JP2000222725A - Pattern formation to disk-like recording medium, pattern forming device and disk-like recording medium - Google Patents
Pattern formation to disk-like recording medium, pattern forming device and disk-like recording mediumInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディスク状記録媒
体へのパターン形成方法およびパターン形成装置ならび
にディスク状記録媒体に関し、さらに詳細には、コンピ
ュータ周辺記憶装置に使用されるディスク状記録媒体へ
のパターンの形成方法、パターン形成装置およびディス
ク状記録媒体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method and a pattern forming apparatus for a disk-shaped recording medium and a disk-shaped recording medium, and more particularly, to a disk-shaped recording medium used for a computer peripheral storage device. The present invention relates to a pattern forming method, a pattern forming apparatus, and a disk-shaped recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】コンピュータの使用する記憶容量の増大
に伴って、磁気記録装置の記憶容量はますます大容量化
される傾向にある。面記録密度を向上するには、磁気ヘ
ッドから発生する信号磁界によって形成される磁気ディ
スク媒体の磁気記録層中の記録磁区列をいかに微細化で
きるかがポイントである。2. Description of the Related Art With the increase in the storage capacity used by computers, the storage capacity of magnetic recording devices tends to increase. The key to improving the areal recording density is how to reduce the size of the recording magnetic domain array in the magnetic recording layer of the magnetic disk medium formed by the signal magnetic field generated from the magnetic head.
【0003】記録磁区を微細化する上では、磁気記録層
に最近接する磁気ヘッドの先端部と磁気記録層との間隔
を狭くすること、磁気ヘッド先端部から空間的に発散す
る磁界によるにじみ(フリンジング)を極力低減するこ
となどが重要である。In miniaturizing the recording magnetic domain, the distance between the tip of the magnetic head closest to the magnetic recording layer and the magnetic recording layer must be reduced, and bleeding (fringe) due to the magnetic field spatially diverging from the tip of the magnetic head will occur. It is important to reduce as much as possible.
【0004】また、磁気記録層を含む磁気ディスク媒体
としては、低ノイズ化のため、薄膜の結晶微細化と低B
r化、そして結晶粒間の交換相互作用の低減が行われて
きた。On the other hand, as a magnetic disk medium including a magnetic recording layer, a thin film having a fine crystal and a low B
and the reduction of exchange interaction between crystal grains has been performed.
【0005】媒体の結晶粒・異方性エネルギーの分散の
制御、配向性の制御、交換結合の低減、そして磁化安定
構造の採用により、媒体ノイズを制御することによっ
て、磁化転移幅の低減化や記録にじみの低減を図った
り、記録磁区のサイドフリンジ低減を目的として互いに
隣接する記録トラック部間に非磁性の材料で作られたガ
ードバンド部材を具備した薄膜磁気ディスクの提案もな
されている(特開平9−7419号公報参照)。By controlling the medium noise by controlling the dispersion of the crystal grains and anisotropic energy of the medium, controlling the orientation, reducing the exchange coupling, and adopting the magnetization stable structure, the magnetic transition width can be reduced. There has been proposed a thin film magnetic disk having a guard band member made of a non-magnetic material between recording tracks adjacent to each other for the purpose of reducing recording bleeding and reducing side fringing of recording magnetic domains (particularly). See Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-7419).
【0006】高面記録密度化においては、記録層の垂直
方向に磁化容易軸を持つ垂直磁気記録や膜面内のトラッ
ク方向に磁化容易軸を有する横手磁気記録などがあり、
通常の長手記録と比べ反磁界による減磁が小さいため、
より高密度な記録が期待されている。また、基板上の有
機膜やSi系膜である非磁性膜面上に物理的な凹凸を設
け、凹部内に磁性薄膜を埋め込み単位微小記録部とした
いわゆるパターンメディアを用いた磁気ディスク媒体が
提案されている。In order to increase the areal recording density, there are perpendicular magnetic recording having an easy axis of magnetization in the direction perpendicular to the recording layer and transverse magnetic recording having an easy axis of magnetization in the track direction in the film plane.
Since demagnetization due to a demagnetizing field is smaller than that of normal longitudinal recording,
Higher density recording is expected. In addition, a magnetic disk medium using a so-called patterned media in which physical unevenness is provided on the surface of an organic film or a non-magnetic film which is a Si-based film on a substrate, and a magnetic thin film is buried in a concave portion and a unit minute recording portion is proposed. Have been.
【0007】上記のようなパターンメディアを用いた磁
気ディスク媒体(符号200で示した)としては、図6
および図7に示したように、ディスク状の基板202、
この基板202上に情報を磁気的に記録する磁性部材で
形成され、同心円状に、周方向および半径方向に間隔を
置いて配置した多数の単位微小記録部204と、前記基
板上であって各単位微小記録部間を埋める非磁性材料で
形成された非記録部206とを備える磁気ディスク媒体
としてがある。図6に示されたものにあっては、前記単
位微小記録部204が、長軸と短軸とを有する長方体形
状であり、その長軸方向が基板の円周方向に配置されて
おり、図7に示したものにあっては、前記単位微小記録
部204がほぼ立体形状のものである。このような単位
微小記録部を有する磁気ディスク媒体においては、各単
位微小記録部が非磁性材料によって隔てられ、個々に独
立しているため、隣合う単位微小記録部同士のフリンジ
ングが解消された。FIG. 6 shows a magnetic disk medium (indicated by reference numeral 200) using the above-described pattern medium.
And as shown in FIG. 7, a disk-shaped substrate 202,
A large number of unit minute recording portions 204 formed of a magnetic member that magnetically records information on the substrate 202 and concentrically arranged at intervals in the circumferential direction and the radial direction, There is a magnetic disk medium including a non-recording portion 206 formed of a non-magnetic material that fills a space between unit minute recording portions. In the configuration shown in FIG. 6, the unit minute recording section 204 has a rectangular parallelepiped shape having a major axis and a minor axis, and the major axis direction is arranged in the circumferential direction of the substrate. 7, the unit minute recording section 204 has a substantially three-dimensional shape. In a magnetic disk medium having such a unit minute recording unit, since each unit minute recording unit is separated by a nonmagnetic material and is independent of each other, fringing between adjacent unit minute recording units is eliminated. .
