(57)【要約】【課題】情報が記録される磁性体面の品質を容易かつ正確に測定すること。【解決手段】本願の検査方法は、ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、長手形状の一方を第１の着磁ステップと逆の方向に着磁させる第２の着磁ステップと、長手形状の一方から信号を読み取る第１の読み取りステップと、長手形状の他方から信号を読み取る第２の読み取りステップと、第１の読み取りステップで読み取られた信号と第２の読み取りステップで読み取られた信号の比較結果に基づいて、磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップとを含む。【選択図】        図１２
2010061748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと、
前記２つの長手パターンを結合する結合パターンと
を有する磁性体パターンを備えたことを特徴とする磁気記憶媒体。
【請求項２】
前記２つの長手パターンがそれぞれ異なるトラックに位置するように前記磁性体パターンが配置されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶媒体。
【請求項３】
前記磁性体パターンを９０度回転させた磁性体パターンをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の磁気記憶媒体。
【請求項４】
前記磁性体パターンは、前記２つの長手パターンの中心が前記結合パターンによって結合されたＨ型の形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気記憶媒体。
【請求項５】
前記磁性体パターンは、外形寸法をＬ、厚さをｔ、飽和磁化をＩｓ、交換スティッフネス定数をＡ、磁気異方性定数をＫ、反磁界係数をＮとするときに
Ｎ＝１−（（（（Ｌ／ｔ）＾２）／（（（Ｌ／ｔ）＾２）−１）＾１．５）×ａｓｉｎ（（（（（Ｌ／ｔ）＾２）−１）＾０．５）／（Ｌ／ｔ））−１／（（（Ｌ／ｔ）＾２）−１））
および
Ｌ＝４（（ＡＫ）＾０．５）／（Ｎ（π＾２）（Ｉｓ＾２））
なる関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁気記憶媒体。
【請求項６】
磁気記憶媒体を有する磁気記憶装置であって、
前記磁気記憶媒体は、
ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと、
前記２つの長手パターンを結合する結合パターンと
を有する磁性体パターンを備えたことを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項７】
磁気記憶媒体の検査方法であって、
ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、
前記長手形状の一方を前記第１の着磁ステップと逆の方向に着磁させる第２の着磁ステップと、
前記長手形状の一方から信号を読み取る第１の読み取りステップと、
前記長手形状の他方から信号を読み取る第２の読み取りステップと、
前記第１の読み取りステップで読み取られた信号と前記第２の読み取りステップで読み取られた信号の比較結果に基づいて、前記磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップと
を含んだことを特徴とする検査方法。
【請求項８】
磁気記憶媒体の検査方法であって、
クロストラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、
前記磁性体パターンの中心を通るトラックに、該磁性体パターンの中心で反転する信号を書き込む第２の着磁ステップと、
前記磁性体パターンの中心を通るトラックから信号を読み取る読み取りステップと、
前記読み取りステップにおいて前記磁性体パターンから読み取られた信号に基づいて、該磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップと
を含んだことを特徴とする検査方法。
【請求項９】
磁気記憶媒体の検査装置であって、
ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、
前記長手形状の一方を前記第１の着磁ステップと逆の方向に着磁させる第２の着磁ステップと、
前記長手形状の一方から信号を読み取る第１の読み取りステップと、
前記長手形状の他方から信号を読み取る第２の読み取りステップと、
前記第１の読み取りステップで読み取られた信号と前記第２の読み取りステップで読み取られた信号の比較結果に基づいて、前記磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップと
を制御する制御部を有することを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
磁気記憶媒体の検査装置であって、
クロストラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、
前記磁性体パターンの中心を通るトラックに、該磁性体パターンの中心で反転する信号を書き込む第２の着磁ステップと、
前記磁性体パターンの中心を通るトラックから信号を読み取る読み取りステップと、
前記読み取りステップにおいて前記磁性体パターンから読み取られた信号に基づいて、該磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップと
