[发明专利]用于高精度点布置的改进电子束写入

说明书

背景

通过使用写入器和读取器元件将磁存储设备用于在磁存储介质上存储数 据，该写入器和读取器元件分别在介质上写入和读取磁数据。例如，盘存储设 备一般适合于与共轴安装在高速旋转的设备的心轴电机上的一个或多个磁记 录盘合作。当盘旋转时，通过执行器组件在盘的表面上移动一个或多个换能器， 即读取和/或写入头，以读取和写入盘上数字信息。

倘若一般期望不断增加数字信息量，磁存储设备的设计者和制造者不断尝 试增加磁存储介质的位密度。在磁记录盘中，这意味着增加面密度，即盘上磁 道的数目和/或沿给定磁道的位的线密度。新材料以及新记录方法已经帮助增加 面密度。例如，已经开发垂直磁记录系统用于计算机硬盘驱动。因为发现磁通 量沿垂直取向磁化垂直记录介质的磁记录层，所以与纵向磁记录系统相比可实 现更高的面密度。

还通过减少一个数据位中的磁晶粒的数目并通过同时减小磁晶粒的大小 来增加面密度。然而，在该过程中，由于需要提高磁介质的各向异性以便维持 较小磁晶粒的热稳定性，介质可写入性成为问题。此外，由于晶粒的随机布置， 还需要很多晶粒(例如，约40-60晶粒)来实现单个记录位中的信噪比。以上 问题的一种解决方案涉及使用位图案化的介质(BPM)。

在BPM中，使磁记录表面图案化以在预定位置提供相互分离的若干分立 的单畴磁岛(通常每位一个岛)。因为每个岛的位置是预定的，所以每个记录 位仅需要包含一个岛，从而极大地提高面密度。伺服信息通常被包括在BPM 中以便为伺服控制系统提供定位信息。所以，在BPM上的写入操作期间，能 够将写入或记录头精确地定位在给定的数据阵列上，例如数据磁道上，从而磁 化其上的位，其中通常将这些位称为点。因此，例如，在磁记录盘的旋转期间， 写入过程可与头经过的点精确同步，以便有助于将数据准确记录至点和最后从 点读回数据。

已经对于磁存储设备作出进一步努力，以增加BPM现在可提供的面密度。 磁记录的一个问题是当写入器尺寸收缩时输出场变弱且弯曲。为了克服该问 题，可设计特殊安排的点以维持宽的写入器和读取器。例如，在磁记录盘上， 可将每个同心磁道设置成持有点的两个或更多编组(例如行)使得宽的写入器 和读取器仍能辨别各个点。因此，磁存储设备被配置成与适合于在单次经过 BPM期间写入和读取点的两个或更多编组的写入头和读取头合作。在以这种 方式读取点编组时，在相应的磁道在头下移动时，可控制读取头从两个或更多 编组读取。因此，这些编组的点通常交错使得头能够在单次经过磁道时读取每 个点。

如上所述的写入过程要求编组内的相邻点的非常高的布置精度，以确保适 当的写入同步。已经证明这对于用旋转电子束系统形成的主图案有某种程度的 挑战。如此，例如在两行交错点安排中，通常通过最初写入第一行随后写入第 二行来完成电子束写入。由于机械运动和每行的写入之间的时间差 (time-delta)，难以控制相邻点的相对布置。

图1例示上述常规写入技术。示出磁记录盘2的一部分，且点4的四个部 分行被再分成两个部分数据磁道6和8。在使用上述写入技术时，当盘2在头 下旋转时，将记录头(未示出)定位在数据磁道之一上，例如数据磁道6，并 写入点4的相应第一行，例如行7a。如此，当盘2沿方向A一般地旋转时， 第一行的点4沿方向B(点4之间的箭头方向)顺序地写入。在第一行被写入 之后，当盘2旋转时类似地写入这些数据磁道的第二行——例如行7b。随后， 可将记录头定位在相邻的数据磁道上，例如数据磁道8，使得同样地写入该磁 道的相应行9a和9b。

如上所述，对数据阵列中的点的单个编组的写入提出了精确同步写入过程 的挑战。然而，当写入数据阵列的点的两个或多个编组使得随后可在记录头的 单次经过中读取这些编组时，遇到更大的困难。例如，就点的两个相邻行而论， 进一步的挑战涉及与第二写入行同步，使得相对于点的第一写入行精确写入其 中的每个点。这种相对于点的第二行精确布置数据尤其使点编组的后续读回中 的差错最小化。正如已知的，相邻行的布置精度一般取决于图案时钟与心轴编 码器的精确锁相。然而，如下所述，发现由于在维持这种位置精度中的欠缺而 出现差错。