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たパターンメディア構造のものでは、ディスク状記録媒
体がコンピュータ周辺記憶装置に組み込まれる前に磁気
記録がなされる部位として予め上記単位微小記録部が形
成されるため、この単位微小記録部の形成位置がディス
ク状記録媒体の回転中心を基準として正確に配置されて
いなければならないという新たな問題が生じた。すなわ
ち、単位微小記録部の形成位置がディスク状記録媒体の
回転中心を基準として形成されていない場合には、上記
単位微小記録部に実際に書き込みを行い、あるいはこの
単位微小記録部から読み出しを行う際にトラックオフと
なってしまうおそれが生じた。However, in the case of the above-described pattern media structure, the unit minute recording portion is formed in advance as a portion where magnetic recording is performed before the disk-shaped recording medium is incorporated into a computer peripheral storage device. Therefore, there is a new problem that the formation position of the unit minute recording portion must be accurately arranged with reference to the rotation center of the disk-shaped recording medium. That is, when the formation position of the unit minute recording portion is not formed with reference to the rotation center of the disc-shaped recording medium, writing is actually performed on the unit minute recording portion or reading is performed from the unit minute recording portion. In this case, there is a possibility that the track is turned off.
【0009】具体的には、磁気ディスク媒体200の中
心と形成するメディアパターン230が相違すると、図
5のようになる。これにより、磁気ディスク媒体200
の中心Clとメディアパターン230の中心C2が△τ
ずれる。例えば、△τがわずか5μmだとしても、目標
としているトラック間隔が1.0μm程度であるので、
5トラック分ずれてしまったこととなり、これでは、動
作時に完全にオフトラックとなるMore specifically, FIG. 5 shows the difference between the center of the magnetic disk medium 200 and the media pattern 230 to be formed. Thereby, the magnetic disk medium 200
Of the media pattern 230 and the center C2 of the media pattern 230 are Δτ
Shift. For example, even if Δτ is only 5 μm, the target track interval is about 1.0 μm.
This means that the track is shifted by 5 tracks, and in this case, the track is completely off-track during operation.
【0010】そこで、本発明は、上記のパターンメディ
ア構造を採用するために、上記のような問題を解消する
ことのできるディスク状記録媒体へのパターン形成方法
およびパターン形成装置ならびにディスク状記録媒体を
提供することを目的とするものである。Accordingly, the present invention provides a method and apparatus for forming a pattern on a disk-shaped recording medium and a disk-shaped recording medium capable of solving the above-mentioned problems, in order to adopt the above-mentioned patterned medium structure. It is intended to provide.
【0011】なお、従来構造においては、磁気ディスク
媒体の全表面に均一に磁気記録(データ部、サーボ部)
部が存在し、サーボトラックライター(STW)に組み
込み後の最初の書込みで磁気記録部が形成されるので、
上記のパターンメディア構造に特有の問題はない。In the conventional structure, magnetic recording (data portion, servo portion) is uniformly performed on the entire surface of the magnetic disk medium.
And a magnetic recording part is formed by the first writing after the servo track writer (STW) is incorporated.
There is no problem specific to the above pattern media structure.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的は、下記(1)
〜(7)により達成される。 (1) ディスク基板上に、記録に有用なパターンを電
子ビーム発射手段からの電子ビームで露光して形成する
ディスク状記録媒体へのパターン形成方法であって、電
子ビーム発射手段からの電子ビームを用いて、前記ディ
スク基板の中心を検出し、この検出した中心を基準とし
て前記パターンを形成することを特徴とするディスク状
記録媒体へのパターン形成方法。 (2) パターン形成用の電子ビームとして、単位微小
記録部の平面形状に対応した方形電子ビームを用いる上
記(1)のディスク状記録媒体へのパターン形成方法。 (3) ディスク基板上に、記録に有用なパターンを電
子ビーム発射手段からの電子ビームで露光して形成する
ディスク状記録媒体へのパターン形成装置であって、電
子ビーム発射手段からの電子ビームを用いて、前記ディ
スク基板の中心を検出する中心検出手段、この検出した
中心を基準として電子ビーム発射手段からの電子ビーム
を偏向してパターン状の露光を行うパターン形成手段を
備えたディスク状記録媒体へのパターン形成装置。 (4) 前記中心検出手段における電子ビーム発射手段
と前記パターン形成手段における電子ビーム発射手段と
して同一の電子ビーム発射手段を用いた上記(3)のデ
ィスク状記録媒体へのパターン形成装置。 (5) 少なくともパターン形成手段における電子ビー
ム発射手段として、単位微小記録部の平面形状に対応し
た方形ビームを発射する電子ビーム発射手段を用いる上
記(3)または(4)のディスク状記録媒体へのパター
ン形成装置。 (6) 上記(1)または(2)のディスク状記録媒体
へのパターン形成方法によって記録に有用なパターンが
形成されたディスク状記録媒体。 (7) 基板上に情報を磁気的に記録する磁性部材で形
成され、同心円状またはスパイラル状に、周方向および
半径方向に間隔をおかれて配置された多数の単位微小記
録部と、前記基板上であって、各単位微小記録部間を埋
める非磁性材料で形成された非記録部とを備え、前記パ
ターンが前記単位微小記録部のパターンである上記
(6)のディスク状記録媒体。The above object is achieved by the following (1).