を制御する制御部を有することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気記憶媒体および磁気記憶装置とその検査方法および検査装置に関し、特に、情報が記録される磁性体面の品質を容易かつ正確に測定することができる磁気記憶媒体および磁気記憶装置とその検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理化の進展にともなって、各種情報機器において情報を記録するために使用される磁気記憶装置に対して、大容量化が強く要望されている。磁気記憶装置の大容量化を実現させるための技術として、現在では、垂直磁気記録方式が広く利用されている。垂直磁気記録方式は、磁気記憶装置が備える磁気記憶媒体の記録密度を高める技術の一つである。
【０００３】
ただし、現行の連続膜を用いた磁気記憶媒体では、垂直磁気記録方式を用いても、記録密度の更なる向上は難しいと考えられている。連続膜を用いた磁気記憶媒体では、記録率度を高めることにより、情報を記録する際に隣接トラックの情報を消してしまうＡＴＩ（Adjacent Track Interference）の問題や、情報を記録する際の遷移ノイズの問題が生じるからである。
【０００４】
記録密度の更なる向上を実現するため、ＤＴＭ（Discreet Track Media）やＢＰＭ（Bit Patterned Media）に関する研究開発が盛んに行われている。特に、ＢＰＭは、クロストラック方向およびダウントラック方向に磁気的に分断された磁性ドット毎に１ビットずつ情報が記録されるため、隣接トラックへのクロスイレーズやクロストークを抑制できるとともに、ダウントラック方向の遷移ノイズを抑制できる。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２２４４２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＢＰＭの場合、製造上の問題などから、一部の磁性ドットの保磁力や飽和磁化といった磁気特性が、設計値と異なってしまうことがある。ＢＰＭにおける磁性ドットは、１ビットのデータを記録するためのものであるため、単磁区構造となるように設計されるが、磁気特性が設計値と異なると、磁性ドットが多磁区構造となり、情報の記録および再生を正常に行うことができないことが起こりうる。
【０００７】
そこで、磁性ドットが多磁区構造となりやすいＢＰＭを不良品として排除するため、ＢＰＭの各磁性ドットの磁気特性を測定する技術の確立が強く要望されている。開示の技術は、上述した従来技術における課題を解消するためになされたものであり、情報が記録される磁性体面の品質を容易かつ正確に測定することができる磁気記憶媒体および磁気記憶装置とその検査方法および検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本願の開示する磁気記憶媒体は、一つの態様において、ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと、前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する。
【０００９】
また、本願の開示する検査方法は、一つの態様において、ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、前記長手形状の一方を前記第１の着磁ステップと逆の方向に着磁させる第２の着磁ステップと、前記長手形状の一方から信号を読み取る第１の読み取りステップと、前記長手形状の他方から信号を読み取る第２の読み取りステップと、前記第１の読み取りステップで読み取られた信号と前記第２の読み取りステップで読み取られた信号の比較結果に基づいて、前記磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップとを含む。
【００１０】
この態様によれば、多磁区構造に比較的なり易い磁性体パターンを用いて品質の測定を行うこととしたので、情報が記録される磁性体面の品質を容易かつ正確に測定することができる。
【００１１】
なお、本願の開示する検査方法の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも上述した課題を解決するために有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本願の開示する磁気記憶媒体および磁気記憶装置とその検査方法および検査装置の一つの態様によれば、情報が記録される磁性体面の品質を容易かつ正確に測定することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本願の開示する磁気記憶媒体および磁気記憶装置とその検査方法および検査装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
まず、本実施例に係る磁気記憶媒体１１を含む磁気記憶装置１の構成について説明する。図１は、磁気記憶装置１の斜面図である。なお、磁気記憶装置１は、防塵のためにカバーによって内部の各種部品が覆われるが、図１では、説明の都合上、カバーを外した状態の磁気記憶装置１が図示されている。
【００１５】
図１に示すように、磁気記憶装置１は、磁気記憶媒体１１と、スピンドルモータ１２と、磁気ヘッド１３と、サスペンション１４と、ボイスコイルモータ１５と、ランプ１６と、制御回路１７と、ベース１８とを有する。
【００１６】
