(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボ情報が書込まれて互いに孤立した軟磁性材料からなるライン状の周期的な軟磁性パターンが非磁性基板の表面部分に埋め込まれたマスターディスクを磁気記録ディスク上に密着または近接させた状態で、外部から磁場を印加することで、前記軟磁性パターンに書込まれている前記サーボ情報を前記磁気記録ディスク表面の磁気記録層に磁気的に転写をおこなうために、前記磁気記録ディスクの磁気媒体の中心と前記マスターディスクの中心付近に同心円に配置されている前記軟磁性パターンの中心とを一致させ密着させる方法において、
前記マスターディスク上に位置認識用に形成した位置決めマークを設け、該位置決めマークを光源で照らし、該位置決めマーク周辺からの反射光を受光センサーを用いることによって画像認識し、該画像認識に基づいて前記マスターディスクの位置決めを行うものであって、
前記位置決めマークの認識に用いる光の波長を、前記マスターディスクの上部表面のＤＬＣ膜で反射される反射光強度ができるだけ小さく、かつ前記マスターディスクの下部基板の表面まで到達して反射される反射光強度と前記位置決めマークで反射される反射光強度との比を大きくとることができる特定の波長範囲に限定することを特徴とするマスターディスク位置決めマークの認識方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、波長選択フィルターを用いて前記受光センサーに入射する前記光線の波長範囲を選択することを特徴とするマスターディスク位置決めマークの認識方法。
【請求項３】
請求項１に記載の発明において、前記光源として限定された波長領域の光源からの光線を前記位置決めマークに照射し、該位置決めマークからの反射光を前記受光センサーに入射させることを特徴とするマスターディスク位置決めマークの認識方法。
【請求項４】
請求項１に記載の発明において、前記光源として限定された波長領域かつ偏光された光源からの光線を前記位置決めマークに照射し、該位置決めマークからの反射光を偏光フィルターを通して前記受光センサーに入射させることを特徴とするマスターディスク位置決めマークの認識方法。
【請求項５】
請求項１に記載の発明において、前記マスターディスク上に位置認識用に形成した前記位置決めマークの材料と前記軟磁性パターンの材料とをそれぞれ異なる材料を用いることを特徴とするマスターディスク位置決めマークの認識方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、前記マスターディスクの製造工程に軟磁性パターンの成膜工程に加えて、前記位置決めマークの成膜工程を追加し、該位置決めマークの成膜工程において、軟磁性を示さない材料の中から、反射率が前記マスターディスクの基板と大きく異なる材料を前記位置決めマークの材料として選択することを特徴とするマスターディスク位置決めマークの認識方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現在コンピュータの外部記憶装置として主流となっている磁性膜を記録材料として用いるハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと略記）において、磁気記録ディスク表面へ書込まれているデータ書込み／読み出しヘッドの位置決め用サーボ信号を磁気的に転写技術を用いて書込む方法に関し、特にマスターディスク位置決めマークの認識方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、ハードディスクドライブ装置では、回転している磁気記録ディスク表面上を、磁気ヘッドがスライダーと呼ばれる浮上機構によってデイスク表面上数十ｎｍの距離を保って浮上しながデータの記録・再生が行われている。磁気ディスク上のビット情報は、ディスクに同心円上に配置されたデータトラックに格納されており、データ記録／再生用ヘッドはディスク面上の目的のデータトラックに高速で移動・位置決めされることによってデータの記録・再生を行っている。