(7) is achieved. (1) A method for forming a pattern useful for recording on a disk substrate by exposure to an electron beam from an electron beam emitting means, wherein the pattern is formed on a disk-shaped recording medium. Detecting the center of the disk substrate, and forming the pattern based on the detected center as a reference. (2) The method for forming a pattern on a disk-shaped recording medium according to the above (1), wherein a square electron beam corresponding to the planar shape of the unit minute recording portion is used as an electron beam for pattern formation. (3) An apparatus for forming a pattern useful for recording on a disk substrate by exposure to an electron beam from an electron beam emitting means, which is a pattern forming apparatus for a disk-shaped recording medium. A disc-shaped recording medium comprising: a center detecting means for detecting a center of the disc substrate; and a pattern forming means for deflecting an electron beam from an electron beam emitting means with reference to the detected center to perform pattern exposure. Pattern forming equipment. (4) The apparatus for forming a pattern on a disk-shaped recording medium according to (3), wherein the same electron beam emitting means is used as the electron beam emitting means in the center detecting means and the electron beam emitting means in the pattern forming means. (5) At least as the electron beam emitting means in the pattern forming means, an electron beam emitting means for emitting a square beam corresponding to the planar shape of the unit minute recording portion is used. Pattern forming device. (6) A disc-shaped recording medium on which a pattern useful for recording is formed by the method for forming a pattern on a disc-shaped recording medium according to (1) or (2). (7) A large number of unit minute recording portions formed of a magnetic member for magnetically recording information on a substrate and arranged concentrically or spirally at intervals in a circumferential direction and a radial direction; The disc-shaped recording medium according to (6), further comprising: a non-recording portion formed of a non-magnetic material filling the space between the unit minute recording portions, wherein the pattern is a pattern of the unit minute recording portion.
【0013】[0013]
【作用・効果】本発明においては、記憶装置に組み込ん
だ際にディスク状記録媒体の回転中心に実質的に一致す
るディスク中心を予め検知し、このディスク中心を基準
として単位微小記録部を形成しているため、例えばディ
スク状記録媒体の回転中心周りの同心円上に正確に単位
微小記録部列が配置されるので、動作時(書き込み、読
み出し時)の、オフトラックが防止できる。According to the present invention, when incorporated in a storage device, the center of the disk substantially coincident with the center of rotation of the disk-shaped recording medium is detected in advance, and a unit minute recording portion is formed based on the center of the disk. Therefore, for example, since the unit minute recording portion row is accurately arranged on a concentric circle around the rotation center of the disk-shaped recording medium, off-track during operation (writing and reading) can be prevented.
【0014】また、中心検出用の電子ビームとパターン
形成用の電子ビームを同じ電子銃により発射するように
すれば、電子銃間の位置合わせを行う必要がなくなり、
パターン成形の精度がさらに向上する。If the electron beam for center detection and the electron beam for pattern formation are emitted by the same electron gun, there is no need to perform alignment between the electron guns.
The accuracy of pattern forming is further improved.
【0015】さらに、電子ビームとして、単位微小記録
部の平面形状に対応した方形ビームを用いれば、電子ビ
ーム照射を短時間で行うことができる。Further, when a square beam corresponding to the planar shape of the unit minute recording portion is used as the electron beam, the electron beam can be irradiated in a short time.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】<ディスク状記録媒体>本発明に
おいて対象となるディスク状記録媒体としては、磁気デ
ィスク媒体、光磁気ディスク媒体、光ディスク媒体等が
挙げられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION <Disk-shaped recording medium> Examples of a disk-shaped recording medium to which the present invention is applied include a magnetic disk medium, a magneto-optical disk medium, and an optical disk medium.
【0017】磁気ディスク媒体としては、上記図6およ
び7を参照して説明した構造の磁気ディスク媒体であっ
ても良いが、以下に説明する構造の磁気ディスク媒体で
あることが好ましい。The magnetic disk medium may be a magnetic disk medium having the structure described with reference to FIGS. 6 and 7, but is preferably a magnetic disk medium having a structure described below.
【0018】図1にこの磁気ディスク媒体の一部の構造
の斜視図を示した。磁気ディスク媒体110は、ディス
ク状の基板112、この基板上に情報を磁気的に記録す
る磁性部材で形成され、同心円状またはスパイラル状
に、周方向および半径方向に間隔を置いて配置された多
数の多数の単位微小記録部114と、上記基板112上
であって、各単位微小記録部114間を埋める非磁性材
料で形成された非記録部116とを備えている。以上の
構造により、各単位微小記録部114は、それぞれはぼ
完全に磁気的に孤立した状態となり、上記の隣合う単位
微小記録部同士のフリンジングを防止することができ
る。なお、本発明のパターン形成方法および装置によ
り、この単位微小記録部114のパターンが形成され
る。FIG. 1 is a perspective view of a part of the structure of the magnetic disk medium. The magnetic disk medium 110 is formed of a disk-shaped substrate 112 and a magnetic member that magnetically records information on the substrate. A plurality of magnetic disks are concentrically or spirally arranged at circumferential and radial intervals. And a non-recording portion 116 formed of a non-magnetic material on the substrate 112 and filling the space between the unit micro-recording portions 114. With the above structure, each of the unit minute recording portions 114 is almost completely magnetically isolated, and the fringing between the adjacent unit minute recording portions can be prevented. The pattern of the unit minute recording section 114 is formed by the pattern forming method and apparatus of the present invention.
【0019】上記単位微小記録部114は、長軸と単軸
とを有する形状を備え、例えば図1に示したような直方
体状や楕円回転体をほぼ半分に切断した形状が好まし
く、その長軸方向が磁気ディスク半径方向に配置され、
その単軸方向が磁気ディスクの円周方向に配置されてい
ることが好ましい。この単位微小記録部の配置構造によ
り媒体周方向(トラック方向)線記録密度が向上し、デ
ータの転送レートが向上する。The unit minute recording section 114 has a shape having a long axis and a single axis. For example, a rectangular parallelepiped shape as shown in FIG. The direction is arranged in the radial direction of the magnetic disk,
It is preferable that the single axis direction is arranged in the circumferential direction of the magnetic disk. With the arrangement structure of the unit minute recording portions, the linear recording density in the medium circumferential direction (track direction) is improved, and the data transfer rate is improved.