磁気記憶媒体１１は、各種情報が記録される媒体であり、例えば、ＤＴＭやＢＰＭである。なお、以下では、磁気記憶媒体１１がＢＰＭであるものとして説明を行う。スピンドルモータ１２は、磁気記憶媒体１１を回転駆動させる。磁気ヘッド１３は、磁気記憶媒体１１に対して情報の読み書きを行う。磁気ヘッド１３は、サスペンション１４の一方の端に設けられ、サスペンション１４の端には、磁気ヘッド１３をクロストラック方向に移動させるためのボイスコイルモータ１５が設けられる。
【００１７】
ランプ１６は、磁気記憶装置１のパワーオフ時等に、磁気ヘッド１３が退避される場所である。制御回路１７は、磁気記憶装置１を全体制御する制御部である。ベース１８は、スピンドルモータ１２、ランプ１６等が固定される基底部品である。
【００１８】
次に、本実施例に係る磁気記憶媒体１１の構造について説明する。図２は、磁気記憶媒体１１の模式図である。図２に示すように、磁気記憶媒体１１は、複数の検査用領域１１１を有する。検査用領域１１１は、情報が記録される各磁性ドットの品質を測定するための領域であり、ダウントラック方向に長く形成される。
【００１９】
図３は、検査用領域１１１の一部とその周辺を含む領域１１２の拡大図である。図３に示すように、検査用領域１１１は、ダウントラック方向に並ぶ複数の検査用パターン１１３によって形成される。これらの検査用パターン１１３は、ダウントラック方向に長い２本の磁性体パターン（以下、「長手パターン」という）とそれらの間を結ぶ磁性体パターン（以下、「結合パターン」という）とから形成されるＨ型の形状を有する。
【００２０】
検査用パターン１１３を形成する２本の長手パターンは、それぞれが磁気ヘッド１３によって独立して読み書きされ得るだけの距離をとって配置される。図３の例では、一方の長手パターンがトラックＥ上に配置され、もう一方の長手パターンがトラックＧ上に配置されている。このため、磁気ヘッド１３をトラックＥにオントラックさせれば、一方の長手パターンに対して読み書きを行うことができ、磁気ヘッド１３をトラックＧにオントラックさせれば、もう一方の長手パターンに対して読み書きを行うことができる。
【００２１】
検査用領域１１１の周辺の領域には、情報が１ビットずつ記録される磁性ドット１１４が、トラック毎にダウントラック方向に一列に配列される。磁性ドット１１４は、非磁性体によって隔離され、それぞれ情報を１ビットずつ記録する。１ビットの情報を安定して記録するためには、磁性ドット１１４は、単磁区構造であることが好ましい。そのため、磁性ドット１１４は、単磁区構造となるようにサイズ、形状、磁気異方性、飽和磁化、交換スティッフネス定数等が設計されるが、製造上の問題等によって多磁区構造となってしまうことがある。
【００２２】
検査用パターン１１３は、磁性ドット１１４よりも大きいことに加えて、Ｈ型の形状を有するため、磁性ドット１１４と比較して多磁区構造になりやすい。具体的には、検査用パターン１１３の一方の長手パターンの磁化方向を変化させた場合に、他方の長手パターンにまでその変化が及ばないことがある。その結果、図４に示すように、結合パターンの部分を境界として、２つの長手パターンの磁化方向が異なってしまうことがある。
【００２３】
このように、多磁区構造に比較的なりやすい検査用パターン１１３を並べた検査用領域１１１を磁気記憶媒体１１の各所に設けることにより、磁気記憶媒体１１の品質測定を容易に行うことができる。検査用パターン１１３に対してテスト用のデータの書き込みと読み出しを行って、多磁区構造となっている検査用パターン１１３が多い検査用領域１１１があれば、その周辺の磁性ドット１１４も多磁区構造になる可能性があると判断できる。
【００２４】
また、検査用パターン１１３は、磁性ドット１１４よりも大きいため、顕微鏡等による視覚的な観察によって形状の不具合を容易に発見することができる。例えば、ある検査用パターン１１３の長手パターンの一部が欠落してＨ型の形状を成していない場合、その周辺の磁性ドット１１４にも欠落が発生している可能性が高いと判断できる。
【００２５】
次に、図２に示した磁気記憶媒体１１の製造方法について、図５〜図８を参照しながら説明する。図５は、磁気記憶媒体１１の製造工程を示す図である。図６は、磁気記憶媒体１１の製造において用いられる露光装置３０の構成を示す図である。図７は、検査用パターン１１３および磁性ドット１１４が形成される前の磁気記憶媒体１１の断面図であり、図８は、検査用パターン１１３および磁性ドット１１４が形成された後の磁気記憶媒体１１の断面図である。なお、以下では、ナノインプリントの技法を用いて磁気記憶媒体１１を製造する例を示すが、他の精密加工技術を用いて磁気記憶媒体１１を製造することとしてもよい。
【００２６】
図５に示すように、まず、精密に研磨したガラス原盤上に厚み数十ｎｍの厚みのレジストが塗布される（ステップＳ１０１）。そして、このガラス原盤に対して電子線露光を施した後に（ステップＳ１０２）、エッチングにより検査用パターン１１３および磁性ドット１１４に対応する形状が形成される（ステップＳ１０３）。その後、アッシング等によってレジストが除去され（ステップＳ１０４）、洗浄が行われてＢＰＭ原盤２０が完成する（ステップＳ１０５）。
【００２７】
上記のステップＳ１０２の電子線露光においては、図６に示すような露光装置３０が用いられる。レジストが塗布され、プリベークを行われたＢＰＭ原盤２０（ガラス原盤）が、スピンドルモータ３０１に取り付けられ、所定の回転数で回転される。そして、電子源３０２からの電子線が、電磁界による電子線調整系３０３を通過した後、同じく電磁界による電子線集束系３０４により、ＢＰＭ原盤２０上に集束される。
【００２８】