【０００３】
磁気記録ディスク面上には、ヘッドとデータトラックとの相対位置を検出するための位置決め信号（サーボ信号）が同心円上に書込まれており、データの記録再生を行っているヘッドが一定時間間隔で自分の位置を検出している。このサーボ信号の書込み信号の中心が、ディスクの中心（あるいはヘッドの軌道の中心）から偏芯しないよう、ＨＤＤ装置に記録ディスクを組み込んだ後、サーボライターと呼ばれる専用の装置を用いて書込まれている。
【０００４】
現在、開発段階で記録密度が２０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ2に達するとともに、年率６０％で記録容量が増加している。これにともなって、ヘッドが自分の位置を検出するためのサーボ信号の密度も上昇しており、サーボ信号の書込み時間も年々増加する傾向にある。このサーボ信号の書込み時間の増加は、ＨＤＤの生産性低下、コスト増加をもたらす一つの大きな要因になっている。
【０００５】
最近になって上述したサーボライターの信号書込みヘッドを用いてサーボ信号を書込む方式に対して、磁気的な転写によってサーボ信号を一括して書込み、飛躍的にサーボ情報の書込み時間を短縮しようとする技術開発が行われている。図７および図８は、この磁気転写技術を説明したものである。
【０００６】
図７の（ａ）は磁気ディスクの表面上を永久磁石が一定間隔（ｌｍｍ以下）を保ちながら移動する様子を基板の断面方向から表したものである。基板上に成膜された磁性層は当初一定の方向に磁化された状態にはないが、永久磁石のギャップから漏れた磁界によって一定方向に磁化される。同図の磁性層に記された矢印は永久磁石の移動路を表したもので、磁性層は円周方向に一様に磁化される。この工程は初期消磁工程と呼ばれる。
【０００７】
図７の（ｂ）は、磁気転写用マスターディスク（以下、マスターディスクと略記）を磁気ディスクの上に配置して位置合せをしている状態を表している。
【０００８】
図７の（ｃ）はマスターディスクを磁気ディスクの表面に密着させ、磁気転写用の永久磁石を図中の移動路（矢印で図示）に沿って移動させることによって磁気転写を行う様子を表している。
【０００９】
図８の（ａ）は初期消磁工程を示す。図８の（ｂ）は磁気転写を実行する転写パターン書込み工程を示す。同図に示すように、マスターディスクはシリコン基板の媒体表面に接する面側に、軟磁性膜（同図ではＣｏ系軟磁性膜）が埋め込まれた構造をしている。同図のように永久磁石と磁気ディスクの間に軟磁性膜のパターンを埋め込んだ基板を介すると、永久磁石から漏れてシリコン基板に浸透した磁界（転写信号書込みの磁界の向きは消磁磁界と反対方向）は、軟磁性膜のない位置では再びシリコン基板を透過して礎性層を磁化することができるが、軟磁性パターンがある部分では磁気抵抗の小さい磁気経路となるように軟磁性膜を通過する。このため、軟磁性層のある位置ではシリコン基板から漏れ出す磁界が小さくなり、新たに磁化の書込みは行われない。以上のような機構でサーボ信号の磁気転写がおこなわれる。
【００１０】
このような磁気転写を行う場合には、マスターディスクに埋め込まれたサーボパターン（マスターディスク表面に埋め込まれている軟磁性パターン）の中心と磁気媒体（磁気記録ディスク）の中心とを一致させる必要がある。互いの中心を一致させるためには、磁気媒体およびマスターディスク上のサーボパターンの中心位置をそれぞれ求めることが必要となる。磁気媒体の中心位置の確認方法は、媒体の外周端部分にレーザ光を照射した状態でチャックに保持された媒体を回転させ、反射光の変化からチャックの中心と媒体の中心との偏芯量を求めるものである。
【００１１】
図９は従来技術によるマスターディスク上の軟磁性パターン８の中心位置の認識方法を説明する図である。チャック４に保持された磁気媒体３にマスターディスクを接近させていき、密着させる直前にマスターディスクの中心部分に設けてある位置決め用のマーク９［平面形状が単純な円形パターン（２００〜３００μｍφ）や十字パターンなど（２００〜３００μｍ角）］を用いてマスターディスクの位置を認識し、磁気媒体３の中心にマスターディスクの中心が一致するように、マスターディスクの位置を補正しながら磁気媒体３に密着させる。