【0020】各単位微小記録部114は、単磁区構造の
ものであることが好ましい。これにより、単位微小記録
部を構成する結晶粒径を大きくすることができるので、
熱擾乱による磁化の劣化を抑えることができ、また、単
磁区構造のため磁化のスイッチング速度も高速化するこ
とができる。このように、単位微小記録部を単磁区構造
のものとした場合、その磁化容易軸は該単位微小記録部
の長軸方向に配置される。単粒微小記録部の形状磁気異
方性を利用して磁化容易抽を長軸方向に誘起させること
ができるためである。Each unit minute recording section 114 preferably has a single magnetic domain structure. As a result, the crystal grain size constituting the unit minute recording portion can be increased,
Deterioration of magnetization due to thermal disturbance can be suppressed, and the switching speed of magnetization can be increased due to the single magnetic domain structure. In the case where the unit minute recording portion has a single magnetic domain structure, the axis of easy magnetization is arranged in the major axis direction of the unit minute recording portion. This is because easy magnetization extraction can be induced in the long axis direction by utilizing the shape magnetic anisotropy of the single-grain minute recording portion.
【0021】上記単位微小記録部114は、その長軸の
長さが0.1〜1.0μm 、単軸の長さが0.05〜
0.5μm 、厚さが10〜100nm程度に設定され、
Co、Ni、Feまたはその合金である磁性材料で形成
されることが好ましく、この磁性材料としては、具体的
には、Co、Ni、Fe、CoCr、NiFe等が挙げ
られる。The unit minute recording section 114 has a major axis length of 0.1 to 1.0 μm and a single axis length of 0.05 to 1.0 μm.
0.5 μm, thickness is set to about 10-100 nm,
The magnetic material is preferably formed of a magnetic material such as Co, Ni, Fe or an alloy thereof, and specific examples of the magnetic material include Co, Ni, Fe, CoCr, and NiFe.
【0022】上記基板112は、アルミ合金、ガラスま
たはシリコン等よりなり、使用時の1〜2万回転/分に
耐えうる必要があり、その厚みは500〜1000μm
程度である。The substrate 112 is made of an aluminum alloy, glass, silicon, or the like, and is required to withstand 10,000 to 20,000 revolutions / minute during use, and has a thickness of 500 to 1000 μm.
It is about.
【0023】上記非記録部116は、上記基板112の
表面の上記単位微小記録部114以外の全表面を被うも
のであり、該単位微小記録部114と同一厚みとされ
る。換言すれば、磁気ディスク媒体110は、上記基板
112の全面に設けられた非記録部116の層に形成さ
れた所定パターンの多数の凹部に上記単位微小記録部1
14が配置された構造となっている。The non-recording section 116 covers the entire surface of the substrate 112 except for the unit minute recording section 114, and has the same thickness as the unit minute recording section 114. In other words, the magnetic disk medium 110 has the unit minute recording portion 1 in a large number of concave portions of a predetermined pattern formed in the layer of the non-recording portion 116 provided on the entire surface of the substrate 112.
14 are arranged.
【0024】上記非記録部116を構成する非磁性材料
としては、SiO2、Al203、TiO2等の酸化物、S
i3N4、AlN、TiN等の窒化物、TiC等の炭化
物、BN等の硼化物、およびC系、CH系、CF系のう
ちいずれかの重合化合物等が用いられる。As the non-magnetic material constituting the non-recording portion 116, oxides such as SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , S
A nitride such as i 3 N 4 , AlN or TiN, a carbide such as TiC, a boride such as BN, and a polymer compound of any of C, CH and CF are used.
【0025】<磁気ディスク媒体と磁気ヘッドとの関
係]>以上のような構造の磁気ディスク媒体と磁気ヘッ
ドとの動作時の関係は、以下のようになる。<Relationship between Magnetic Disk Medium and Magnetic Head> The relationship between the magnetic disk medium having the above-described structure and the magnetic head during operation is as follows.
【0026】磁気ヘッド140は、図1に示すように、
磁気ギャップ142を挟んで磁気回路を形成する上部磁
性薄膜144および下部磁性薄膜146と、上記磁気回
路と交差する導体(図示せず)とを備え、上記ギャップ
線142aの方向が上記磁気ディスク媒体の円周方向に
配置される。The magnetic head 140 is, as shown in FIG.
An upper magnetic thin film 144 and a lower magnetic thin film 146 forming a magnetic circuit with the magnetic gap 142 interposed therebetween, and a conductor (not shown) intersecting with the magnetic circuit, wherein the direction of the gap line 142a is the direction of the magnetic disk medium. It is arranged in the circumferential direction.
【0027】光磁気ディスク媒体、光媒体としては、記
録用あるいはトラッキング用のグルーブ等の凹凸を備え
るものであるならいずれの構造のものであってもよい。
このグルーブ等が、本発明のパターン形成方法および装
置により形成される。The magneto-optical disk medium and optical medium may have any structure as long as they have irregularities such as grooves for recording or tracking.
The grooves and the like are formed by the pattern forming method and apparatus of the present invention.
【0028】次に、本発明によるディスク状記録媒体へ
のパターン形成装置の一例についてについて説明する。
本発明のパターン形成においては、ディスク中心の検出
と、実際のパターン形成の両者において電子ビームを使
用する。電子ビーム露光装置は、例えば図2に示した構
造のものとして構成される。Next, an example of an apparatus for forming a pattern on a disk-shaped recording medium according to the present invention will be described.
In the pattern formation of the present invention, an electron beam is used for both the detection of the center of the disk and the actual pattern formation. The electron beam exposure apparatus is configured, for example, with the structure shown in FIG.
【0029】<電子ビーム露光装置>本電子ビーム露光
装置は、大きく分けて、電子照射系(電子光学系)E、
テーブル機構部T、制御部Cの3つに分かれる。<Electron Beam Exposure Apparatus> This electron beam exposure apparatus is roughly divided into an electron irradiation system (electron optical system) E,
It is divided into three parts, a table mechanism part T and a control part C.
【0030】電子照射系Eの内部は真空に保たれてい
て、電子ビーム18を発射する電子ビーム発射手段であ
る電子銃1、電子ビーム18の焦点を合わせる電磁レン
ズ2、電子ビーム18のオン・オフを行うブランキング
電極3、電子ビーム18の偏向を行う偏向電極4よりな
る。符号8は、電子照射系Eに電圧、電流を供給する電
源である。The inside of the electron irradiation system E is kept in a vacuum, and an electron gun 1 serving as an electron beam emitting means for emitting an electron beam 18, an electromagnetic lens 2 for focusing the electron beam 18, and an on / off state of the electron beam 18. It comprises a blanking electrode 3 for turning off and a deflection electrode 4 for deflecting the electron beam 18. Reference numeral 8 denotes a power supply for supplying a voltage and a current to the electron irradiation system E.
