(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に磁性層とフッ素を含む潤滑層を有してなる磁気記録媒体に対し、マスクを介してエネルギー線を照射し、前記磁性層の被照射部を加熱する工程と、磁性層に外部磁界を印加する工程とを含む磁化パターン形成方法であって、
前記マスクは、透明基体上にシリコンを主成分とする前記エネルギー線に対する非透過部の層を有することを特徴とする磁化パターン形成方法。
【請求項２】
前記シリコンを主成分とする非透過部の層の上に、酸化シリコンを主成分とする誘電体層を設けたマスクを用いる請求項１に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項３】
酸化シリコンを主成分とする誘電体層を前記マスクの前記磁気記録媒体と対向する面に設けたマスクを用いる請求項１に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項４】
基板上に磁性層とフッ素を含む潤滑層を有してなる磁気記録媒体に対し、マスクを介してエネルギー線を照射し、前記磁性層の被照射部を加熱する工程と、磁性層に外部磁界を印加する工程とを含む磁化パターン形成方法に用いるマスクであって、
透明基体上にシリコンを主成分とする非透過部の層を有してなることを特徴とするマスク。
【請求項５】
前記シリコンを主成分とする非透過部の層の上に、酸化シリコンを主体とする誘電体層が設けられた請求項４に記載のマスク。
【請求項６】
前記シリコンを主成分とする非透過部の層と前記酸化シリコンを主体とする誘電体層は、化学的エッチング処理の後に酸化性ガスによるフォトレジストの除去を行うことで形成することを特徴とする請求項５に記載のマスク。
【請求項７】
酸化シリコンを主成分とする誘電体層を前記マスクの前記磁気記録媒体と対向する面に設けた請求項４に記載のマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気記録装置に用いられる磁気記録媒体の磁化パターン形成時におけるマスク手段、及び磁化パターン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスク装置（ハードディスクドライブ）に代表される磁気記録装置はコンピュータなどの情報処理装置の外部記憶装置として広く用いられ、近年は動画像の録画装置やセットトップボックスのための記録装置としても使用されつつある。
【０００３】
磁気ディスク装置は、通常、磁気ディスクを１枚或いは複数枚を串刺し状に固定するシャフトと、該シャフトにベアリングを介して接合された磁気ディスクを回転させるモータと、記録及び／又は再生に用いる磁気ヘッドと、該ヘッドが取り付けられたアームと、ヘッドアームを介してヘッドを磁気記録媒体上の任意の位置に移動させることのできるアクチュエータとからなる。記録再生用ヘッドは通常浮上型ヘッドで、磁気記録媒体上を一定の浮上量で移動している。また、浮上型ヘッドの他に媒体との距離をより縮めるために、コンタクトヘッド（接触型ヘッド）の使用も提案されている。
【０００４】
磁気ディスク装置に搭載される磁気記録媒体は、一般にアルミニウム合金などからなる基板の表面にＮｉＰ層を形成し、所要の平滑化処理、テキスチャリング処理などを施した後、その上に、金属下地層、磁性層（情報記録層）、保護層、潤滑層などを順次形成して作製されている。あるいは、ガラスなどからなる基板の表面に金属下地層、磁性層（情報記録層）、保護層、潤滑層などを順次形成して作製されている。磁気記録媒体には面内磁気記録媒体と垂直磁気記録媒体とがある。面内磁気記録媒体は、通常、長手記録が行われる。
【０００５】
磁気記録媒体の高密度化は年々その速度を増しており、これを実現する技術には様々なものがある。例えば磁気ヘッドの浮上量をより小さくしたり磁気ヘッドとしてＧＭＲヘッドを採用したり、また磁気ディスクの記録層に用いる磁性材料を保磁力の高いものにするなどの改良や、磁気ディスクの情報記録トラックの間隔を狭くするなどが試みられている。例えば１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2を実現するには、トラック密度は１００ｋｔｐｉ以上が必要とされる。
【０００６】
各トラックには、磁気ヘッドを制御するための制御用磁化パターンが形成されている。例えば磁気ヘッドの位置制御に用いる信号や同期制御に用いる信号である。情報記録トラックの間隔を狭めてトラック数を増加させると、データ記録／再生用ヘッドの位置制御に用いる信号（以下、「サーボ信号」と言うことがある。）もそれに合わせてディスクの半径方向に対して密に、すなわちより多く設けて精密な制御を行えるようにしなければならない。
【０００７】
また、データ記録に用いる以外の領域、即ちサーボ信号に用いる領域や該サーボ領域とデータ記録領域の間のギャップ部を小さくしてデータ記録領域を広くし、データ記録容量を上げたいとの要請も大きい。このためにはサーボ信号の出力を上げたり同期信号の精度を上げる必要がある。
従来広く製造に用いられている方法は、ドライブ（磁気記録装置）のヘッドアクチュエータ近傍に穴を開け、その部分にエンコーダ付きのピンを挿入し、該ピンでアクチュエータを係合し、ヘッドを正確な位置に駆動してサーボ信号を記録するものである。しかしながら、位置決め機構とアクチュエータの重心が異なる位置にあるため、高精度のトラック位置制御ができず、サーボ信号を正確に記録するのが困難であった。
【０００８】
一方、レーザビームを磁気ディスクに照射してディスク表面を局所的に変形させ物理的な凹凸を形成することで、凹凸サーボ信号を形成する技術も提案されている。しかし、凹凸により浮上ヘッドが不安定となり記録再生に悪影響を及ぼす、凹凸を形成するために大きなパワーをもつレーザビームを用いる必要がありコストがかかる、凹凸を１ずつ形成するために時間がかかる、といった問題があった。
【０００９】
このため新しいサーボ信号形成法が提案されている。
一例は、高保磁力の磁性層を持つマスターディスクにサーボパターンを形成し、マスターディスクを磁気記録媒体に密着させるとともに、外部から補助磁界をかけて磁化パターンを転写する方法である（ＵＳＰ５，９９１，１０４号）。
他の例は、媒体を予め一方向に磁化しておき、マスターディスクに高透磁率で低保磁力の軟磁性層などをパターニングし、マスターディスクを媒体に密着させるとともに外部磁界をかける方法である。軟磁性層がシールドとして働き、シールドされていない領域に磁化パターンが転写される（特開昭５０−６０２１２号公報（ＵＳＰ３、８６９、７１１号）、特開平１０−４０５４４号公報（ＥＰ９１５４５６号）、"Readback Properties of Novel Magnetic Contact Duplication Signals with High Recording Density FD"(Sugita,R et.al, Digest of InterMag 2000, GP-06, IEEE発行)参照）。
【００１０】
本技術はマスターディスクを用い、強力な磁界によって磁化パターンを媒体に形成している。
一般に磁界の強度は距離に依存するので、磁界によって磁化パターンを記録する際には、漏れ磁界によってパターン境界が不明瞭になりやすい。そこで、漏れ磁界を最小にするためにマスターディスクと媒体を密着させることが不可欠である。そしてパターンが微細になるほど、隙間なく完全に密着させる必要があり、通常、両者は真空吸着などにより圧着される。
【００１１】
また、媒体の保磁力が高くなるほど転写に用いる磁界も大きくなり、漏れ磁界も大きくなるため、更に完全に密着させる必要がある。  従って上記技術は、保磁力の低い磁気ディスクや圧着しやすい可撓性のフロッピー（登録商標）ディスクには適用しやすいが、硬質基板を用いた、高密度記録用の保磁力が３０００Ｏｅ以上もあるような磁気ディスクへの適用が非常に難しい。
【００１２】
即ち、硬質基板の磁気ディスクは、密着の際に微小なゴミ等を挟み込み媒体に欠陥が生じたり、或いは高価なマスターディスクを痛めてしまう恐れがあった。
特にガラス基板の場合、ゴミの挟み込みで密着が不十分になり磁気転写できなかったり、磁気記録媒体にクラックが発生したりするという問題があった。