メインコントローラ３０５は、フォーマッタ３０６からの情報に基づき、スピンドルモータドライバ３０７を介してＢＰＭ原盤２０の回転位置を調整するとともに、ステージドライバ３０８を介して電子線集束位置に対するＢＰＭ原盤２０の相対位置を調整する。さらに、メインコントローラ３０５は、フォーマッタ３０６からの情報に基づき、電子源コントローラ３０９と電子ビームコントローラ３１０を介して電子線の強弱と位置を制御して、露光を行う。
【００２９】
一方、磁気記憶媒体１１の基板となるガラス基板上に下地層、軟磁性裏打ち層、中間層、垂直磁性層、保護層が、スパッタリング法により順次形成される（ステップＳ１０６〜Ｓ１１１）。これにより、図７に示すような層構造を有する基板が出来上がる。この基板上に、レジストが充填されたＢＰＭ原盤２０が重ねられ（ステップＳ１１２）、紫外線を照射することによって、レジストパターンが形成される（ステップＳ１１３）。
【００３０】
そして、ＢＰＭ原盤２０が剥離された後に（ステップＳ１１４）、エッチングを行うことにより検査用パターン１１３および磁性ドット１１４が形成される（ステップＳ１１５）。その後、アッシング等によってレジストが除去される（ステップＳ１１６）。
【００３１】
続いて、非磁性層が成膜され（ステップＳ１１７）、逆スパッタリング等により表面の平坦化が行われる（ステップＳ１１８）。そして洗浄後に（ステップＳ１１９）、潤滑剤を塗布して潤滑層が形成されて（ステップＳ１２０）、図８に示すような磁気記憶媒体１１が完成する。なお、上記の垂直磁性層は、例えば、Ｃｏ（コバルト）とＰｄ（パラジウム）をサブナノメーターの厚みで交互に積層した人工格子膜として形成される。
【００３２】
上記の製造工程のいずれかにおいて熱的または機械的ダメージが生じた場合、磁性ドット１１４が設計通りの磁気特性を得ることができず、多磁区構造になりやすくなる。しかしながら、磁性ドット１１４は、微小である上に数が多いため、それらを全て検査して品質に問題がある磁気記憶媒体１１を見つけ出すことは難しい。磁性ドット１１４に加えて検査用パターン１１３を形成し、磁性ドット１１４に代えて検査用パターン１１３を検査することにより、磁気記憶媒体１１の品質の測定が容易になる。
【００３３】
次に、図２に示した磁気記憶媒体１１の検査方法について説明する。本実施例に係る検査方法は、図９に示すような検査装置４０によって実行される。図９に示すように、スピンドルモータ４０１と、磁気ヘッド４０２と、サスペンション４０３と、ボイスコイルモータ４０４と、サーボコントローラ４０５と、プリアンプ４０６と、メインコントローラ４０７と、記憶部４０８とを有する。
【００３４】
スピンドルモータ４０１は、磁気記憶媒体１１を回転駆動させる。磁気ヘッド４０２は、磁気記憶媒体１１に対して情報の読み書きを行う。磁気ヘッド４０２は、サスペンション４０３の一方の端に設けられ、サスペンション４０３の端には、磁気ヘッド４０２をクロストラック方向に移動させるためのボイスコイルモータ４０４が設けられる。
【００３５】
サーボコントローラ４０５は、メインコントローラ４０７によって指示されたトラックに磁気ヘッド４０２がオントラックするようにボイスコイルモータ４０４を制御する。サーボコントローラ４０５による制御は、磁気ヘッド４０２が磁気記憶媒体１１から読み出すサーボ情報に基づいて行われる。プリアンプ４０６は、磁気ヘッド４０２が磁気記憶媒体１１から読み出した信号を増幅してメインコントローラ４０７に出力する。
【００３６】
メインコントローラ４０７は、本実施例に係る検査方法を実現するための各種制御を実行する。メインコントローラ４０７が実行する各種制御については後述する。記憶部４０８は、メインコントローラ４０７が各種制御を実行するための情報や、検査結果を記憶する。記憶部４０８は、検査装置４０が各種制御を実行するための情報としては、例えば、磁気記憶媒体１１における検査用領域１１１の位置を示す情報や、各種閾値等のパラメータを記憶する。
【００３７】
図１０は、磁気記憶媒体１１の検査方法の処理手順を示すフローチャートである。図１０に示すように、まず、検査装置４０は、検査用領域１１１の全てのトラックに同一の信号を書き込んで、各検査用パターン１１３を一定の方向に着磁させる（ステップＳ２０１）。
【００３８】
例えば、図１１−１に示す例では、トラックＡ〜Ｃにそれぞれ同一の信号を書き込むことにより、各検査用パターン１１３が一定の方向に着磁して単磁区構造となっている。なお、磁気ヘッド４０２で信号を書き込む代わりに、強力な磁石等により、磁気記憶媒体１１の媒体面を一定の方向に着磁させることとしてもよい。
【００３９】
続いて、検査装置４０は、各検査用パターン１１３の一方の長手パターンのみにステップＳ２０１とは反対の信号を書き込んで、その部分の磁化方向を反転させる（ステップＳ２０２）。例えば、図１１−２の例では、トラックＡのみに信号を書き込んで、トラックＡ上の長手パターンの磁化方向を反転させている。
【００４０】
このように、長手パターンの一方の磁化方向を反転させることにより、多くの検査用パターン１１３においては、他方の長手パターンの磁化方向も反転し、単磁区構造が維持される。しかし、一部の検査用パターン１１３においては、他方の長手パターンの磁化方向が反転せずに、図４に示したように、結合パターンの部分を境界として多磁区構造となってしまうことがある。図１１−３に示した例では、検査用パターン１１３ｂが多磁区構造となっている。
【００４１】
続いて、検査装置４０は、各検査用パターン１１３の一方の長手パターンを読み取り（ステップＳ２０３）、さらに、各検査用パターン１１３の他方の長手パターンを読み取る（ステップＳ２０４）。そして、検査装置４０は、ステップＳ２０３で得られた再生波形と、ステップＳ２０４で得られた再生波形とを、読み取り元の検査用パターン１１３毎に比較する（ステップＳ２０５）。