【0031】上記電子銃としては、電子ビームのビーム
径が20nm〜0.1μm程度の通常の電子銃や、上記単
位微小記録部の平面形状に対応あるいは実質的に一致し
たスポット形状を有する電子ビームを発射する電子ビー
ム発射手段を用いることが好ましい。The electron gun may be a normal electron gun having an electron beam diameter of about 20 nm to 0.1 μm, or an electron beam having a spot shape corresponding to or substantially corresponding to the planar shape of the unit minute recording portion. It is preferable to use an electron beam emitting means for emitting an electron beam.
【0032】特に、パターン形成においては、後者の電
子ビーム発射手段を用いることが好ましい。小さいビー
ムスポット(例えば、0.1μm Φ)をX−Y方向に偏
向走査して単位微小記録部の部位を露光しようとする
と、極めて多数回の露光を必要となり、露光速度が遅い
という問題が生じる。例えば、10×10μmのパター
ンを0.1μmΦのビームで一点一点塗りつぶすとなる
と100×100=10,000回の露光を必要とする
ことになる。In the pattern formation, it is particularly preferable to use the latter electron beam emitting means. When a small beam spot (for example, 0.1 μm Φ) is deflected and scanned in the X and Y directions to expose a portion of a unit minute recording portion, an extremely large number of exposures are required, which causes a problem that the exposure speed is slow. . For example, if a 10 × 10 μm pattern is painted one point at a time with a 0.1 μm φ beam, 100 × 100 = 10,000 exposures are required.
【0033】そこで、上記したような太い電子ビーム
(例えば、方形電子ビーム)でパターン形成を行うと極
めて時間の短縮となる。上記方形電子ビームの発生並び
に制御については、特開昭52−51871号(理化学
研究所)に述べられている。Therefore, when a pattern is formed by using a thick electron beam (for example, a square electron beam) as described above, the time is extremely reduced. The generation and control of the rectangular electron beam is described in JP-A-52-51871 (RIKEN).
【0034】他の矩形電子ビームの発生方法について
も、特開昭52−103967号に述べられている。Another method of generating a rectangular electron beam is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-103687.
【0035】以上の方法では、3つのケースが考えられ
る。 その1:細い電子ビーム径(20nm〜0.1μm Φ)で
中心位置を検出して、その電子ビームでパターンを形成
する。 その2:細い電子ビーム径(20nm〜0.1μm Φ)で
中心位置を検出して、別の矩形電子ビーム(0.2×
0.4μm の方形)でパターンを形成する。 その3:矩形電子ビーム(0.2×0.4μm の方形)
で中心位置を検出して、その矩形ビームでパターンを形
成する。In the above method, three cases can be considered. Part 1: The center position is detected with a small electron beam diameter (20 nm to 0.1 μm Φ), and a pattern is formed by the electron beam. Part 2: The center position is detected with a small electron beam diameter (20 nm to 0.1 μm Φ) and another rectangular electron beam (0.2 ×
A pattern is formed with a square shape of 0.4 μm). Part 3: Rectangular electron beam (0.2 × 0.4μm square)
To detect the center position and form a pattern with the rectangular beam.
【0036】その1のケースは問題ないが、その2とそ
の3のケースでビーム径などが問題になるが、以下のよ
うに解決する。その2のケースでは、細い電子ビームと
矩形電子ビームの相対位置を予め補正値として位置座標
を補正すればよい。その3のケースでは、矩形ビームの
中心位置を補正値として位置座標を補正すればよい。Although there is no problem in the first case, the beam diameter and the like become problems in the second and third cases, but they are solved as follows. In the second case, the position coordinates may be corrected using the relative position of the narrow electron beam and the rectangular electron beam as a correction value in advance. In the third case, the position coordinates may be corrected using the center position of the rectangular beam as the correction value.
【0037】テーブル機構部Tは、電子照射系Eと共に
防振架台7に配置される。このテーブル機構部Tは、上
記防振架台7上にX−Y方向に移動可能に取り付けら
れ、試料(本発明のディスク状記録媒体)110を載せ
るテーブル17、このテーブル17を移動するモータ
6、テーブル17の移動量を測定するレーザ干渉計5を
備えている。レーザ干渉計5は、マイケルソン干渉計の
原理よりなるものであって、X方向とY方向の両方に設
ける。レーザ干渉による測長と電子ビームの偏向での補
正方法については、IC製作に応用した例として実公昭
47−34960号に述べられている。本発明でもこの
考えを使用する。The table mechanism T is disposed on the vibration isolator 7 together with the electron irradiation system E. The table mechanism T is movably mounted on the anti-vibration gantry 7 in the X and Y directions, and a table 17 on which a sample (disk-shaped recording medium of the present invention) 110 is mounted, a motor 6 for moving the table 17, The laser interferometer 5 for measuring the amount of movement of the table 17 is provided. The laser interferometer 5 is based on the principle of the Michelson interferometer, and is provided in both the X direction and the Y direction. A method of measuring the length by laser interference and correcting the deflection of the electron beam is described in Japanese Utility Model Publication No. 47-34960 as an example applied to the manufacture of an IC. The present invention also uses this idea.
【0038】制御部Cは、パターン・データなどを記憶
する磁気テープ装置13、他のデータを記憶する磁気デ
ィスク装置14、表示用のコンソールCRT15とグラ
フィック・ディスプレイ16、操作パネル11、テーブ
ル機構部との信号のやりとりを行う制御インタフェース
9、およびこれらの全体を制御するCPU12を備えて
いる。The control unit C includes a magnetic tape device 13 for storing pattern data, a magnetic disk device 14 for storing other data, a console CRT 15 for display, a graphic display 16, an operation panel 11, a table mechanism unit, and the like. A control interface 9 for exchanging signals of the above-mentioned type, and a CPU 12 for controlling the whole of these.