また、特開昭５０−６０２１２号（ＵＳＰ３、８６９、７１１号）に記載されたような技術では、ディスクのトラック方向に対して斜めの角度を有したパターンは、記録は可能であるが信号強度の弱いパターンしか作れないという問題があった。保磁力が２０００〜２５００Ｏｅ以上の高保磁力の磁気記録媒体に対しては、転写の磁界強度を確保するために、マスターディスクのパターン用強磁性体（シールド材）は、パーマロイあるいはセンダスト等の飽和磁束密度の大きい軟磁性体を使わざるを得ない。
【００１３】
しかし、斜めのパターンでは、磁化反転の磁界はマスターディスクの強磁性層が作るギャップに垂直方向となってしまい所望の方向に磁化を傾けることができない。その結果、磁界の一部が強磁性層に逃げてしまい磁気転写の際に所望の部位に十分な磁界がかかりにくく、十分な磁化反転パターンを形成できず高い信号強度が得にくくなってしまう。こうした斜めの磁化パターンは、再生出力が、トラックに垂直のパターンに対してアジマスロス以上に大きく減ってしまう。
【００１４】
これに対して、特願２０００−１３４６０８号及び特願２０００−１３４６１１号の明細書に記載された技術は、局所加熱と外部磁界印加を組み合わせて磁気記録媒体に磁化パターンを形成する。例えば、媒体を予め一方向に磁化しておき、パターニングされたマスクを介してエネルギー線等を照射し局所的に加熱し、該加熱領域の保磁力を下げつつ外部磁界を印加し、加熱領域に外部磁界による記録を行い、磁化パターンを形成する。
【００１５】
本技術によれば、加熱により保磁力を下げて外部磁界を印加するので、外部磁界が媒体の保磁力より高い必要はなく、弱い磁界で記録できる。そして、記録される領域が加熱領域に限定され、加熱領域以外には磁界が印加されても記録されないので、媒体にマスク等を密着させなくても明瞭な磁化パターンが記録できる。このため圧着によって媒体やマスクを傷つけることなく、媒体の欠陥を増加させることもない。
【００１６】
また、本技術では斜めの磁化パターンも良好に形成できる。従来のようにマスターディスクの軟磁性体によって外部磁界をシールドする必要がないためである。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上述の磁化パターン形成技術は、各種の微細な磁化パターンを効率よく精度よく形成でき、しかも、媒体やマスクを傷つけることなく媒体の欠陥を増加させることもない優れた技術である。この方法によれば、同一のマスクを繰返し使用することにより、複数の媒体に同一の磁化パターンを形成することができるため、容易かつ低コストで磁化パターンの形成を行うことが出来る。
【００１８】
このマスクとしてはエネルギー線の透過部と非透過部（以下、非透過層、遮光層、遮光部と称することがある。）を有するフォトマスクが使用されることが多い。フォトマスクは半導体や液晶の製造プロセスで良く知られているが、その作製は一般に以下のように行われる。
すなわち石英ガラス、ソーダライムガラス等の透明基体上にクロム等の金属をスパッタリング形成し、その上にフォトレジストを塗布し、エッチング等によって、所望の透過部と非透過部を作成する。磁化パターン形成方法に使用するフォトマスクも通常、これと同じ手法で作製される。
【００１９】
クロムは融点が高いこと、硬度が高く傷つき難いこと等から通常は非常に優れた遮光材料であるため、エネルギー線非透過部を形成する層として広く用いられる。しかしながら、同一のマスクを多数回、例えば１万回以上繰返し使用すると、遮光部であるクロム層が劣化しマスクが継続使用できなくなるという問題があった。
【００２０】
マスクが継続使用できなくなり交換頻度が増すと、煩雑であるばかりでなく生産コストが上昇してしまう。また、マスクを交換する度に生産ラインを止めなくてはならず、生産効率も悪化させてしまう。
上記課題に鑑み、本発明は、局所加熱と磁界印加の組合せにより磁気記録媒体にパターンを形成する技術において耐久性の高いマスクを提供し、これにより微細な磁化パターンを、低コストで効率よく形成できる磁化パターン形成方法を提供することを目的とする。ひいてはより高密度記録が可能な磁気記録媒体及び磁気記録装置を短時間かつ安価に提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁化パターン形成方法は、基板上に磁性層とフッ素を含む潤滑層を有してなる磁気記録媒体に対し、マスクを介してエネルギー線を照射し、前記磁性層の被照射部を加熱する工程と、磁性層に外部磁界を印加する工程とを含む磁化パターン形成方法であって、前記マスクは、透明基体上にシリコンを主成分とする前記エネルギー線に対する非透過部の層を有することを特徴とする。
【００２３】
本発明のマスクは、基板上に磁性層とフッ素を含む潤滑層を有してなる磁気記録媒体に対し、マスクを介してエネルギー線を照射し、前記磁性層の被照射部を加熱する工程と、磁性層に外部磁界を印加する工程とを含む磁化パターン形成方法に用いるマスクであって、透明基体上にシリコンを主成分とする非透過部の層を有してなることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、磁気記録媒体にマスクを介してエネルギー線を照射する局所加熱工程と磁界印加工程により磁化パターンを形成する方法において、マスクとして、エネルギー線非透過部がシリコン（Ｓｉ）を主成分とする層を有するマスクを用いることを特徴とする。
【００２５】
従来より、クロムを非透過部とするマスクは、半導体、液晶等の製造工程においては極めて一般的に用いられている。ところが、本発明者の検討によれば、本発明の目的とする磁気記録媒体の磁化パターン形成プロセスにおいては、クロムを非透過部とするマスクは、パターンの劣化が生じやすいことが分かった。
本発明者がこの原因について検討した結果、磁気記録媒体上に塗布されているフッ素系潤滑剤が、加熱工程におけるエネルギー線照射によって分解し、フッ酸を発生していることが分かった。更には、クロムは潤滑剤の分解に対する触媒作用があり、分解を加速することが分かった。そして、エネルギー線照射の熱衝撃によるダメージとフッ酸による腐食が相まって、非透過部のクロムを著しく腐食し劣化させていたことを見出した。
【００２６】
そこで本発明においては、非透過部をシリコン（Ｓｉ）を主成分とする層を含むものとする。シリコンは化学的に非常に安定であり、フッ酸に対する耐性が強いため、フッ酸による腐食が防止できるという利点がある。シリコンを主成分とするとは、通常、シリコンを８０原子％以上含む事を言う。より好ましくはシリコンを９０原子％以上含む。
【００２７】
またシリコンは融点が１０００℃を越え、熱的にも安定であるため、マスクの熱的な耐久性も向上させる利点がある。
さらに、シリコンはガラス基板との密着性にも優れるため剥離が起こりにくい利点がある。
これら効果が相まって、非透過部をシリコン（Ｓｉ）を主成分とする層を含むマスクは、レーザによる熱衝撃とフッ酸による化学的浸食の双方に耐えることができると考えられる。
【００２８】
本発明によれば、フッ素系化合物を含みフッ酸を発生しうる対象物に対しても生産性の高いパターン形成が行えるので、フッ素系潤滑剤塗布後の磁気記録媒体とマスクを近接或いは密着させた状態で、問題なく磁化パターンが形成できる利点がある。
なお、潤滑剤を塗布する前に磁化パターンを形成することによってもマスク劣化の問題は低減できるものの、磁化パターン形成工程より前に磁気ヘッドによる検査を行うことが不可能になる。しかし、磁化パターン形成後に磁気ヘッドによる検査を行うと、せっかく転写したパターンが消えてしまう。すなわち、潤滑剤を塗布する前に磁化パターンを形成する場合、磁気ヘッドによる検査を行うのが困難であるという問題がある。従って、磁気ヘッドによる検査工程を行うためには、潤滑剤を塗布した後に磁化パターン形成工程を実施する必要があるのである。
【００２９】
また、シリコンのもう一つの特徴として、５００ｎｍ以下の短波長域において反射率が高いことが挙げられる。従ってシリコンは短波長域において光吸収が小さく、このためレーザ照射に伴うマスクの温度上昇が小さくて済むという利点がある。特に、波長３００ｎｍ以下においては反射率がクロムよりも高い。例えば２４８ｎｍにおいては、クロムの反射率が約５０％であるのに対し、シリコンは７０％以上の反射率がある。