【００１２】
具体的には、図９に示したように、チャック４の後方から小型の白熱電球（例えば、ハロゲンランプ）１で位置決めマーク９の周辺を照らし、そのマーク９からの反射光をＣＣＤカメラ２で受光し、得られた電気信号を画像処理することによってマスターディスクの位置を認識している。
【００１３】
チャック４は中空の構造となっており、また磁気媒体３もその中心部分が開口しているドーナツ形状であるため、磁気媒体３の後方からの光はマスターディスク表面に直接、直行して容易に到達できる。チャック４の部分の１０で示す内側が中空となっている。位置決めマーク９の材料（Ｃｏ系合金）と基板材料（単結晶シリコン）では、その反射率に違いがあるため、容易に位置決めマーク９の位置を認識することが可能である。
【００１４】
図１０はシリコン基板表面に軟磁性埋め込みパターンを形成する断面工程図である。以下は各工程の説明である。
【００１５】
（ａ）の工程では、フォトレジスト１９をシリコン基板７上に〜１μｍ塗布した後、フォトマスクを用いて露光および現像を行う。図１０の（ａ）に図示した現像後のフォトレジスト１９のパターンは最終の埋め込み軟磁性パターン８の反転したパターンになっている。
【００１６】
（ｂ）の工程では、反応性イオンエッチング法を用いて、図１０の（ｂ）のように、シリコンの表面を５００ｎｍ程度エッチングする。
【００１７】
（ｃ）の工程では、軟磁性膜としてＣｏ系合金をスパッタリング法を用いて成膜する。膜厚はシリコン表面をエッチングした分だけ埋め込むように５００ｎｍである。膜成長に寄与するスパッタ粒子（Ｃｏ系合金粒子）の飛行方向はシリコン基板表面に垂直になるように制御されているため、図１０の（ｃ）のように、シリコン基板表面に対して垂直な面には軟磁性膜の膜成長は行われない。
【００１８】
（ｄ）の工程では、基板をレジストの溶剤に浸し溶解する。これによって、溶解されたレジスト上の軟磁性膜も洗い流されるため、図１０の（ｄ）のような軟磁性の埋め込みパターン８、９だけが残った断面形状が得られる。
【００１９】
ここまではマスターディスクの中心と磁気媒体の中心とを位置決めする方法をマスターディスクの基本構成を用いて述べたが、実際の転写工程ではマスターディスクの寿命を長くする目的で、ＤＬＣ（Diamond like carbon）膜が保護膜（〜３０ｎｍ）としてマスターディスク表面へ成膜されている。ＤＬＣ膜を形成したマスターディスクでは、位置決めマーク９とシリコン基板７からの反射光の強度比が小さくなり、これまで述べた従来技術では位置決めマーク９を認識できないという、解決すべき課題が生じた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
図１１は上述した本発明が解決しようとする課題を説明する図である。図１１の（ａ），（ｂ）を参照して、ＤＬＣ膜の有無によるマスターディスクからの反射光強度を比較する。
【００２１】
図１１の（ａ）に示すＤＬＣ膜が形成されていないマスターディスクでは、強度がＩ0の光線１３をシリコン基板７の表面および軟磁性膜９の表面に入射させた場合の反射光強度をそれぞれＩS1，ＩM1とすると、シリコン基板７の表面および軟磁性膜８、９の表面からの反射光の比はＩS1／ＩM1で表わすことができる。
【００２２】
一方、図１１の（ｂ）に示すＤＬＣ膜を形成したマスターディスクでは、強度Ｉ0の光線１３をシリコン基板７の表面に入射させた場合の反射光には、シリコン基板７の表面まで到達して反射される光ＩS2とＤＬＣ膜１８の表面で反射される光ＩCが含まれている。ここで、反射光ＩS2はＤＬＣ膜がない場合の反射光ＩS1に比べると、ＤＬＣ膜１８を透過する過程で吸収および散乱されるため、さらに弱められる。軟磁性膜８、９によって反射される光ＩM2についても同様のことが言える。したがって、ＤＬＣ膜１８がある場合のシリコン基板７の表面および軟磁性膜８、９の表面からの反射光の強度比は、（ＩS2＋Ｉ0C）／（ＩM2＋ＩC）で表わされる。したがって、ＤＬＣ膜１８がある場合のシリコン基板７の表面および軟磁性膜８、９の表面からの反射光の比はＤＬＣ膜がない場合の比ＩS1／ＩM1よりも一般に１に近い値となり、ＩCが大きくなるに伴って１（シリコン基板表面および軟磁性膜の表面からの反射光の強度が等しくなり区別ができない状態）に漸近することになる。