【0039】<ディスク状記録媒体の製造方法>次に、
本発明のパターン形成方法を備えたディスク状記録媒体
の製造方法について説明する。以下の説明においては、
ディスク状記録媒体として、図1に示した構造の磁気デ
ィスク媒体を代表させて説明する。本製造方法において
は、ディスク基板の中心を検出することから行われる
が、ここでは、説明の都合上ディスク基板の中心の検出
が完了した時点から説明する。<Method of Manufacturing Disc-shaped Recording Medium>
A method for manufacturing a disk-shaped recording medium provided with the pattern forming method of the present invention will be described. In the following description,
A description will be given by taking a magnetic disk medium having the structure shown in FIG. 1 as a representative example of the disk-shaped recording medium. In the present manufacturing method, the detection is performed by detecting the center of the disk substrate. However, here, for the sake of explanation, the description will be made from the time when the detection of the center of the disk substrate is completed.
【0040】まず、図3(a)に示すように、シリコン
等の基板112上に下地層としてAu、Ti、Cr等の
薄い金属層120、最終的には非記録部116となるS
iO 2層122、非記録部をエッチングする際のマスク
となるクロム層124、およびフォトレジストであるP
MMA層126を形成する。First, as shown in FIG.
Au, Ti, Cr, etc. as a base layer on a substrate 112 such as
S which becomes the thin metal layer 120 and eventually the non-recording portion 116
iO TwoLayer 122, mask for etching non-recording part
Chrome layer 124 and photoresist P
An MMA layer 126 is formed.
【0041】次に、図3(b)に示すように、図2に説
明した電子ビーム装置で、フォトレジスト層126を単
位微小記録部114の形成配置パターンとなるように電
子ビーム18を照射する。パターン形成方法は、細い電
子ビームで所望の面積を走査するか、太い方形電子ビー
ムで一度に行う(図示せず)。作業の効率化からは、上
記したように太い方形電子ビームを用いることが好まし
い。なお、このパターン形成に先立って、後述するよう
に図3(a)の磁気ディスク媒体の中間体のディスク中
心を検出する。Next, as shown in FIG. 3B, the electron beam 18 is applied to the photoresist layer 126 so as to form a pattern for forming the unit minute recording portions 114 by the electron beam apparatus described in FIG. . The pattern is formed by scanning a desired area with a thin electron beam or at once with a thick rectangular electron beam (not shown). From the viewpoint of work efficiency, it is preferable to use a thick rectangular electron beam as described above. Prior to this pattern formation, the center of the intermediate disk of the magnetic disk medium shown in FIG. 3A is detected as described later.
【0042】次に、図3(c)に示すように、電子ビー
ム照射領域のクロム層124を湿式エッチングする。こ
のエッチング溶液としては、イソプロピルアルコール
(IPA)とメタイソプチルケトンの混合溶剤などを用
いる。Next, as shown in FIG. 3C, the chromium layer 124 in the electron beam irradiation area is wet-etched. As the etching solution, a mixed solvent of isopropyl alcohol (IPA) and metaisobutyl ketone is used.
【0043】次に、図3(d)に示すように、SiO2
層122を反応牲イオンエッチングで凹部130を形成
する。その際、金属メッキ層120が露出するまで行
う。続いて、図3(e)に示すように、上記金属メッキ
層120を利用して、電気メッキ方により、Co等の磁
性材料132で上記の凹却130を埋める。このとき、
上記磁性材料132が上記凹部130よりオーバーする
程度までメッキを行う。Next, as shown in FIG. 3 (d), SiO 2
The recesses 130 are formed in the layer 122 by reactive ion etching. At this time, the process is performed until the metal plating layer 120 is exposed. Subsequently, as shown in FIG. 3E, the recess 130 is filled with a magnetic material 132 such as Co by electroplating using the metal plating layer 120. At this time,
Plating is performed until the magnetic material 132 is over the concave portion 130.
【0044】最後に、図3(f)に示すように、機械的
化学的研磨により、上記磁性材料132のオーバー部分
を研磨し、単位微小記録部114を形成するとともに、
全表面を極めて平坦な表面となして磁気ディスク媒体1
10を完成する。Finally, as shown in FIG. 3 (f), the over portion of the magnetic material 132 is polished by mechanical chemical polishing to form the unit minute recording portion 114,
The entire surface is made to be an extremely flat surface and the magnetic disk medium 1
Complete 10
【0045】次に、ディスク中心の検出について説明す
る。 <ディスク中心の検出>まず、図3(a)に示す磁気デ
ィスク媒体110の中間体(以下のディスク中心の検出
の説明においては、この中間体を単に磁気ディスク媒体
と称する)基板を電子ビーム装置のテーブル17に固定
する。Next, detection of the center of the disk will be described. <Detection of Disk Center> First, an intermediate body of the magnetic disk medium 110 shown in FIG. 3A (in the following description of the detection of the center of the disk, this intermediate body is simply referred to as a magnetic disk medium), is mounted on an electron beam apparatus. To the table 17 of FIG.
【0046】次に、テーブル17を移動して磁気ディス
ク媒体110の内周円が電子ビーム18の走査範囲にく
るように移動し、電子ビーム18で磁気ディスク媒体1
10の内周を走査(複数回)する。そのとき出る反射電
子をフォトマル(二次電子増倍管:図示せず)で検知し
て磁気ディスク媒体の内周円上の1点の位置X1,Y1
を計測する。同じようにテーブル17を移動して、磁気
ディスク媒体の内周円上の別の1点の位置X2,Y2を
計測する。次に、同じようにテーブル17を移動して、
磁気ディスクの内周円上のさらに別の1点の位置X3,
Y3を計測する。このように、最低限3回行うことによ
って、磁気ディスク媒体110の内周円上の3点の位置
を求め、この同一円周上の3点の位置から計算によりデ
ィスク中心の位置座標(Xin、Yin)を求める。計
測位置を増やすと測定精度は向上するが、測定時間が増
大するので、上述した各位置(Xi,Yi:i=1〜
3)の測定回数と計測位置の数は、トータル的に最小に
なるようにする。Next, the table 17 is moved so that the inner circumference of the magnetic disk medium 110 comes within the scanning range of the electron beam 18, and the magnetic disk medium 1 is moved by the electron beam 18.