【００４２】
検査用パターン１１３が、図１１−３に示した状態にある場合、図１２に示すように、トラックＡの再生波形とトラックＣの再生波形は、単磁区構造となっている検査用パターン１１３ａ、１１３ｃおよび１１３ｄの部分で一致する。そして、これらの再生波形は、多磁区構造となっている検査用パターン１１３ｂの部分で相違する。このように、再生波形が相違する部分があれば、その部分の検査用パターン１１３が多磁区構造となっていると判断できる。
【００４３】
続いて、検査装置４０は、再生波形が異なっていた検査用パターン１１３の数を検査用領域１１１毎に集計する（ステップＳ２０６）。そして、集計値が、所定の閾値以上の検査用領域１１１があれば（ステップＳ２０７肯定）、検査装置４０は、検査中の磁気記憶媒体１１を不良品と判定する（ステップＳ２０８）。一方、集計値が、所定の閾値以上の検査用領域１１１がなければ（ステップＳ２０７否定）、検査装置４０は、検査中の磁気記憶媒体１１を良品と判定する（ステップＳ２０９）。
【００４４】
なお、上記の例では、多磁区構造となっている検査用パターン１１３の数を検査用領域１１１毎に集計した結果に基づいて良品／不良品の判定を行っているが、多磁区構造となっている検査用パターン１１３の総数に基づいて良品／不良品の判定を行ってもよい。
【００４５】
次に、検査用パターン１１３の形状について、さらに詳しく説明する。図１３は、検査用パターン１１３のサイズと多磁区構造の発生率の関係を実験によって求めた結果を示す図である。
【００４６】
図１３に示す例では、垂直磁性層厚を１０ｎｍ、２０ｎｍもしくは３０ｎｍのいずれかとし、外形寸法を６５ｎｍ、７５ｎｍ、８０ｎｍ、９０ｎｍ、１００ｎｍ、１１０ｎｍもしくは１２０ｎｍのいずれかとしている。垂直磁性層厚を２０ｎｍとし、外形寸法を８０ｎｍとした場合の検査用パターン１１３の形状の一例を図１４に示す。なお、検査用パターン１１３の各部の寸法は、外形寸法に比例して変化させるものとする。
【００４７】
また、図１３に示す例では、磁気特性を決定するための他のパラメータを以下のように設定している。
飽和磁化                ３００ｅｍｕ／ｃｃ
異方性定数              ２．６９Ｅ＋０６ｅｒｇ／ｃｃ
交換スティッフネス定数  ５．６０Ｅ−０７ｅｒｇ／ｃｍ
【００４８】
図１３に示すように、検査用パターン１１３は、外形寸法が大きいほど、また、垂直磁性層厚が薄いほど多磁区構造となり易い。また、図中矢印で示した部分で、多磁区構造の発生率が大きく増大することがわかる。本実施例に係る検査方法では、このように多磁区構造の発生率が大きく増大する垂直磁性層厚と外形寸法の組合せで検査用パターン１１３を形成し、それらの組合せに対応する多磁区構造の発生率に基づいて、良品／不良品の判定のための閾値を決定することが好ましい。そうすることにより、判定の感度を向上させて正確な判定を行うことが可能になるからである。
【００４９】
検査用パターン１１３のサイズ等の好適なパラメータについて一般化して考えると、図１５に示すように長手方向の長さがＬで短手方向の長さがｔの回転楕円体で近似したモデルにおける反磁界係数Ｎは、以下の式（１）で与えられる。
N=1-((((L/t)^2)/(((L/t)^2)-1)^1.5)*asin(((((L/t)^2)-1)^0.5)/(L/t))-1/(((L/t)^2)-1))      ・・・（１）
【００５０】
そして、この場合に回転楕円体が単磁区構造となる境界条件は、飽和磁化をＩｓ、異方性定数をＫ、交換スティッフネス定数をＡとして、以下の式（２）の通りである。
L=4((A*K)^0.5)/(N*(π^2)*(Is^2))      ・・・（２）
【００５１】
上記の式（１）および式（２）の関係を満たす値の組合せが、検査用パターン１１３の好適なパラメータである。検査用パターン１１３が、単磁区構造となる境界条件に従って設計されていれば、上述したように、判定の感度を向上させて正確な判定を行うことが可能になるからである。図１３において矢印で示した部分も、これらの２つの式の関係を満たす。
【００５２】
ここで、反磁界とは、有限の大きさをもつ磁性体を磁界に入れて磁化させた場合に、形状により自分自身の磁化が両極に磁極を生じ、そのために磁性体内部に生じる逆向きの磁界をいう。そして、反磁界係数とは、反磁界に対して磁化の大きさで規格化したものである。
【００５３】
また、交換スティッフネス定数とは、図１５−２に示すように、磁気モーメント間に働く交換相互作用の大きさを示すもので、強磁性体では、磁気モーメントの方向が揃っているときに安定である。磁気モーメント間の交換結合エネルギーＥｘは、磁気モーメント同士のなす角度をφ、磁気モーメントをＳとして以下のように表現される。
Ｅｘ＝−２ＡＳ＾２ｃｏｓφ
【００５４】
また、異方性定数とは、磁性材料の結晶の所定方向に対して磁化（磁気モーメント）がどれだけ向き易いかを示す。磁化が向き易い方向は、結晶構造毎に異なるため、異方性定数は、結晶構造に依存する。図１５−３に示すように、六方晶系のＣ軸と磁気モーメントのなす角度をθ、磁気モーメントをＳとしたときの磁気異方性エネルギーＥｕは以下のように表現される。
Ｅｕ＝Ｋｓｉｎ＾２θ
【００５５】
また、上記の式（２）は、磁壁エネルギーと静磁エネルギーに関する既知の式（例えば、参考文献１参照）を、図１５−１に示した回転楕円体の境界条件を求めるために変形したものである。
参考文献１：近角聰信、「強磁性体の物理下巻」、裳華房発行、Ｐ．２１４−２１５
【００５６】
