれが配列された複数のトラックを有する、複数のデータ領域と、
前記複数のデータ領域の間に半径方向に延在するように設けられたサーボ領域であって、それぞれが前記半径方向に延在する複数のガイドパターンと、隣接する前記ガイドパターン間に設けられ前記半径方向に沿って配列されたポストパターンと、前記隣接するガイドパターンの少なくとも一方の側に前記半径方向に沿って配列された少なくとも１列の複数のドットと、を有するサーボ領域と、
を備えていることを特徴とする磁気ディスク。
【請求項２】
前記複数のドットが配列された側のガイドパターンから前記ポストパターンまでの距離は、ディスクの半径によらず一定であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。
【請求項３】
前記ドットのサイズは、前記ポストパターンのサイズよりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載の磁気ディスク。
【請求項４】
前記サーボ領域はプリアンブル部を有し、前記ガイドパターンおよび前記ポストパターンは前記プリアンブル部に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ディスク。
【請求項５】
前記サーボ領域はバースト部を有し、前記ガイドパターンおよび前記ポストパターンは前記バースト部に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ディスク。
【請求項６】
前記ポストパターンは非磁性体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気ディスク。
【請求項７】
前記非磁性体は、ガラス、ＳｉＯ２、ＳＯＧ、Ｃのいずれかであることを特徴とする請求項６記載の磁気ディスク。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気ディスクが搭載されたことを特徴とする磁気記録再生装置。
【請求項１】
複数のデータ領域であって各データ領域が、周方向に延在するようにそれぞれが配列された複数のトラックを有する、複数のデータ領域と、
前記複数のデータ領域の間に半径方向に延在するように設けられたサーボ領域であって、それぞれが前記半径方向に延在する複数のガイドパターンと、隣接する前記ガイドパターン間に設けられ前記半径方向に沿って配列されたポストパターンと、前記隣接するガイドパターンの少なくとも一方の側に前記半径方向に沿って配列された少なくとも１列の複数のドットと、を有するサーボ領域と、
を備えていることを特徴とする磁気ディスク。
【請求項２】
前記複数のドットが配列された側のガイドパターンから前記ポストパターンまでの距離は、ディスクの半径によらず一定であることを特徴とする請求項１記載の磁気ディスク。
【請求項３】
前記ドットのサイズは、前記ポストパターンのサイズよりも大きいことを特徴とする請求項１または２記載の磁気ディスク。
【請求項４】
前記サーボ領域はプリアンブル部を有し、前記ガイドパターンおよび前記ポストパターンは前記プリアンブル部に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ディスク。
【請求項５】
前記サーボ領域はバースト部を有し、前記ガイドパターンおよび前記ポストパターンは前記バースト部に形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ディスク。
【請求項６】
前記ポストパターンは非磁性体であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気ディスク。
【請求項７】
前記非磁性体は、ガラス、ＳｉＯ２、ＳＯＧ、Ｃのいずれかであることを特徴とする請求項６記載の磁気ディスク。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気ディスクが搭載されたことを特徴とする磁気記録再生装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７３６３３（Ｐ２０１３−７３６３３Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０９３９４（Ｐ２０１１−２０９３９４）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、経済産業省、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構委託研究「超高密度ナノビット磁気記録技術（グリーンＩＴプロジェクト）産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２３年度、経済産業省、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構委託研究「超高密度ナノビット磁気記録技術（グリーンＩＴプロジェクト）産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願」
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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