【００２３】
位置決めマーク９の視認性を高めるためには（Ｉ0S2＋ＩC）／（ＩM2＋ＩC）の値を１からより離れた値にすることが求められる。
【００２４】
本発明の目的は、上記のような課題を解決するため、マスターディスクの上部表面のＤＬＣ膜で反射される反射光強度ＩCをゼロに近づけること、およびマスターディスクの下部シリコン基板の表面まで到達して反射される反射光強度ＩS2と位置決めマークで反射される反射光強度ＩM2の比を大きくすることで、位置決めマークの視認性を高めることにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
シリコン基板表面および軟磁性膜の表面からの反射光強度は、それぞれ光の波長の関数になっている。請求項１に記載の発明は、この点に着目したものであり、マスターディスクの上部表面のＤＬＣ膜で反射される反射光強度Ｉｃができるだけ小さく、かつマスターディスクの下部基板の表面まで到達して反射される反射光強度ＩＳ２と位置決めマークで反射される反射光強度ＩＭ２の比を大きくとることができる波長を選択的に利用する、つまり位置決めマークの認識に用いる光の波長を特定の波長範囲に限定することによって、（ＩＳ２＋Ｉｃ）／（ＩＭ２＋ＩＣ）の値を１からより離れた値にし、位置決めマークの視認性を高めることを特徴とする。
【００２６】
ここで、波長選択フィルターを用いて受光センサーに入射する光線の波長範囲を選択することを特徴とすることができる。
【００２７】
また、限定された波長領域の光源からの光線を位置決めマークに照射し、その反射光を光センサーに入射させることを特徴とすることができる。
【００２８】
また、限定された波長領域かつ偏光された光源からの光線を位置決めマークに照射し、その反射光を偏光フィルターを通して受光センサーに入射させることを特徴とすることができる。
【００２９】
さらに、マスターディスクの製造工程に軟磁性パターンの成膜工程に加えて、位置決めマークの成膜工程を追加し、位置決めマークの成膜工程において、軟磁性を示さない材料の中から、反射率がマスターディスクの基板と大きく異なる材料を位置決めマークの材料として選択することを特徴とすることができる。
【００３０】
ここで、マスターディスクの製造工程に軟磁性マークの成膜工程に加えて、位置決めマークの成膜工程を追加し、この位置決めマークの成膜工程において、軟磁性を示さない幅広い材料の中から、反射率がマスターディスクの基板と大きく異なる材料を位置決めマークの材料として選ぶことを特徴とすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の発明を適用した、本発明の第１の実施形態における構成例を示す。ここで、１は光源、２は受光センサー（ＣＣＤ受光素子）、３は磁気媒体（磁気記録ディスク）、４は媒体保持用チャック、５は位置決めマーク周辺への照射光、６は位置決めマーク周辺からの反射光、７はマスターディスクのシリコン基板、８はサーボパターンの書き込まれた軟磁性埋込み層、９は位置決めマーク、１０はチャックの中空、１１はマスターディスク保持用のシャフト、１２は光学フィルター、１８はＤＬＣ膜である。
【００３３】
図１に示すように、本実施形態では、媒体保持用チャック４の裏面に波長７００ｎｍ以上をカットするＩＲ（赤外線）カット・フィルター１２を取り付けたものである。軟磁性層８としては純Ｃｏを用いている。軟磁性層８の厚さは５００ｎｍである。
【００３４】
（第２の実施形態）
図２は本発明の第１の発明を適用した、本発明の第２の実施形態における構成例を示す。同図に示すように、本実施形態では、光源１の直前に、波長７００ｎｍ以上をカットする上記ＩＲカット・フィルターフィルター１２を置き、光源１からの光のみを、この光学フィルター１２に透過させる配置構成にしている。