なお、ここまで検査用パターン１１３がＨ型であるものとして説明してきたが、検査用パターン１１３は、２つの長手パターンとそれを結ぶ結合パターンとを有していれば、Ｈ型である必要はない。そこで、検査用パターン１１３の形状の例を図１６に示す。
【００５７】
Ｂ９は、これまで説明してきたＨ型の例であり、結合パターンが２つの長手パターンの中心部分を接続している。Ｂ１およびＢ２は、結合パターンを２つの長手パターンの一方の端まで移動させた例である。Ｂ３およびＢ４は、結合パターンを２つの長手パターンの中心から少しずれた位置へ移動させた例である。
【００５８】
Ｂ５およびＢ６は、結合パターンが２つの長手パターンの端を対角線上で接続するようにした例である。Ｂ７は、結合パターンを中心付近に２本設けた例であり、Ｂ８は、矩形形状となるように結合パターンを設けた例である。
【００５９】
上述してきたように、本実施例１では、磁性ドット１１４に加えて検査用パターン１１３を磁気記憶媒体１１に形成し、検査用パターン１１３を用いて磁気記憶媒体１１の品質を測定することとしたので、磁気記憶媒体１１の品質を容易かつ正確に測定できる。
【実施例２】
【００６０】
実施例１では、長手パターンがダウントラック方向と並行になるように検査用パターン１１３を配置する例を示した。本実施例では、図１７に示すように、長手パターンがダウントラック方向と並行な検査用パターン１１３と、長手パターンがダウントラック方向と垂直な検査用パターン１１３を交互に配置する例を示す。
【００６１】
一般に、ＢＰＭは、円盤形状の基板上にほぼ同心円状にトラックが形成される。このため、ダウントラック方向とクロストラック方向でプロセスの非対称性が生じやすい。具体的には、３次元形状の対称性が崩れたり、磁気特性に面内での異方性が発生したりする。このため、図１７に示すように、検査用パターン１１３を交互に９０度回転させながら配置させて、そのパターンの磁化状態を観察することで、製造プロセス起因の異方性が確認できる。
【００６２】
次に、本実施例に係る磁気記憶媒体の検査方法について説明する。なお、本実施例に係る検査方法は、実施例１に示した検査方法と併用することとしてもよい。また、本実施例に係る検査方法は、図９に示した検査装置４０によって実行されるものとする。
【００６３】
図１８は、本実施例に係る検査方法の処理手順を示すフローチャートである。図１８に示すように、まず、検査装置４０は、検査用領域１１１の全てのトラックに同一の信号を書き込んで、各検査用パターン１１３を一定の方向に着磁させる（ステップＳ３０１）。なお、磁気ヘッド４０２で信号を書き込む代わりに、強力な磁石等により、磁気記憶媒体の媒体面を一定の方向に着磁させることとしてもよい。
【００６４】
続いて、検査装置４０は、図１９に示すように、各検査用パターン１１３の中央に、検査用パターン１１３の中心部で反転する交番磁界を印加する（ステップＳ３０２）。この結果、異方性に問題のある検査用パターン１１３が多磁区構造となる場合がある。図１９の例では、トラックＢに交番磁界を印加することにより、検査用パターン１１３ｃが多磁区構造となっている。
【００６５】
続いて、検査装置４０は、各検査用パターン１１３の中央を読み取る（ステップＳ３０３）。そして、検査装置４０は、上下の波形が交互に現れるダイビット波形の数を検査用領域１１１毎に集計する（ステップＳ３０４）。図２０の例では、トラックＢを読み取ることにより、検査用パターン１１３ｃの部分でダイビット波形が検出される。
【００６６】
そして、集計値が、所定の閾値以上の検査用領域１１１があれば（ステップＳ３０５肯定）、検査装置４０は、検査中の磁気記憶媒体を不良品と判定する（ステップＳ３０６）。一方、集計値が、所定の閾値以上の検査用領域１１１がなければ（ステップＳ３０５否定）、検査装置４０は、検査中の磁気記憶媒体を良品と判定する（ステップＳ３０７）。
【００６７】
なお、上記の例では、多磁区構造となっている検査用パターン１１３の数を検査用領域１１１毎に集計した結果に基づいて良品／不良品の判定を行っているが、多磁区構造となっている検査用パターン１１３の総数に基づいて良品／不良品の判定を行ってもよい。
【００６８】
上述してきたように、本実施例２では、９０度回転させた検査用パターン１１３を混在させて磁気記憶媒体１１を形成し、検査用パターン１１３を用いて磁気記憶媒体１１の品質を測定することとしたので、磁気記憶媒体の品質を容易かつ正確に測定できる。
【００６９】
以上の各実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００７０】
（付記１）ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと、
前記２つの長手パターンを結合する結合パターンと
を有する磁性体パターンを備えたことを特徴とする磁気記憶媒体。
【００７１】
（付記２）前記２つの長手パターンがそれぞれ異なるトラックに位置するように前記磁性体パターンが配置されたことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶媒体。
【００７２】
（付記３）前記磁性体パターンを９０度回転させた磁性体パターンをさらに備えたことを特徴とする付記１または２に記載の磁気記憶媒体。
【００７３】
（付記４）前記磁性体パターンは、前記２つの長手パターンの中心が前記結合パターンによって結合されたＨ型の形状であることを特徴とする付記１〜３のいずれか１つに記載の磁気記憶媒体。
【００７４】
（付記５）前記磁性体パターンは、外形寸法をＬ、厚さをｔ、飽和磁化をＩｓ、交換スティッフネス定数をＡ、磁気異方性定数をＫ、反磁界係数をＮとするときに