The inner periphery of 10 is scanned (a plurality of times). The reflected electrons emitted at that time are detected by a photomultiplier (secondary electron multiplier: not shown), and the positions X1 and Y1 of one point on the inner circumferential circle of the magnetic disk medium are detected.
Is measured. Similarly, the table 17 is moved, and the positions X2 and Y2 of another point on the inner circumferential circle of the magnetic disk medium are measured. Next, move the table 17 in the same manner,
Position X3 of another point on the inner circumferential circle of the magnetic disk
Measure Y3. As described above, by performing at least three times, the positions of three points on the inner circumferential circle of the magnetic disk medium 110 are obtained, and the position coordinates (Xin, Xin, Xin, Yin). Increasing the measurement positions improves the measurement accuracy, but increases the measurement time. Therefore, each position (Xi, Yi: i = 1 to 1)
The number of times of measurement and the number of measurement positions in 3) should be minimized in total.
【0047】ディスク基板の内周円と外周円が、精度良
く同心円になっている場合あるいはこれに近い場合に
は、同様に、磁気ディスク媒体110の外周円上の少な
くとも3点の位置を計測することによって、磁気ディス
ク媒体110の外周より求めたディスク中心の位置座標
(Xout、Yout)を求め、これをパターン形成の
際の中心としても良い。When the inner and outer circles of the disk substrate are concentric with or close to each other with high accuracy, the positions of at least three points on the outer circle of the magnetic disk medium 110 are similarly measured. Thus, the position coordinates (Xout, Yout) of the disk center obtained from the outer periphery of the magnetic disk medium 110 may be obtained, and this may be used as the center for pattern formation.
【0048】<テーブルの位置計測精度>3インチの磁
気ディスク110の直径は、メートル法で表すと約8
(7.62)cmである。<Table Position Measurement Accuracy> The diameter of the 3-inch magnetic disk 110 is about 8 in metric system.
(7.62) cm.
【0049】従って、レーザ光の可干渉距離が最低8c
m必要となり、これは現在の技術では計測可能な領域で
ある。Accordingly, the coherence distance of the laser beam is at least 8c.
m, which is a measurable area with current technology.
【0050】また、波長(λ)0.6μm のレーザ光を
レーザ干渉計17に使用すると、λ/2毎に干渉縞が現
れることになり、これだけでλ/2、つまり、0.3μ
m の測定精度が得られる。When a laser beam having a wavelength (λ) of 0.6 μm is used for the laser interferometer 17, an interference fringe appears every λ / 2, and only this results in λ / 2, that is, 0.3 μm.
m measurement accuracy is obtained.
【0051】それを更に改良した、電子ビーム露光時の
精密位置測定の例として、同じようにレーザ干渉計を使
用することによって、10×10cmにわたって、±
0.03μm の精度で可能との技術は、米国特許3,9
00,737号(’75)に既に開示されている。As an example of a further improved precision position measurement during electron beam exposure, a laser interferometer was used in the same
A technology capable of achieving an accuracy of 0.03 μm is disclosed in US Pat.
No. 00,737 ('75).
【0052】すると、8cm×8cmの面鏡内を、X方
向、Y方向とも±0.03μm の測定精度で計測でき、
それを電子ビーム18の偏向制御にフィードバックする
ことによって、磁気ディスク110の中心と磁気デスク
110上に描かれるパターン中心の誤差は、±0.03
μm程度となる。位置のずれ、つまりテーブル17に載
せた磁気ディスク媒体110とこれから形成しようとす
るパターンの誤差、を電子ビーム18の偏向制御にフィ
ードバックしてパターンを形成する方法は、前記実公昭
47−34960号に述べられている。Then, the inside of the 8 cm × 8 cm plane mirror can be measured with a measurement accuracy of ± 0.03 μm in both the X and Y directions.
By feeding it back to the deflection control of the electron beam 18, the error between the center of the magnetic disk 110 and the center of the pattern drawn on the magnetic desk 110 is ± 0.03.
It is about μm. A method of forming a pattern by feeding back the displacement, ie, the error between the magnetic disk medium 110 placed on the table 17 and the pattern to be formed, to the deflection control of the electron beam 18 is described in Japanese Utility Model Publication No. 47-34960. Has been stated.
【0053】磁気ディスク110の中心が求ると、その
中心を基準として磁気ディスク110にメディアパター
ン130を形成する。すなわち、上記図3の(b)のプ
ロセスでは、求めたディスク中心を基準にメディアパタ
ーン130を作成する。When the center of the magnetic disk 110 is determined, a media pattern 130 is formed on the magnetic disk 110 based on the center. That is, in the process of FIG. 3B, the media pattern 130 is created based on the determined disc center.
【0054】本発明においては、測定されたディスク中
心と、形成されたメディアパターンの中心のずれを上記
したように、±0.03μm程度までにとどめることが
できるので、目標とするトラック幅が1.0μm程度で
あっても正確なトラッキングができる。In the present invention, the deviation between the measured center of the disk and the center of the formed media pattern can be limited to about ± 0.03 μm as described above. Accurate tracking can be performed even when the thickness is about 0.0 μm.
【図1】本発明のディスク状記録媒体の一例である磁気
ディスク媒体の部分拡大斜視図である。FIG. 1 is a partially enlarged perspective view of a magnetic disk medium which is an example of a disk-shaped recording medium of the present invention.
【図2】本発明で用いて望ましい電子ビーム露光装置の
概略説明図である。FIG. 2 is a schematic explanatory view of an electron beam exposure apparatus preferably used in the present invention.
【図3】図1に示した磁気ディスク媒体の製造方法の一
例を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory view illustrating an example of a method of manufacturing the magnetic disk medium shown in FIG.
【図4】本発明に使用する磁気ディスク媒体のパターン
形成の例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing an example of pattern formation of a magnetic disk medium used in the present invention.