【００３０】
高密度記録を行うためのより微細な磁化パターン形成が求められる中、レーザ加工に用いられるエネルギー線の波長はより短波長が要求される傾向があるが、本発明のマスクはそのような短波長での微細加工用マスクとして特に優れている。
そして、本発明に係るマスクは例えば１０万回以上もの多数回の磁化パターン形成に継続使用が可能であり、マスク交換頻度を減らすことができる。これは、交換作業を減らすことができるだけでなく磁気記録媒体の生産コストを低減し、かつ生産効率を高めることにつながる。
【００３１】
更に、高保磁力の磁気記録媒体（例えば保磁力３０００Ｏｅ以上の媒体）に対しては、前述のように、照射されるエネルギー線のパワーをより高める必要があり、本発明に係るマスクを適用する効果が大きい。
また、シリコンはクロムに比較して無害であり、かつ安価に入手できるという長所も有する。
【００３２】
なお、耐フッ酸という観点からは金や白金等の貴金属も優れているが、これらの金属は基体であるガラスとの密着性が悪いという欠点があり、レーザの熱衝撃に耐えられない。また高価であるためコスト面からも不利である。
ここで、本発明に係る磁化パターン形成方法の一例を図を用いて説明する。図１は、本発明に係る磁化パターン形成方法の一例を説明するための図である。面内磁気記録媒体１は外部磁界により、予め周方向の一方向に一様に磁化されている。その後、媒体１上にマスク２を載せ、図示しない留めネジにより固定する。
マスク２は石英からなる透明基体６と遮光層７からなる。遮光層７は遮光層の存在しない光透過部とともに、形成すべき磁化パターンに応じた形状を形成する。
【００３３】
ここにレーザビーム４が照射され、同時に外部磁界３を印加する。照射されたエネルギー線は非透過層６で遮断され、磁気ディスク上にエネルギー線の濃淡を生ぜしめる。エネルギー線の濃淡はそのまま磁気ディスクの温度差となり、この温度差を利用して磁化パターンの形成を行う。なお、この外部磁界は先に一様に磁化した際の外部磁界とは逆方向である。
【００３４】
このようにして、微細な磁化パターンを効率よく、精度良く形成することができる。この際にマスクと磁気ディスクの距離は、全面において一定である必要はなく、スペーサなどによって距離を適宜調整しても良い。これにより、パターンの線幅によってエネルギー線のパワーやマスクのパターン線幅の微調整を行うことなく、容易にエネルギー線の濃淡を調整でき、所望の磁化パターンを得ることができる。
【００３５】
マスク基体の材質としては、エネルギー線の使用波長に対して十分な透明性を得られるものであれば特に限定されず、ガラス、樹脂などを用いうるが、好ましくは透過率が８０％以上、更に好ましくは９０％以上の非磁性材質である。このように透過率の高い材料を用いることにより、エネルギー線を効率的に利用することができる。ただし、透過性が高い材質であってもエネルギー線の吸収が多少あることから、エネルギー線や熱に対して、ある程度の耐性を有する必要がある。
【００３６】
また、磁化パターン形成に用いるマスクの場合には、マスクを非磁性材料で構成することが好ましい。どのようなパターン形状でも均一な明瞭さで磁化パターンが形成でき、均一で強い再生信号が得られる。強磁性体を含むマスクの場合は、磁化で磁界分布が乱される所がある。強磁性の性質上、磁気ディスクの半径方向或いは、半径方向に延びた円弧状のパターンから斜傾したパターン形状の場合は、磁化遷移部分で磁区が互いに十分対抗しないので良質の信号が得にくい。
【００３７】
以上のような理由から、本発明に係るマスクにおいてはガラス系の材料が好ましく、更に本発明では、微細なパターンを形成する必要性があるため、短波長のエネルギー線を効率よく扱える石英ガラスを用いるのがよい。
石英ガラスは比較的高価ではあるが、紫外域のエネルギー線に対して透過性が高いため、特に微細加工がしやすい３００ｎｍ以下の短波長のエネルギー線を使用することができるという利点がある。これより長い波長のエネルギー線を使用する場合は、コストの面から光学ガラスを使うのがよい。基体の厚さは制限されないが、基体のたわみが生じず、安定的に平坦度を出すためには、通常１〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００３８】
また、平面性に関しては、装着時にディスクの歪みを矯正するという観点から、うねりが小さいほど好ましく、サブミクロン以下のパターンを得る為には、うねりが２μｍ以下とするのが好ましい。
本発明において非透過層（遮光層）の材質はシリコンを主成分とするものであり、特に好ましくはシリコンを９０原子％以上含む。耐フッ酸性の観点で最も好ましくは、ほぼシリコンのみからなる層である。しかし、例えば結晶を微細化するという他目的のために他の元素を含んでいても良い。ここでいう他の元素としては例えば、水素、酸素、窒素、Ｃｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｍｇ、Ｓｅ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｐｏ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｂなどから選ばれる１種以上が挙げられる。また、スパッタリング法等で作製する場合はアルゴン等のスパッタリングガスが膜中に混入することもある。前記潤滑剤の分解成分による腐食を考慮に入れた場合、添加元素はＰｔ、Ａｕ、Ｒｈ等の貴金属、あるいは酸素、水素、窒素が好ましい。これら他の元素は１種類でもよいが、２種類以上を用いても良い。含有量は通常、１０原子％以下程度が好ましい。
【００３９】
遮光層の作製法は特に限定されずスパッタリング、電子ビーム蒸着、熱蒸着、ＣＶＤ等の成膜方法も取ることが可能であるが、膜が緻密であり熱衝撃等に対しても剥離しにくいことや成膜の高速性の点からスパッタリング法が好ましい。
なお、必要に応じて遮光層は２層以上の複数層としてもよい。或いは、遮光層の上に他の層を設けても良い。例えば、遮光層表面の反射率を下げるために酸化クロムなどの層を設けることがありうる。
【００４０】
遮光層の膜厚は、十分な非透過性（エネルギー線の遮光性）と所望の反射率、エネルギー線耐久性が得られる程度であれば良く、膜の緻密性、即ち成膜方法によっても異なるが、概ね３０ｎｍ以上が好ましい。エネルギー線耐久性を重視すれば熱容量が大きくなるように５０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは７０ｎｍ以上である。但しあまり厚いとエネルギー線の透過率が低下すること、及び成膜時間が長くなりすぎるため、５００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは４００ｎｍ以下であり、特に好ましくは３００ｎｍ以下である。
さて、一枚のマスクを繰り返し用いて磁化パターンの形成を行うと、磁気記録媒体の潤滑層などの異物がわずかずつではあるがマスクの表面に付着するおそれがある。異物が多量に付着すると、エネルギー線の強度分布に影響を与え、形成される磁化パターンに悪影響を及ぼす場合がある。よって、マスクを所定回数使用するごとにマスク表面を洗浄するのが好ましい。例えば、１０００〜３０００回程度磁化パターン形成に用いる度に（エネルギー線を照射する度に）、マスク表面を洗浄するのが好ましい。
【００４１】
一般的に、マスクを洗浄する際には、パターン領域に傷を付けないように、エッジ部（内周エッジ部及び／または外周エッジ部、内周端部及び／または外周端部）でマスクを保持して洗浄が行われる。例えば、マスクの外周エッジ部を複数のプーリーに嵌合させて回転させつつ、ＰＶＡスポンジなどを用いて洗浄する方法などが考えられる。この際、マスクの保持部材、例えばプーリーがマスクのエッジ部及びその付近に接触するため、最外周部に形成された遮光層を傷つけ、或いは遮光層が剥がれてしまうことがある。マスク表面から剥離した遮光層片は、そのままマスクに付着し磁化パターンの形成に悪影響を与えたり、マスクと磁気記録媒体を近接させた際にマスクやディスクを傷つけてしまう虞がある。