Ｎ＝１−（（（（Ｌ／ｔ）＾２）／（（（Ｌ／ｔ）＾２）−１）＾１．５）×ａｓｉｎ（（（（（Ｌ／ｔ）＾２）−１）＾０．５）／（Ｌ／ｔ））−１／（（（Ｌ／ｔ）＾２）−１））
および
Ｌ＝４（（ＡＫ）＾０．５）／（Ｎ（π＾２）（Ｉｓ＾２））
なる関係を満たすことを特徴とする付記１〜４のいずれか１つに記載の磁気記憶媒体。
【００７５】
（付記６）磁気記憶媒体を有する磁気記憶装置であって、
前記磁気記憶媒体は、
ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと、
前記２つの長手パターンを結合する結合パターンと
を有する磁性体パターンを備えたことを特徴とする磁気記憶装置。
【００７６】
（付記７）前記２つの長手パターンがそれぞれ異なるトラックに位置するように前記磁性体パターンが前記磁気記憶媒体に配置されたことを特徴とする付記６に記載の磁気記憶装置。
【００７７】
（付記８）前記磁性体パターンを９０度回転させた磁性体パターンを前記磁気記憶媒体がさらに備えたことを特徴とする付記６または７に記載の磁気記憶装置。
【００７８】
（付記９）前記磁性体パターンは、前記２つの長手パターンの中心が前記結合パターンによって結合されたＨ型の形状であることを特徴とする付記６〜８のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【００７９】
（付記１０）前記磁性体パターンは、外形寸法をＬ、厚さをｔ、飽和磁化をＩｓ、交換スティッフネス定数をＡ、磁気異方性定数をＫ、反磁界係数をＮとするときに
Ｎ＝１−（（（Ｌ／ｔ）＾２／（（Ｌ／ｔ）＾２−１）＾１．５）ａｓｉｎ（（（（Ｌ／ｔ）＾２−１）＾０．５）／（Ｌ／ｔ））＋１／（（Ｌ／ｔ）＾２−１）
および
Ｌ＝４（（ＡＫ）＾０．５）／（Ｎ（π＾２）（Ｉｓ＾２））
なる関係を満たすことを特徴とする付記６〜９のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【００８０】
（付記１１）磁気記憶媒体の検査方法であって、
ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、
前記長手形状の一方を前記第１の着磁ステップと逆の方向に着磁させる第２の着磁ステップと、
前記長手形状の一方から信号を読み取る第１の読み取りステップと、
前記長手形状の他方から信号を読み取る第２の読み取りステップと、
前記第１の読み取りステップで読み取られた信号と前記第２の読み取りステップで読み取られた信号の比較結果に基づいて、前記磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップと
を含んだことを特徴とする検査方法。
【００８１】
（付記１２）前記判定ステップは、前記第１の読み取りステップで読み取られた信号と前記第２の読み取りステップで読み取られた信号が相違する前記磁性体パターンの多さに基づいて、該磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定することを特徴とする付記１１に記載の検査方法。
【００８２】
（付記１３）磁気記憶媒体の検査方法であって、
クロストラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、
前記磁性体パターンの中心を通るトラックに、該磁性体パターンの中心で反転する信号を書き込む第２の着磁ステップと、
前記磁性体パターンの中心を通るトラックから信号を読み取る読み取りステップと、
前記読み取りステップにおいて前記磁性体パターンから読み取られた信号に基づいて、該磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップと
を含んだことを特徴とする検査方法。
【００８３】
（付記１４）前記判定ステップは、前記読み取りステップにおいて、信号が上下に交互に変化するダイビットパターンが再生された前記磁性体パターンの多さに基づいて、該磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定することを特徴とする付記１３に記載の検査方法。
【００８４】
（付記１５）磁気記憶媒体の検査装置であって、
ダウントラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、
前記長手形状の一方を前記第１の着磁ステップと逆の方向に着磁させる第２の着磁ステップと、
前記長手形状の一方から信号を読み取る第１の読み取りステップと、
前記長手形状の他方から信号を読み取る第２の読み取りステップと、
前記第１の読み取りステップで読み取られた信号と前記第２の読み取りステップで読み取られた信号の比較結果に基づいて、前記磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップと
を制御する制御部を有することを特徴とする検査装置。
【００８５】
（付記１６）前記判定ステップは、前記第１の読み取りステップで読み取られた信号と前記第２の読み取りステップで読み取られた信号が相違する前記磁性体パターンの多さに基づいて、該磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定することを特徴とする付記１５に記載の検査装置。
【００８６】
（付記１７）磁気記憶媒体の検査装置であって、
クロストラック方向に長手形状を有する２つの長手パターンと前記２つの長手パターンを結合する結合パターンとを有する磁性体パターン全体を一定の方向に着磁させる第１の着磁ステップと、
前記磁性体パターンの中心を通るトラックに、該磁性体パターンの中心で反転する信号を書き込む第２の着磁ステップと、