【図5】ディスクの中心とパターン中心がずれていた場
合の状態を説明する平面図である。FIG. 5 is a plan view illustrating a state where the center of the disc and the center of the pattern are shifted.
【図6】磁気ヘッドと、長手記録の円周方向に磁化容易
軸を持つ単位微小記録部を備えるパターンメディアの一
部の拡大斜視図である。FIG. 6 is an enlarged perspective view of a part of a pattern medium including a magnetic head and a unit minute recording portion having an axis of easy magnetization in a circumferential direction of longitudinal recording.
【図7】磁気ヘッドと、垂直磁気記録用の単位微小記録
部を備えるパターンメディアの一部の拡大斜視図であ
る。FIG. 7 is an enlarged perspective view of a part of a pattern medium including a magnetic head and a unit minute recording unit for perpendicular magnetic recording.
E 電子照射系 T テーブル機構部 C 制御部 1 電子銃 2 電磁レンズ 3 ブランキング電極 4 偏向電極 5 レーザ干渉計 6 モータ 7 防振架台 8 電源 9 制御インターフェイス 10 電子照射系 11 操作パネル 12 CPU 13 磁気テープ装置 14 磁気ディスク装置 15 コンソールCRT 16 グラフィックディスプレイ 17 テーブル 18 電子ビーム 110、200 磁気ディスク媒体 112、202 基板 114、204 単位微小記録部 116、206 非記録部 120 金属層 122 SiO2 124 クロム層 126 レジスト(PMMA)層 130 凹部 132 磁性材料 140 磁気ヘッド 142 磁気ギャップ 142a 磁気ギャップ線 144 上部磁性薄膜 146 下部磁性薄膜 230 メディアパターンE electron irradiation system T table mechanism section C control section 1 electron gun 2 electromagnetic lens 3 blanking electrode 4 deflection electrode 5 laser interferometer 6 motor 7 anti-vibration stand 8 power supply 9 control interface 10 electron irradiation system 11 operation panel 12 CPU 13 magnetism Tape unit 14 Magnetic disk unit 15 Console CRT 16 Graphic display 17 Table 18 Electron beam 110, 200 Magnetic disk medium 112, 202 Substrate 114, 204 Unit minute recording unit 116, 206 Non-recording unit 120 Metal layer 122 SiO 2 124 Chrome layer 126 Resist (PMMA) layer 130 Concave section 132 Magnetic material 140 Magnetic head 142 Magnetic gap 142a Magnetic gap line 144 Upper magnetic thin film 146 Lower magnetic thin film 230 Media pattern
Claims (7)
ンを電子ビーム発射手段からの電子ビームで露光して形
成するディスク状記録媒体へのパターン形成方法であっ
て、電子ビーム発射手段からの電子ビームを用いて、前
記ディスク基板の中心を検出し、この検出した中心を基
準として前記パターンを形成することを特徴とするディ
スク状記録媒体へのパターン形成方法。1. A method for forming a pattern useful for recording on a disk substrate by exposure to an electron beam from an electron beam emitting means, the method comprising: A method for forming a pattern on a disk-shaped recording medium, comprising: detecting a center of the disk substrate using a beam; and forming the pattern based on the detected center.
位微小記録部の平面形状に対応した方形電子ビームを用
いる請求項1のディスク状記録媒体へのパターン形成方
法。2. The method for forming a pattern on a disk-shaped recording medium according to claim 1, wherein a square electron beam corresponding to the planar shape of the unit minute recording portion is used as the electron beam for pattern formation.
ンを電子ビーム発射手段からの電子ビームで露光して形
成するディスク状記録媒体へのパターン形成装置であっ
て、電子ビーム発射手段からの電子ビームを用いて、前
記ディスク基板の中心を検出する中心検出手段、この検
出した中心を基準として電子ビーム発射手段からの電子
ビームを偏向してパターン状の露光を行うパターン形成
手段を備えたディスク状記録媒体へのパターン形成装
置。3. A pattern forming apparatus for forming a pattern useful for recording on a disk substrate with an electron beam from an electron beam emitting means, and forming the pattern on a disk-shaped recording medium, wherein the electron beam from the electron beam emitting means is provided. A disk detecting means for detecting the center of the disk substrate by using a beam; and a pattern forming means for deflecting an electron beam from the electron beam emitting means with reference to the detected center to perform pattern exposure. An apparatus for forming a pattern on a recording medium.
射手段と前記パターン形成手段における電子ビーム発射
手段として同一の電子ビーム発射手段を用いた請求項3
のディスク状記録媒体へのパターン形成装置。4. The same electron beam emitting means as the electron beam emitting means in the center detecting means and the electron beam emitting means in the pattern forming means.
For forming a pattern on a disk-shaped recording medium.
子ビーム発射手段として、単位微小記録部の平面形状に
対応した方形ビームを発射する電子ビーム発射手段を用
いる請求項3または4のディスク状記録媒体へのパター
ン形成装置。5. A pattern on a disk-shaped recording medium according to claim 3, wherein at least as the electron beam emitting means in the pattern forming means, an electron beam emitting means for emitting a square beam corresponding to the planar shape of the unit minute recording portion is used. Forming equipment.
へのパターン形成方法によって記録に有用なパターンが
形成されたディスク状記録媒体。6. A disc-shaped recording medium on which a pattern useful for recording is formed by the method for forming a pattern on a disc-shaped recording medium according to claim 1.
材で形成され、同心円状またはスパイラル状に、周方向
および半径方向に間隔をおかれて配置された多数の単位
微小記録部と、前記基板上であって、各単位微小記録部
間を埋める非磁性材料で形成された非記録部とを備え、
前記パターンが前記単位微小記録部のパターンである請
求項6のディスク状記録媒体。7. A large number of unit minute recording portions formed of a magnetic member for magnetically recording information on a substrate and concentrically or spirally arranged at intervals in a circumferential direction and a radial direction; On the substrate, comprising a non-recording portion formed of a non-magnetic material to fill between each unit minute recording portion,
7. The disk-shaped recording medium according to claim 6, wherein the pattern is a pattern of the unit minute recording portion.
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