よって、プーリーなどの保持部材と接触する虞のある、マスクのエッジ部及びその近傍には、遮光層を設けないのが好ましい。これにより遮光層の傷つきや剥がれを抑えることができる。遮光層を設けない領域は、外周エッジ部及び内周エッジ部の任意の片方とその近傍であってもよいし、または両方とその近傍であってもよいが、一般に外周エッジ部の方がマスクの保持に適するため、外周エッジ部及びその近傍に遮光層を設けないのが好ましい。遮光層を設けない領域は、エッジ部近傍の所定幅の円周領域とするのが一般的であるが、それ以外の形状であっても構わない。
【００４２】
遮光層を設けない範囲は、マスクの保持部材と接触する領域を含んでいれば特に限定されないが、あまり小さいと効果が得られない場合があるので、例えばエッジ部から０．５ｍｍ以上の幅に亘って、遮光層の非形成領域とするのが好ましい。より好ましくは１ｍｍ以上である。但しあまり広すぎても効果は変わらないので、好ましくはエッジ部から５ｍｍ以下とする。より好ましくは４ｍｍ以下とする。
このようなマスクの作製方法としては、遮光層のスパッタ時にマスクの最外周部及び／または最内周部をホルダーなどで覆ってその部分に遮光層が形成されないようにする、などの方法を挙げることができる。
また、このように形成した遮光層の上に、ＳｉＯ2などの保護層を、遮光層を覆うように広く設けると、遮光層の剥がれがより抑えられるので好ましい。より好ましくは誘電体層をエッジ部まで設ける。保護層としては、後述する誘電体層などを好ましく用いうる。
このような保護層の成膜方法としては、保護層のスパッタ時にマスクの最外周部及び／または最内周部から上記ホルダーを外して保護膜を形成するようにすればよい。
【００４３】
本発明においては、遮光部の最外層（媒体に対向する側）にエネルギー線に対して透明な誘電体層を形成するのが好ましい。この目的の一つは、遮光部の媒体側の反射率を低下させることである。この面の反射率が高いと媒体から反射された光が再度媒体に向かうために、本来記録を行わない媒体の遮光部直下の温度が上がり、転写信号が乱れてしまう。
【００４４】
ここで用いられる誘電体層としては酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン等が挙げられるが、フッ酸への耐久性の観点、及びガラス基体との密着性の観点から酸化シリコンが好ましい。
スパッタリングで作製した酸化シリコンは特に緻密であり、同じ酸化シリコンである基体の石英ガラスよりもフッ酸への耐久性に優れているため、透過部にも遮光部と同様にスパッタリングによる酸化シリコンが設けられていることが好ましい。これにより石英ガラスの耐腐食性をも向上できる。
【００４５】
遮光部のみに誘電体層を設ける場合は、最初の基体への成膜段階で遮光用のシリコン含有層と誘電体層を連続して作製することができる。遮光部と透過部の両方に誘電体を設ける場合は透過部と遮光部のパターンを作製した後、全面に酸化シリコンのスパッタリングを行うという手法で作製できる。
誘電体層の作製方法としては金属ターゲットを酸素、窒素などで反応性スパッタリングすると、反応性ガスの分圧や成膜パワーで膜質を制御可能である。従って十分透明な膜質を得る上で、また成膜速度の点からも反応性スパッタリングを用いることが好ましい。誘電体の厚みは１０ｎｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは２０ｎｍ以上である。
また厚すぎると成膜時間が長くなる上、光学的な影響も生じるので３００ｎｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは２００ｎｍ以下である。
【００４６】
また誘電体層を設けるもう一つの目的として、マスクの衝撃に対する耐久性を向上させることがある。最外層に誘電体層を設けることにより、遮光層を誘電体層で覆うことができ、これにより遮光層を保護することができる。さらに、誘電体層の材質として摩擦係数の小さい材質を選ぶことにより、マスクに傷が付きにくくなる。例えば、誘電体層として酸化シリコンを用いた場合、酸化シリコンはシリコンよりも摩擦係数が小さいため、何らかの異物とぶつかった場合でも傷がつきにくい。
マスクの衝撃に対する耐久性の向上は、マスクを取り扱う上で非常に有利な効果である。例えば、マスクと磁気記録媒体を近接させて転写する際に、マスクと磁気記録媒体の間に異物があった場合でもマスクの傷付きを抑えることができる。また、マスクの使用中に有機物等の汚れが付着してしまい、マスクの洗浄が必要になった場合、誘電体層を設けておくことにより、マスク洗浄時のマスク表面の傷つき、及び誘電体層で遮光層を覆うことによりマスク洗浄時の遮光層の剥離を抑えることができる。
【００４７】
但し、マスクの磁気記録媒体に対する面であっても、磁化パターン形成領域に対応する領域以外は、最外層に誘電体層を形成しても良いししなくても良い。
以上説明したマスクは、その発明の趣旨から、磁化パターン形成法に限られず、光記録媒体のパターン形成のほか、半導体、液晶など広くレーザ加工一般用のマスクとしても好適に用いることができる。特に、フッ酸を発生しうる対象物に対してレーザ加工を行う場合に適している。
【００４８】
また、本発明に係るマスクは、一般に連続エネルギー線に比べてパワー尖頭値が高くマスクの損傷が起きやすい、パルス状エネルギー線をマスクに照射するような方法に適用すると効果が高い。特には、パルス状エネルギー線の１パルス当たりのパワーが１０ｍＪ／ｃｍ2以上、１０００ｍＪ／ｃｍ2以下であるような場合である。
【００４９】
次に、本発明に係るマスクの製造方法について説明する。
マスク基体上の、パターンに応じた凹部は、マスク基体に化学的エッチングや物理的エッチングを施すことで製造することができる。化学的エッチングは化学反応を起こすことにより、マスク基体を腐食等させてエッチングを行う方法であり、物理的エッチングは機械などを用い、物理的にマスクの表面を削り取りエッチングを行う方法である。
【００５０】
本発明においては、微細なパターンが作成可能であり、簡便かつ安価に本発明に係るマスクを作成することができる点で、化学的エッチングによる方法が好ましい。
化学的エッチングの手順としては、エッチング処理に先立って、まず、マスク基体上に遮光部を形成するシリコンを含んだ遮光層を成膜する。その後フォトレジスト層を形成したのち、通常、露光及び現像処理（フォトリソグラフィー）によりフォトレジスト層に磁化パターンに応じた凹凸を形成する。
フォトレジスト層の形成は通常スピンコート法で行われる。このとき、遮光層表面に異物が存在するとフォトレジスト層の厚みむらができる。例えば、遮光層表面に異物が存在した場合、フォトレジスト層に半球状の突起が発生する。この様な厚みムラがあると、上手く露光及び現像を行うことができず、マスクに精度良くパターンを作成することができない。よって、こういった異物を除去するために、遮光層の成膜前あるいは成膜後、ないしその両方に洗浄を行うのが好ましい。洗浄方法としては、例えば界面活性剤入りの洗剤を用いＰＶＡスポンジで擦り洗いをする方法を挙げることができる。この場合、洗浄後に再度異物が付着するのを防ぐため、純水で洗剤を流し落とすのが好ましい。
露光は一般には集光させたレーザをデータに応じて照射したり切ったりする、いわゆるレーザ描画装置で行うことができる。その後にエッチング処理を行うが、エッチング処理には大別して２種類の方法があり、一つはウエットエッチングであり、もう一つはドライエッチングである。
【００５１】
ウエットエッチングは、上述の磁化パターンに応じたフォトレジスト層を有するマスク基体をエッチング液に浸け、遮光層の露出部分を腐食溶解する方法である。この方法によれば腐食はほぼ等方的に進み、遮光層パターン断面は半円形状に形成される。
ドライエッチングは、上述の磁化パターンに応じたフォトレジスト層を有するマスク基体を、プラズマ化したフッ化物含有ガスをマスク基体の露出部に作用させ、基板をガス化させて除去する方法である。この方法は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）と呼ばれ、エッチング速度はガス粒子の飛来方向に応じて異なり、通常、深さ方向に特異的にエッチングが進む。従って、通常、遮光層パターンの断面は矩形に近い形状に形成される。
【００５２】