【００３５】
（第３の実施形態）
図３は本発明の第１の発明を適用した、本発明の第３の実施形態における構成例を示す。同図に示すように、本実施形態では、受光センサー（ＣＣＤ受光素子）２の受光面に波長７００ｎｍ以上をカットする上記ＩＲカット・フィルターフィルター１２を置き、位置決めマーク９の周辺の反射光６のみがこの光学フィルター１２を通す配置構成にしている。
【００３６】
なお、上述した図１〜図３の実施形態のいずれの場合にも、光源１としては１０Ｗの小型白熱電球（ハロゲン・ランプ）を用いている。
【００３７】
（第４の実施形態）
図４は本発明の第１の発明を適用した、本発明の第４の実施形態における構成例を示す。同図に示すように、本実施形態では、第１〜第３の実施形態で説明したような、位置決めマーク９周辺へ照射する光の周波数範囲を光学フィルター１２を用いて選択するのではなく、光源１にレーザを用いる。
【００３８】
このレーザ１としては、Ａｒイオンレーザーの波長５１４．５ｎｍの光線を用いた。その光出力は数ｍＷであり、ビーム・エクスパンダーを用いて入射ビームの直径を２ｃｍ程度まで拡大している。
【００３９】
次に、上述した第１〜第４の実施形態における作用・効果について説明する。
【００４０】
上述したように、位置決めマークの認識に用いる光を特定の波長範囲に限定することによって、マスターディスクの保護膜であるＤＬＣ膜１８からの反射が小さく、かつマスターディスク基板（シリコン基板）７の表面と位置決めマーク９の表面からの反射光強度の差が最も大きくなるようにすることができ、これによって位置決めマークの認識性を高めることができる。
【００４１】
第１〜第４の実施形態で示したマスターディスク基板７としてシリコン基板、位置決めマーク９の材料として純Ｃｏ、光源１としてハロゲンランプを用い、光学フィルター１２として７００ｎｍ以下をカットするフィルターを用いた場合には、ＤＬＣ膜１８がある場合の軟磁性膜９からの反射光１５に対するシリコン基板７表面からの反射光１４の光強度比である（ＩS2＋ＩC）／（ＩM2＋ＩC）の１からの差をみると、フィルター１２を用いた場合には、用いない場合に比較して、３０％程度の差の拡大が確認され、認識性が明らかに改善された。
【００４２】
（第５の実施形態）
図５は本発明の第１の発明を適用した、本発明の第５の実施形態における構成例を示す。同図に示すように、本実施形態では、光源１に第４の実施形態と同様のレーザを用い、かつ受光センサー２の前に偏光フィルター２１を置いた配置構成にしている。
【００４３】
本発明の第５の実施形態によれば、光源１にレーザ光を用いることに加えて、異なる材料からの反射光の偏光度の違いをも利用することによって、位置決めマークの認識性が向上する。
【００４４】
（第６の実施形態）
図６は本発明の第２の発明を適用した、本発明の第６の実施形態におけるマスターディスクの製造工程を示し、特に従来技術で行う軟磁性埋め込み層を形成する前に、位置決め用マークのパターニングを行う工程を断面図を用いて表わしたものである。ここで、７はマスターディスクのシリコン基板、８はサーボパターンの書き込まれた軟磁性埋込み層、９は位置決めマーク、１９はフォトレジスト、２０はアルミシリサイドの膜（位置決めマーク用の薄膜）である。
【００４５】
図６の（ａ）の工程において、シリコン基板７の表面にアルミシリサイド（２％程度のシリコンを含んだアルミ）の膜２０をスパッタリング法を用いて１００ｎｍ程度成膜した後、フォトレジスト１９をアルミシリサイドの膜２０上に〜０．５μｍ塗布した後、フォトマスクを用いた露光、および現像を行うことによって、マスターディスクの中心に位置決めマークとなるパターン９を形成する。
【００４６】
図６の（ｂ）〜（ｅ）に示す、これ以降の工程は従来技術の図１０で既述した方法とまったく同じように、シリコン基板７へ軟磁性パターン８を埋め込む工程を行う。アルミシリサイドの他の薄膜材料としては、純アルミ、シリコン酸化膜、純クロムなどを使用した。
【００４７】