前記磁性体パターンの中心を通るトラックから信号を読み取る読み取りステップと、
前記読み取りステップにおいて前記磁性体パターンから読み取られた信号に基づいて、該磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定する判定ステップと
を制御する制御部を有することを特徴とする検査装置。
【００８７】
（付記１８）前記判定ステップは、前記読み取りステップにおいて、信号が上下に交互に変化するダイビットパターンが再生された前記磁性体パターンの多さに基づいて、該磁性体パターンが形成された磁気記憶媒体の品質を判定することを特徴とする付記１７に記載の検査装置。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本実施例に係る磁気記憶装置の斜面図である。
【図２】本実施例に係る磁気記憶媒体の模式図である。
【図３】検査用領域の一部とその周辺を含む領域の拡大図である。
【図４】多磁区構造となった検査用パターンの一例を示す図である。
【図５】本実施例に係る磁気記憶媒体の製造工程を示す図である。
【図６】本実施例に係る磁気記憶媒体の製造において用いられる露光装置の構成を示す図である。
【図７】検査用パターンおよび磁性ドットが形成される前の磁気記憶媒体の断面図である。
【図８】検査用パターンおよび磁性ドットが形成された後の磁気記憶媒体の断面図である。
【図９】本実施例に係る検査方法を実行する検査装置の構成を示す図である。
【図１０】本実施例に係る検査方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１−１】各検査用パターンを一定の方向に着磁させた段階を示す図である。
【図１１−２】各検査用パターンの一方の長手パターンを逆の方向に着磁させた段階を示す図である。
【図１１−３】一方の長手パターンの磁性方向の変化が他方の長手パターンに及んだ段階を示す図である。
【図１２】それぞれの長手パターンの再生波形を示す図である。
【図１３】検査用パターンのサイズと多磁区構造の発生率の関係を実験によって求めた結果を示す図である。
【図１４】垂直磁性層厚を２０ｎｍとし、外形寸法を８０ｎｍとした場合の検査用パターンの形状の一例を示す図である。
【図１５−１】反磁化モデルの一例を示す図である。
【図１５−２】交換スティッフネス定数の概念図である。
【図１５−３】異方性定数の概念図である。
【図１６】検査用パターンの形状の例を示す図である。
【図１７】検査用領域の一部とその周辺を含む領域の拡大図である。
【図１８】本実施例に係る検査方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図１９】検査用パターンに交番磁界を印加した段階を示す図である。
【図２０】ダイビット波形を検出する段階を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１  磁気記憶装置
１１  磁気記憶媒体
１１１  検査用領域
１１２  領域
１１３  検査用パターン
１１４  磁性ドット
１２  スピンドルモータ
１３  磁気ヘッド
１４  サスペンション
１５  ボイスコイルモータ
１６  ランプ
１７  制御回路
１８  ベース
２０  ＢＰＭ原盤
３０  露光装置
３０１  スピンドルモータ
３０２  電子源
３０３  電子線調整系
３０４  電子線集束系
３０５  メインコントローラ
３０６  フォーマッタ
３０７  スピンドルモータドライバ
３０８  ステージドライバ
３０９  電子源コントローラ
３１０  電子ビームコントローラ
４０  検査装置
４０１  スピンドルモータ
４０２  磁気ヘッド
４０３  サスペンション
４０４  ボイスコイルモータ
４０５  サーボコントローラ
４０６  プリアンプ
４０７  メインコントローラ
４０８  記憶部
【図１】
2010061748.tif 000003
【図２】
2010061748.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010061748.tif 000006
【図５】
2010061748.tif 000007
【図６】
2010061748.tif 000008
【図７】
2010061748.tif 000009
【図８】
2010061748.tif 000010
【図９】
2010061748.tif 000011
【図１０】
2010061748.tif 000012
【図１１−１】
2010061748.tif 000013
【図１１−２】
2010061748.tif 000014
【図１１−３】
2010061748.tif 000015
【図１２】
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【図１３】
2010061748.tif 000017
【図１４】
2010061748.tif 000018
【図１５−１】
2010061748.tif 000019
【図１５−２】
2010061748.tif 000020
【図１５−３】
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【図１６】
2010061748.tif 000022
【図１７】
2010061748.tif 000023
【図１８】
2010061748.tif 000024
【図１９】
2010061748.tif 000025
【図２０】
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