本発明に係るマスクの製造においては、パターンの壁の形状が矩形となるためより安定して微細なパターンのマスクを形成することが可能であり、溝底部の粗さを適切に制御することが可能である点からドライエッチングによる作成するのが好ましい。シリコンを含有する層のエッチングにおいてはシリコンのエッチング速度が速く、かつレジスト、基体（ガラス）のエッチング速度が遅い（すなわち選択比の大きい）ＳＦ6ないしＣＦ4等を用いることが好ましい。これらのガスに酸素ないしＮ2Ｏ等の酸化性のガスを混ぜることでよりエッチング速度を向上することも可能である。
シリコンを含有する層を形成した場合、その形成過程において、形成したシリコン層が酸化してしまい、最表層に酸化シリコン層が存在することがある。酸化シリコンはシリコンと比べてエッチング速度が遅いため、シリコン層だけをエッチングするよりも時間がかかることとなる。よって、エッチングを行う場合は、エッチング領域に存在する物質のエッチング速度を考慮した上で、エッチング処理時間を決めるのが好ましい。
【００５３】
また、エッチング速度はエッチング中のプラズマ状態や、エッチング対象である遮光層膜厚の変動により多少変動する。エッチングが不十分で透光部に遮光層が残ると、その部分のエネルギー線が遮られ、エネルギー線の透過率が低下してしまうため、形成する磁化パターンに悪影響を及ぼす。よって、エッチング処理時間は余裕を持って決定するのが良く、遮光層の膜厚をエッチング速度で割って得られる時間ｔより多少長い時間エッチングを行うのが好ましい。好ましくは１．１ｔ以上であり、さらに好ましくは１．２ｔ以上である。ただし、あまり長くエッチングし過ぎると基体まで深くエッチングされてしまい、基体の表面に荒れが生じるため好ましくない。あまり表面が荒れすぎると、エネルギー線が拡散を起こし、エネルギー線の密度にばらつきが生じてしまい、形成する磁化パターンに悪影響を及ぼすからである。よって、好ましくは２ｔ以下であり、さらに好ましくは１．８ｔ以下である。
エッチングを行う際のパワー（ＲＦ出力）が大きすぎると、一度にエッチングされる量が大きくなるため、細かなエッチングを行うことができない。よって、エッチングパワーは２００Ｗ以下が好ましく、さらに好ましくは１００Ｗ以下である。ただし、適度なエッチング速度を得るためには３０Ｗ以上であることが好ましい。
【００５４】
上記エッチング処理の後、マスクの遮光層上に残ったフォトレジスト層はリムーブ液によって除去される。リムーブ液によるマスクのフォトレジスト層除去工程の後に、さらに酸素ないしＮ2Ｏガス等の酸化性ガスのプラズマを用いて、残存したフォトレジストを除去する工程を追加するのが好ましい。これにより、リムーブ液で除去できなかったフォトレジスト層、またはリムーブ液による除去の際に透光部に付着してしまったフォトレジストを完全に除去することができるため、エネルギー線の照射に影響を与えることなく、より精度良く磁化パターンの形成を行うことができる。
【００５５】
また、酸化性ガスによるフォトレジストの除去工程を追加することにより、同時に遮光層の表面を酸化させることが可能となる。この工程で設けられた酸化層は、遮光層自体を酸化して得たものであるため、スパッタリングなどの別工程を経て設けた酸化層よりも遮光層との密着性が極めて良い。一般に酸化層は極性を持っており、極性をもつもの同士は密着性が高いという性質があるため、この性質を利用して、酸化層の上に更に酸化層を設ける際には密着性を上げることができ、非常に効果的である。本発明においては、遮光層であるシリコン層の上に、更に酸化シリコン等の誘電体層を設ける場合に、誘電体層と遮光層の間の密着性を改善することができる。
なお、酸化性ガスのプラズマのみによっても、レジストの除去を行うことも可能である。この方法によればリムーブ液によるフォトレジスト層の除去工程を省略することができるため、マスク製造工程を簡単にすることができる。
【００５６】
次に、本発明に係るマスクを用いた磁化パターン形成方法について説明する。
まず、本発明の、局所加熱と外部磁界印加を組み合わせて磁気記録媒体に磁化パターンを形成する技術について説明する。
本発明の磁化パターン形成方法において好ましくは、第１の外部磁界を印加し磁性層を予め所望の方向に均一に磁化したのち、磁性層を局所的に加熱すると同時に第２の外部磁界を印加し加熱部を該所望の方向とは逆方向に磁化して磁化パターンを形成する。これにより、互いに逆向きの磁区が明りょうに形成されるので、信号強度が強くＣ／Ｎ及びＳ／Ｎが良好な磁化パターンが得られる。
【００５７】
まず、磁気記録媒体に強い第１外部磁界を印加して、磁性層全体を所望の磁化方向に均一に磁化する。第１外部磁界を印加する手段は、磁気ヘッドを用いてもよいし、電磁石または永久磁石を、所望の磁化方向に磁界が生じるよう配置して用いてもよい。更にそれら手段を組み合わせて使用してもよい。
なお、所望の磁化方向とは、磁化容易軸が面内方向にある媒体の場合には、データの記録／再生ヘッドの走行方向（媒体とヘッドの相対移動方向）と同一又は逆方向であり、磁化容易軸が面内方向に垂直にある場合には、垂直方向のいずれか（上向き、下向き）である。従ってそのように磁化されるように、第１外部磁界を印加する。媒体が円板形状である場合、第１外部磁界の印加方向は、周方向、半径方向、板面に垂直方向のいずれかをとるのが好ましい。
【００５８】
また、磁性層全体を所望の方向に均一に磁化するとは、磁性層の全部をほぼ同一方向に磁化することを言うが、厳密に全部ではなく、少なくとも磁化パターンを形成すべき領域が同一方向に磁化されていればよい。
第１外部磁界の強さは磁性層の保磁力に合わせて設定すればよいが、磁性層の室温での保磁力（静的保磁力）の２倍以上の磁界によって磁化することが好ましい。これより弱いと磁化が不十分となる可能性がある。ただし、通常、磁界印加に用いる着磁装置の能力上、磁性層の室温での保磁力の５倍以下程度である。室温とは例えば２５℃である。また磁気記録媒体の保磁力は、磁性層（記録層）の保磁力とほぼ同じである。
【００５９】
磁性層は一般に静的保磁力（単に保磁力と称することもある。）と動的保磁力を有するが、局所加熱については、少なくとも磁性層の動的保磁力がある程度低下する温度まで加熱できればよい。勿論、静的保磁力が低下する温度まで加熱してもよい。好ましくは１００℃以上に加熱する。加熱温度が１００℃未満で外部磁界の影響を受ける磁性層は、室温での磁区の安定性が低い傾向がある。
【００６０】
ただし、加熱温度は所望の保磁力の低下が得られる範囲で低いことが望ましい。例えば磁性層の磁化消失温度やキュリー温度の近傍までである。加熱温度が高すぎると加熱したい領域以外への熱拡散が起こりやすく、パターンがぼやけてしまう虞がある。また、磁性層が変形してしまう可能性がある。更に、通常、磁気記録媒体の表面には潤滑剤からなる潤滑層が形成されており、加熱による潤滑剤の劣化等の悪影響を防止するためにも、加熱温度は低いほど好ましい。加熱により潤滑剤が分解などの劣化を起こしたり気化して減少したりする虞があるほか、特に近接露光の場合には気化した潤滑剤がマスク等に付着する虞もある。従って本発明の磁化パターン形成法を、潤滑層を備えた磁気記録媒体に工業的に適用可能にするためにも、加熱温度はできるだけ低いことが望ましい。
【００６１】
このため加熱温度は磁性層のキュリー温度以下とするのが好ましい。次に、加熱と同時に印加する第２の外部磁界の方向は、一般に、第１外部磁界と逆方向である。媒体が円板形状である場合、第２の外部磁界の印加方向は、周方向、半径方向、板面に垂直方向のいずれかをとるのが好ましい。
【００６２】
なお、加熱のためにパルス状エネルギー線を使用する際には、第２外部磁界は連続的に印加してもパルス状に印加しても良い。また第２外部磁界がパルス状磁界である場合は、パルス状磁界成分のみであってもよいし、パルス状磁界成分と静磁界成分の組合せであってもよい。このとき、パルス状磁界成分と静磁界成分の合計を第２外部磁界の強度とする。
【００６３】
第２外部磁界の最大強度は、強いほど磁化パターンが形成しやすい。磁気記録媒体の磁性層の特性によって最適強度は異なるが、第２外部磁界が静磁界の場合は、室温の保磁力（静的保磁力）の１／８以上であることが好ましい。これより弱いと、加熱部が、冷却時に周囲の磁区からの磁界の影響をうけて再び周囲と同じ方向に磁化されてしまう可能性がある。ただし、磁性層の室温での保磁力の２／３以下とするのが好ましく、１／２倍以下とするのがより好ましい。これより大きいと、加熱部の周囲の磁区も影響を受けてしまう可能性がある。