本発明の第６の実施形態によれば、位置決めマーク９のパターニング工程を軟磁性膜のパターニングと独立させたことによって、位置決めマーク９の材料をマスターディスク基板（例えば、シリコン基板）７との反射率だけが大きく異なるという基準で選択することが可能となる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、位置決めマークの認識に用いる光を特定の波長範囲に限定することによって、マスターディスクの保護膜であるＤＬＣ膜からの反射が小さく、かつマスターディスク基板（シリコン基板）表面と位置決めマーク表面からの反射光強度の差が最も大きくなるようにすることができ、これによって位置決めマークの認識性を高めることができる。
【００４９】
また、本発明によれば、光源にレーザ光を用いることに加えて、異なる材料からの反射光の偏光度の違いをも利用することによって、位置決めマークの認識性が向上する。
【００５０】
また、本発明によれば、位置決めマークのパターニング工程を軟磁性膜のパターニングと独立させたことによって、位置決めマークの材料をマスターディスク基板との反射率だけが大きく異なるという基準で選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の発明を適用した、本発明の第１の実施形態におけるマスターディスク位置決めマークの認識装置の配置構成例を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の発明を適用した、本発明の第２の実施形態におけるマスターディスク位置決めマークの認識装置の配置構成例を示す模式図である。
【図３】本発明の第１の発明を適用した、本発明の第３の実施形態におけるマスターディスク位置決めマークの認識装置の配置構成例を示す模式図である。
【図４】本発明の第１の発明を適用した、本発明の第４の実施形態におけるマスターディスク位置決めマークの認識装置の配置構成例を示す模式図である。
【図５】本発明の第１の発明を適用した、本発明の第５の実施形態におけるマスターディスク位置決めマークの認識装置の配置構成例を示す模式図である。
【図６】本発明の第２の発明を適用した、本発明の第６の実施形態におけるマスターディスクの製造工程を示す断面図である。
【図７】従来技術における磁気転写の工程を示す斜視図である。
【図８】従来技術における磁気転写の工程を示す断面図である。
【図９】従来技術におけるマスターディスク位置決めマークの認識装置の配置構成例を示す模式図である。
【図１０】従来技術におけるマスターディスクの製造工程を示す断面図である。
【図１１】本発明が解決しようとする従来技術の課題を説明する断面図である。
【符号の説明】
１  光源
２  受光センサ（ＣＣＤ受光素子）
３  磁気媒体
４  媒体保持用チャック
５  位置決めマーク周辺への照射光
６  位置決めマーク周辺からの反射光
７  マスターディスクのシリコン基板
８  サーボパターンの書き込まれた軟磁性埋込み層
９  位置決めマーク
１０  チャックの中空
１１  マスターディスク保持用のシャフト
１２  光学フィルター（ＩＲカット・フィルターフィルター）
１３  入射光
１４  シリコン基板表面からの反射光
１５  軟磁性層表面からの反射光
１６  シリコン基板に入射する光がＤＬＣ膜表面で反射された光
１７  軟磁性膜に入射する光がＤＬＣ膜表面で反射された光
１８  ＤＬＣ膜
１９  フォトレジスト
２０  アルミシリサイドの膜（位置決めマーク用の薄膜）
２１  偏光フィルター
【図１】
0004036602.tif 000002
【図２】
0004036602.tif 000003
【図３】
0004036602.tif 000004
【図４】
0004036602.tif 000005
【図５】
0004036602.tif 000006
【図６】
0004036602.tif 000007
【図７】
0004036602.tif 000008
【図８】
0004036602.tif 000009
【図９】
0004036602.tif 000010
【図１０】
0004036602.tif 000011
【図１１】
0004036602.tif 000012