[發(fā)明專利]用于高精度點布置的改進電子束寫入

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910170424.1
• 申請日: 2009-08-17
• 公開（公告）號: CN101650948A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發(fā)明（設計）人: D·S·科沃;K·Y·李
• 申請（專利權）人: 希捷科技有限公司
• 主分類號: G11B5/09
• 分類號: G11B5/09;G11B5/012
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 錢慰民;謝喜堂

背景

通過使用寫入器和讀取器元件將磁存儲設備用于在磁存儲介質上存儲數(shù) 據(jù)，該寫入器和讀取器元件分別在介質上寫入和讀取磁數(shù)據(jù)。例如，盤存儲設 備一般適合于與共軸安裝在高速旋轉的設備的心軸電機上的一個或多個磁記 錄盤合作。當盤旋轉時，通過執(zhí)行器組件在盤的表面上移動一個或多個換能器， 即讀取和/或寫入頭，以讀取和寫入盤上數(shù)字信息。

倘若一般期望不斷增加數(shù)字信息量，磁存儲設備的設計者和制造者不斷嘗 試增加磁存儲介質的位密度。在磁記錄盤中，這意味著增加面密度，即盤上磁 道的數(shù)目和/或沿給定磁道的位的線密度。新材料以及新記錄方法已經(jīng)幫助增加 面密度。例如，已經(jīng)開發(fā)垂直磁記錄系統(tǒng)用于計算機硬盤驅動。因為發(fā)現(xiàn)磁通 量沿垂直取向磁化垂直記錄介質的磁記錄層，所以與縱向磁記錄系統(tǒng)相比可實 現(xiàn)更高的面密度。

還通過減少一個數(shù)據(jù)位中的磁晶粒的數(shù)目并通過同時減小磁晶粒的大小 來增加面密度。然而，在該過程中，由于需要提高磁介質的各向異性以便維持 較小磁晶粒的熱穩(wěn)定性，介質可寫入性成為問題。此外，由于晶粒的隨機布置， 還需要很多晶粒(例如，約40-60晶粒)來實現(xiàn)單個記錄位中的信噪比。以上 問題的一種解決方案涉及使用位圖案化的介質(BPM)。

在BPM中，使磁記錄表面圖案化以在預定位置提供相互分離的若干分立 的單疇磁島(通常每位一個島)。因為每個島的位置是預定的，所以每個記錄 位僅需要包含一個島，從而極大地提高面密度。伺服信息通常被包括在BPM 中以便為伺服控制系統(tǒng)提供定位信息。所以，在BPM上的寫入操作期間，能 夠將寫入或記錄頭精確地定位在給定的數(shù)據(jù)陣列上，例如數(shù)據(jù)磁道上，從而磁 化其上的位，其中通常將這些位稱為點。因此，例如，在磁記錄盤的旋轉期間， 寫入過程可與頭經(jīng)過的點精確同步，以便有助于將數(shù)據(jù)準確記錄至點和最后從 點讀回數(shù)據(jù)。

已經(jīng)對于磁存儲設備作出進一步努力，以增加BPM現(xiàn)在可提供的面密度。 磁記錄的一個問題是當寫入器尺寸收縮時輸出場變弱且彎曲。為了克服該問 題，可設計特殊安排的點以維持寬的寫入器和讀取器。例如，在磁記錄盤上， 可將每個同心磁道設置成持有點的兩個或更多編組(例如行)使得寬的寫入器 和讀取器仍能辨別各個點。因此，磁存儲設備被配置成與適合于在單次經(jīng)過 BPM期間寫入和讀取點的兩個或更多編組的寫入頭和讀取頭合作。在以這種 方式讀取點編組時，在相應的磁道在頭下移動時，可控制讀取頭從兩個或更多 編組讀取。因此，這些編組的點通常交錯使得頭能夠在單次經(jīng)過磁道時讀取每 個點。

如上所述的寫入過程要求編組內的相鄰點的非常高的布置精度，以確保適 當?shù)膶懭胪健Ｒ呀?jīng)證明這對于用旋轉電子束系統(tǒng)形成的主圖案有某種程度的 挑戰(zhàn)。如此，例如在兩行交錯點安排中，通常通過最初寫入第一行隨后寫入第 二行來完成電子束寫入。由于機械運動和每行的寫入之間的時間差 (time-delta)，難以控制相鄰點的相對布置。

圖1例示上述常規(guī)寫入技術。示出磁記錄盤2的一部分，且點4的四個部 分行被再分成兩個部分數(shù)據(jù)磁道6和8。在使用上述寫入技術時，當盤2在頭 下旋轉時，將記錄頭(未示出)定位在數(shù)據(jù)磁道之一上，例如數(shù)據(jù)磁道6，并 寫入點4的相應第一行，例如行7a。如此，當盤2沿方向A一般地旋轉時， 第一行的點4沿方向B(點4之間的箭頭方向)順序地寫入。在第一行被寫入 之后，當盤2旋轉時類似地寫入這些數(shù)據(jù)磁道的第二行——例如行7b。隨后， 可將記錄頭定位在相鄰的數(shù)據(jù)磁道上，例如數(shù)據(jù)磁道8，使得同樣地寫入該磁 道的相應行9a和9b。

如上所述，對數(shù)據(jù)陣列中的點的單個編組的寫入提出了精確同步寫入過程 的挑戰(zhàn)。然而，當寫入數(shù)據(jù)陣列的點的兩個或多個編組使得隨后可在記錄頭的 單次經(jīng)過中讀取這些編組時，遇到更大的困難。例如，就點的兩個相鄰行而論， 進一步的挑戰(zhàn)涉及與第二寫入行同步，使得相對于點的第一寫入行精確寫入其 中的每個點。這種相對于點的第二行精確布置數(shù)據(jù)尤其使點編組的后續(xù)讀回中 的差錯最小化。正如已知的，相鄰行的布置精度一般取決于圖案時鐘與心軸編 碼器的精確鎖相。然而，如下所述，發(fā)現(xiàn)由于在維持這種位置精度中的欠缺而 出現(xiàn)差錯。