【００６４】
第２外部磁界がパルス状磁界の場合は、室温の保磁力（静的保磁力）の２／３以上であることが好ましい。あまり弱いと加熱領域が良好に磁化されない虞がある。さらに好ましくは室温の静的保磁力の３／４以上である。室温での静的保磁力より強い磁界をかけてもよい。ただし、磁性層の室温での動的保磁力より小さい磁界とする。第２外部磁界がこれより大きいと、非加熱領域の磁化に影響を与えてしまうからである。
【００６５】
なお本発明において、磁界強度の値Ｈ（Ｏｅ）は磁束密度の値Ｂ（Ｇａｕｓｓ）でそのまま代用できる。一般にＢ＝μＨ（ただし、μは透磁率を表す）の関係があるが、通常磁化パターンの形成は空気中で行われるため、透磁率は１であって、Ｂ＝Ｈの関係が成り立つからである。
第２外部磁界を印加する手段は、磁気ヘッドを用いてもよいし、電磁石または、永久磁石を所望の磁化方向に磁界が生じるよう複数個配置して用いてもよい、更にそれらの異なる手段を組み合わせて使用してもよい。高密度記録に適した高保磁力媒体を効率よく磁化するためには、フェライト磁石、ネオジム系希土類磁石、サマリウムコバルト系希土類磁石などの永久磁石が好適である。
【００６６】
第２外部磁界がパルス状磁界である場合は、パルス状磁界印加手段のみであってもよいし、パルス状磁界印加手段と静磁界印加手段の組合せであってもよい。
例えば前者では、電磁石などでパルス状磁界のみを発生する。例えば後者では、永久磁石または電磁石によってある程度の大きさの静磁界を与えておき、それ以上の磁界を電磁石でパルス状に印加する。インダクタンスの小さな空芯コイルを用いると、パルス幅を狭くでき磁界印加時間を短くできるため好ましい。また、永久磁石のかわりに他のヨーク型などの電磁石を用いてもよい。
【００６７】
静磁界とパルス状磁界を組み合わせると、パルス状に印加する磁界を小さくすることができる。一般に電磁石は磁界が大きくなるほどパルス幅を短くすることが困難になるので、それだけパルス幅を短くしやすい。
或いはパルス状磁界は、常時磁界を発生する磁石を短時間のみ磁気記録媒体に接近させる方式によって印加することもできる。例えば、磁気記録媒体の一部に永久磁石によって磁界を印加しつつ、媒体を所定以上の速度で回転させればよい。
【００６８】
また、第２外部磁界が静磁界とパルス状磁界の組み合わせの場合は、静磁界の磁界強度を磁性層の室温での静的保磁力より小さくする。好ましくは静的保磁力の２／３以下とし、より好ましくは１／２倍以下とする。あまり大きいと、形成した磁化パターンに影響を与えてしまい出力が落ちるだけでなく、モジュレーションが悪化する。下限は特にないが、あまり弱いと静磁界を用いる意味が小さくなるので、例えば磁性層の室温での静的保磁力の１／８以上とする。
【００６９】
次に、第２外部磁界がパルス状磁界である場合のパルス幅について説明する。
本発明では第２外部磁界のパルス状磁界成分のパルス幅を、単に第２外部磁界のパルス幅と称する。ここで、磁界のパルス幅とは半値幅を指す。
第２外部磁界のパルス幅は通常１００ｍｓｅｃ以下とする。好ましくは１０ｍｓｅｃ以下とする。第２外部磁界のパルス幅を短くするほど印加できる磁界の上限値が大きくなる。動的保磁力の値は磁界の印加時間によって変化し、第２外部磁界のパルス幅を短くするほど磁性層の室温での動的保磁力が大きくなるからである。より好ましくは１ｍｓｅｃ以下とする。
【００７０】
ただし好ましくは１０ｎｓｅｃ以上とする。あまり短いとそれだけ動的保磁力が大きくなるため、加熱領域を磁化するために必要な第２外部磁界が大きくなってしまう。また、磁界の大きさにもよるが、電磁石の特性上磁界の立上がり、立下がりには時間を要するので、パルス幅を短くするのには限界がある。より好ましくは１００ｎｓｅｃ以上とする。ここで、磁界のパルス幅は半値幅を指す。
【００７１】
局所加熱にパルス状エネルギー線を使用する場合は、第２外部磁界のパルス幅はパルス状エネルギー線のパルス幅以上とする。これ以下であると、局所加熱中に磁界が変化してしまうので磁化パターンが良好に形成されないためである。
またパルス状エネルギー線とパルス状の第２外部磁界を同期させ、同時に印加するのが好ましい。通常、エネルギー線のパルス幅より磁界のパルス幅のほうが長いと考えられるが、このときは第２外部磁界のパルスを印加し、磁界が最大になるところでエネルギー線のパルスが印加されるよう制御するのが好ましい。
【００７２】
動的保磁力を高めた磁気記録媒体やＡＦＣ媒体には、第２外部磁界としてパルス状磁界を適用すると特に効果が高い。例えば、記録用の磁性層とともに熱的に安定性を保つための安定化磁性層を有する、２層の磁性層を備えた磁気記録媒体が挙げられる。安定化磁性層が記録用磁性層の瞬時の磁化反転を抑えるように働くため、動的保磁力が高く、従来法では磁化パターンが形成しにくい。このような媒体に静的保磁力近傍或いはそれ以上の外部磁界を、パルス状に与えると良好な磁化パターンが形成できる。
【００７３】
第２の外部磁界は、外部磁界も該加熱された広い領域に亘って印加することで、複数の磁化パターンを一度に形成することができる。
局所加熱が磁気記録媒体全面に一度に行える場合は、加熱と同時に第２の外部磁界も媒体全面に印加し磁化パターンを形成することが望ましい。これにより、より短時間での磁化パターン形成が可能となり大きくコストを削減できる。また、磁界を媒体の一部分にのみ印加するには、それ以外の領域への磁界が及ばないよう磁石配置を工夫したり特定の手段を講じることが多いが、全面に印加する場合はその必要がない。なおかつ、回転機構或いは移動機構が不要となるので、装置構成も簡単になり磁気記録媒体が安価に得られる。
【００７４】
図２に本願発明に係る具体的な転写機構の一例を示す。  磁気ディスク１１上にスペーサ１７を介してマスク１４が載置され、その上方に遮光板１３が配され、開口部１３ａを通してエネルギー線１５が照射されるようになっている。マスク１４には、上述のとおり形成すべき磁化パターンに応じて透過部、遮光部が形成されている。
【００７５】
遮光板１３には開口部１３ａの両側に永久磁石１２ａ（Ｎ極）、１２ｂ（Ｓ極）が取り付けられるとともに、コイルがループ状に数十回巻かれた空芯コイル（電磁石）１８ａ、１８ｂが該永久磁石１２ａ、１２ｂに沿って配されている。また磁気ディスク１１の逆の面にも永久磁石１２ｃ（Ｎ極）、１２ｄ（Ｓ極）が取り付けられるとともに、コイルがループ状に数十回巻かれた空芯コイル（電磁石）１８ａ、１８ｂが該永久磁石１２ｃ、１２ｄに沿って配されている。
【００７６】
空芯コイル１８ａ、１８ｂは互いに導線でつながれるとともに、両端が図示するように直流電源２１，コンデンサ２２，サイリスタ２３につながれている。また、磁気ディスク１１の装脱着がしやすいように、空芯コイル１８ａ、１８ｂはそれぞれくの字型に曲げられている。
ここに、永久磁石１２ａ〜１２ｄによって、磁気ディスクの円周方向で均一磁化とは逆方向に、ディスク内周域（半径２１ｍｍの位置）で約１．７ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で約１．９ｋガウス程度の磁界が常に印加される。
【００７７】
パルス状外部磁界を印加するために、まず直流電源２１によってコンデンサ２２に、７５０Ｖの電位差を持たせる。次に、外部磁界を印加したいタイミングに応じてトリガー装置２４からトリガー信号を発生し、サイリスタ２３のゲート端子に入力させると、コンデンサ２２に蓄積されていた電位差によって空芯コイル１８ａ、１８ｂに電流が一気に流れる。このパルス状電流によりコイルの周囲に、パルス幅２００μｓｅｃであって、ディスク内周域（半径２１ｍｍの位置）で約１．８ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で最大強度約２．０ｋガウス程度のパルス状磁界が発生する。
【００７８】
図２（ｂ）に示すように、空芯コイル１８ａ、１８ｂによる磁界は永久磁石１２ａ〜１２ｄによる磁界を補助するように働くので、合計で、ディスク内周域（半径２１ｍｍの位置）で約３．５ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で最大強度約３．９ｋガウス程度のパルス状磁界が印加される。  一方、トリガー装置２４からのトリガー信号は遅延装置（ディレイ）２５を経てエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）などのエネルギー線源２６に入力され、これによりパルス状エネルギー線が発生する。エネルギー線は、図示しないプログラマブルシャッター、ビームエキスパンダ、プリズムアレイなどを経た後、例えばパルス幅数十ｎｓｅｃ、エネルギー密度１００〜２００ｍＪ／ｃｍ2のパルス
状エネルギー線５として照射される。
【００７９】
通常、電磁石の特性上磁界の立上がり、立下がりには時間を要するので、磁界強度が最大になるときにちょうどエネルギー線１５が照射されるように、遅延装置（ディレイ）２５によってエネルギー線の出射時間を調節する。
これによりエネルギー線１５の照射と同時に、合計３０００Ｏｅ程度のパルス状磁界が印加される。磁気ディスク１１の加熱領域の動的保磁力は３０００Ｏｅ以下にまで低下しているので、加熱領域のみがパルス状磁界によって反転磁化され、磁化パターンが形成される。なお、コンデンサ等を使用せず、直流電源から直接パルス状電流を流してもよい。
【００８０】
例えば、媒体が直径が２．５インチ以下の小径のディスク状磁気記録媒体であると、簡単な配置や手段によってディスク全面へのエネルギー線照射、磁界印加が行え好ましい。より好ましくは直径１インチ以下である。
また、ディスク状磁気記録媒体に対し、円周方向に磁界を印加したい場合は、媒体の中心に垂直方向の大きなパルス電流を流すことによって、簡便に円周方向の磁界を発生させることができる。これは特に、直径１インチ以下の小径のディスク状磁気記録媒体に適用すると好ましい。
【００８１】
本発明は、記録再生用磁気ヘッドを制御するための制御用情報を持つ磁化パターンの形成に好適である。例えばヘッドの位置に対応した信号を発生するパターンである。
制御用情報は、その情報を用いて磁気ヘッドなどの記録再生手段を制御するものであるが、例えば、磁気ヘッドをデータトラックに位置決めするためのサーボ情報や、媒体上での磁気ヘッドの位置を示すアドレス情報、磁気ヘッドによる記録再生速度を制御するための同期情報などが含まれる。或いは、サーボ情報を後で書込むための、基準情報も含まれる。
【００８２】
これら制御用磁化パターンは高精度で形成される必要があり、特にサーボパターンは、データトラックの位置制御用パターンであるため、サーボパターンの精度が悪いとヘッドの位置制御も粗くなるため、サーボパターン以上に高い位置精度をもったデータパターンは理論的に記録できず、従って媒体の記録密度が高くなるほどサーボパターンは高精度に形成される必要がある。
【００８３】
本発明では精度の高いサーボパターン又は基準パターンが得られるため、特にトラック密度が４０ｋＴＰＩ以上であるような高密度記録用の磁気記録媒体に適用すると効果が高い。
次に、本発明における磁性層の局所的な加熱の方法について説明する。
加熱手段は、磁性層表面を部分的に加熱できる機能を備えていればよいが、不要な部分への熱拡散防止やコントロール性を考えると、パワーコントロール、加熱する部位の大きさが制御しやすいレーザ等のエネルギー線を利用する。
【００８４】
ここで、マスクを併用することで、エネルギー線をマスクを介して照射し複数の磁化パターンを一度に形成することができるため、磁化パターン形成工程が短時間となりかつ簡便である。
エネルギー線は連続照射よりもパルス状にして加熱部位の制御や加熱温度の制御を行うのが好ましい。特にパルスレーザ光源の使用が好適である。パルスレーザ光源はレーザをパルス状に断続的に発振するものであり、連続レーザを音響光学素子（ＡＯ）や電気光学素子（ＥＯ）などの光学部品で断続させパルス化するのに比して、パワー尖頭値の高いレーザをごく短時間に照射することができ熱の蓄積が起こりにくく非常に好ましい。
【００８５】
連続レーザを光学部品によりパルス化した場合、パルス内ではそのパルス幅に亘ってほぼ同じパワーを持つ。一方パルスレーザ光源は、例えば光源内で共振によりエネルギーをためて、パルスとしてレーザを一度に放出するため、パルス内では尖頭のパワーが非常に大きく、その後小さくなっていく。本発明では、コントラストが高く精度の高い磁化パターンを形成するために、ごく短時間に急激に加熱しその後急冷させるのが好ましいため、パルスレーザ光源の使用が適している。
【００８６】
磁化パターンが形成される媒体面は、パルス状エネルギー線の照射時と非照射時で温度差が大きい方が、パターンのコントラストを上げ、或いは記録密度を上げるために好ましい。従ってパルス状エネルギー線の非照射時には室温以下程度になっているのが好ましい。室温とは２５℃程度である。
なお、パルス状エネルギー線を使用する際に、外部磁界は連続的に印加してもパルス状に印加しても良い。
【００８７】
エネルギー線の波長は、１１００ｎｍ以下であることが好ましい。これより波長が短いと回折作用が小さく分解能が上がるため、微細な磁化パターンを形成しやすい。更に好ましくは、６００ｎｍ以下の波長である。高分解能であるだけでなく、回折が小さいため間隙によるマスクと磁気記録媒体のスペーシングも広くとれハンドリングがしやすく、磁化パターン形成装置が構成しやすくなるという利点が生まれる。また、波長は１５０ｎｍ以上であるのが好ましい。１５０ｎｍ未満では、マスクに用いる合成石英の吸収が大きくなり、加熱が不十分となりやすい。波長を３５０ｎｍ以上とすれば、光学ガラスをマスクとして使用することもできる。
【００８８】
具体的には、エキシマレーザ（１５７，１９３，２４８，３０８，３５１ｎｍ）、ＹＡＧのＱスイッチレーザ（１０６４ｎｍ）の２倍波（５３２ｎｍ）、３倍波（３５５ｎｍ）、或いは４倍波（２６６ｎｍ）、Ａｒレーザ（４８８ｎｍ、５１４ｎｍ）、ルビーレーザ（６９４ｎｍ）などである。
エネルギー線のパワーは、外部磁界の大きさによって最適な値を選べばよいが、パルス状エネルギー線の１パルス当たりのパワーは１０００ｍＪ／ｃｍ2以下とすることが好ましい。これより大きなパワーをかけると、パルス状エネルギー線によって該磁気記録媒体表面が損傷を受け変形を起こす可能性がある。変形により媒体の粗度Ｒａが３ｎｍ以上やうねりＷａが５ｎｍ以上に大きくなると、浮上型／接触型ヘッドの走行に支障を来すおそれがある。
【００８９】
より好ましくは５００ｍＪ／ｃｍ2以下であり、更に好ましくは２００ｍＪ／ｃｍ2以下である。この領域であると比較的熱拡散の大きな基板を用いた場合でも分解能の高い磁化パターンが形成しやすい。また、パワーは１０ｍＪ／ｃｍ2以上とするのが好ましい。これより小さいと、磁性層の温度が上がりにくく磁気転写が起こりにくい。なお、エネルギー線のディフラクションの影響がパターン幅により変わるので、パターン幅に応じて最適なパワーも変化する。また、エネルギー線の波長が短いほど、印加可能なパワーの上限値は低下する傾向にある。
【００９０】
また、エネルギー線による磁性層、保護層、潤滑層の損傷が心配される場合は、パルス状エネルギー線のパワーを小さくして、該パルス状エネルギー線と同時に印加される磁界強度を上げるといった手段を取ることもできる。なお、保護層と潤滑層を介してパルス状エネルギー線を照射するにあたり、潤滑剤の受けるダメージ（分解、重合）等も考慮し、照射後に再塗布するなどの必要がある場合がある。
【００９１】
パルス状エネルギー線のパルス幅は、１μｓｅｃ以下であることが望ましい。
これよりパルス幅が広いと磁気記録媒体に与えたエネルギーによる発熱が分散して、分解能が低下しやすい。１パルス当たりのパワーが同じ場合、パルス幅を短くし一度に強いエネルギーを照射した方が、熱拡散が小さく磁化パターンの分解能が高くなる傾向にある。より好ましくは１００ｎｓｅｃ以下である。この領域であるとＡｌなど金属の比較的熱拡散の大きな基板を用いた場合でも分解能の高い磁化パターンが形成しやすい。最小幅が２μｍ以下のパターンを形成する際には、パルス幅を２５ｎｓｅｃ以下とするのがよい。即ち、分解能を重視すれば、パルス幅は短いほど良い。また、パルス幅は１ｎｓｅｃ以上であるのが好ましい。磁性層の磁化反転が完了するまでの時間、加熱を保持しておくのが好ましいからである。
【００９２】
なお、本発明においてパターンの最小幅とは、パターン中の最も狭い長さを言う。四角形のパターンであれば短辺、円形ならば直径、楕円形ならば短径である。
なお、パルス状レーザの一種として、モードロックレーザのようにピコ秒、フェムト秒レベルの超短パルスを高周波で発生できるレーザがある。超短パルスを高周波で照射している期間においては、各々の超短パルス間のごく短い時間はレーザが照射されないが非常に短い時間であるため加熱部はほとんど冷却されない。例えば、一旦２００℃に昇温された領域はほぼ２００℃に保たれる。
【００９３】
従ってこのような場合、連続照射期間（超短パルス間のレーザが照射されない時間も含めた連続照射期間）を１パルスとする。また連続照射期間の照射エネルギー量の積分値を１パルス当たりのパワー（ｍＪ／ｃｍ2）とする。
また、レーザなどのエネルギー線は、一般にビームスポット内で強度分布（エネルギー密度分布）を有しており、エネルギー線を照射して局部加熱した場合もエネルギー密度による温度上昇の違いが生じる。このため加熱ムラにより局部的に転写の強度の違いが起こる。そこで好ましくは、エネルギー線に予め強度分布の均一化処理をなす。照射した領域の加熱状態の分布を小さく抑えられ、磁化パターンの磁気的強さの分布を小さく抑えることができる。従って磁気ヘッドを使用して信号強度を読み取る際に、信号強度の均一性の高い磁化パターンを形成することができる。
【００９４】
強度分布の均一化処理としては、例えば以下のような処理が挙げられる。ホモジナイザやコンデンサレンズを用いて均一化したり、遮光板やスリットなどでエネルギー線の強度分布の小さい部分だけを透過し必要に応じて拡大する、などである。
本発明のマスクは、エネルギー線の透過部と遮光部を有するいわゆるフォトマスクであり、エネルギー線の強度分布を形成すべき磁化パターンに対応して変化させ、磁気ディスク面上にエネルギー線の濃淡（強度分布）を形成する。これにより、複数又は広い面積の磁化パターンを一度に形成することができるため、磁化パターン形成工程が短時間かつ簡便なものとなる。
【００９５】
マスクは磁気ディスク全面を覆うものでなくてもよい。磁化パターンの繰り返し単位を含む大きさがあれば、それを移動させて使用することができる。
また、マスクの材質は限定されないが、本発明においてマスクを非磁性材料で構成すると、どのようなパターン形状でも均一な明瞭さで磁化パターンが形成でき、均一で強い再生信号が得られるので好ましい。
【００９６】
強磁性体を含むマスクを使用した場合は、磁化で磁界分布が乱される虞がある。強磁性の性質上、磁気ディスクの半径方向或いは、半径方向に延びた円弧状のパターンから斜傾したパターン形状の場合は、磁化遷移部分で磁区が互いに十分対抗しないので良質の信号が得にくい。
マスクはエネルギー線の光源と磁気記録媒体の間に配置する。磁化パターンの精度を重視するならば、マスクの全部又は一部を媒体に接触させるのが好ましい。レーザ光の回折の影響を極力少なくでき、高い分解能を持った磁化パターンを形成できる。例えばマスクを媒体上に静置した場合は、媒体表面の数μｍ程度のうねりにより、媒体と接触する部分としない部分ができる。ただし、媒体に圧痕を形成したり損傷することのないよう、マスクと媒体に対する加圧は１００ｇ／ｃｍ2以下とする。
【００９７】
ただし、欠陥や傷を少なくするためには、少なくとも媒体の磁化パターンを形成する領域では、マスクと媒体とのあいだに間隙を設けるのが好ましい。ゴミ等の挟み込みによる媒体やマスクの傷つき、欠陥発生を抑えることができる。
また、磁化パターン形成前に潤滑層が設けられている場合は、特に、マスクと媒体とのあいだに間隙を設けるのが好ましい。マスクに潤滑剤が付着するのを最小限にするためである。また、潤滑層が設けられたディスクとマスクを接触させた状態で大パワーのエネルギー線を照射すると潤滑剤の急激な気化により爆発状態となり、潤滑剤が飛散したり、更にはマスクが破損したりする虞があるためである。
【００９８】
磁気記録媒体の磁化パターン形成領域とマスクの間隙を保つ方法としては、両者を一定距離に保てる方法であればよい。例えばマスクと媒体とを特定の装置により保持して一定距離を保っても良い。また、両者のあいだの、磁化パターン形成領域以外の場所にスペーサを挿入してもよい。マスク自体に、スペーサを一体形成しても良い。
【００９９】
マスクと磁気記録媒体とのあいだに、媒体の磁化パターン形成領域の外周部又は／及び内周部にスペーサを設けると磁気記録媒体表面のうねりを矯正する効果が生まれるので磁化パターン形成の精度が上がるのでよい。
スペーサの材質は硬質のものが良い。また、パターン形成に外部磁界を用いるので磁化されないものが良い。好ましくは、ステンレス、銅などの金属や、ポリイミドなどの樹脂である。高さは任意だが、通常、０．１μｍ〜数百μｍである。
【０１００】
マスクと磁気記録媒体の最小間隙は０．１μｍ以上あることが好ましく、これにより、ゴミ等の挟み込みによる磁気記録媒体やマスクの損傷、欠陥発生を抑えることができる。即ち、間隔を０．１μｍ以上とすることで媒体表面のうねりにより磁化パターン形成部分がマスクと予期せぬ接触を起こすのを防ぐ。従って、接触部分で媒体の熱伝導度が変わるため、そこだけ磁化されやすさが特異的に変化し、所望のパターン通りに磁化パターンが形成されないといった問題がない。
より好ましくは０．２μｍ以上とする。ただし、間隔は１ｍｍ以下とするのが好ましい。これにより、エネルギー線の回折を小さく、磁化パターンがぼやけるといった問題がない。
【０１０１】
例えば、エキシマレーザ（２４８ｎｍ）を用い、マスクに形成された２×２μｍのパターン（２μｍの透過部と２μｍの非透過部を交互に持つパターン）を媒体に転写する場合、マスクと媒体のあいだの距離は２５〜４５μｍ程度以下に保つ必要がある。これ以上距離が大きいと、回折現象によってレーザ光の明暗のパターンが鮮明でなくなる。１×１μｍのパターン（１μｍの透過部と１μｍの非透過部を交互に持つパターン）の場合、距離は１０〜１５μｍ程度以下とする。
【０１０２】
マスクを用いる場合は、上記条件の範囲内で、媒体との距離をできるだけ短くするのが好ましい。距離が長いほど照射するエネルギー線の回り込みにより磁化パターンがぼやけやすくなるためである。これを改善し、より明瞭なパターンを得るために、マスクの透過部の外側に、回折格子の働きをする細い透過部を形成したり、半波長板の働きをする手段を設けたりすることで回り込み光を干渉により打ち消すこともできる。
【０１０３】
磁気ディスクはディスクの主両面に磁性層が形成されている場合があるが、その場合、本発明の磁化パターン形成は片面づつ、逐次に行ってもよいし、マスク、エネルギー照射系および外部磁界を印加する手段を磁気ディスクの両面に設置して、両面同時に磁化パターン形成を行うこともできる。
一面に二層以上の磁性層が形成されており、それぞれに異なるパターンを形成したい場合は、照射するエネルギー線の焦点を各層に合わせることにより、各層を個別に加熱し、個別のパターンを形成できる。
【０１０４】
磁化パターンを形成する際には、エネルギー線の光源とマスクとの間、又はマスクと該媒体との間の照射をしたくない領域に、エネルギー線を部分的に遮光可能な遮光板を設けて、エネルギー線の再照射を防ぐ構造とするのが好ましい。遮光板としては、使用するエネルギー線の波長を透過しないものであればよく、エネルギー線を反射又は吸収すればよい。ただし、エネルギー線を吸収すると加熱し磁化パターンに影響を与えやすいため、熱伝導率がよく反射率の高いものが好ましい。例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ｆｅなどの金属板である。
【０１０５】
また好ましくは光学系に縮小結像技術（結像光学系）を用いる。形成すべき磁化パターンに応じた強度分布を有するパターン化エネルギー線を縮小して媒体表面に結像させる。これによれば、エネルギー線を対物レンズで絞った後マスクを介する場合、すなわち近接露光の場合に比較して、マスクのパターニング精度やアライメント精度により磁化パターンの精度が制限されることがなく、より微細な磁化パターンを精度良く形成することができる。また、マスクと媒体が離間しているため、媒体上のゴミの影響も受けにくい。
【０１０６】
本技術によれば、光源から出射したエネルギー線を、マスクを介して強度分布を変化させ、結像レンズなどの結像手段を通して媒体表面に縮小結像させる。なお、結像レンズは投影レンズと称することもあり、縮小結像を縮小投影と称することもある。
次に、本発明の磁気記録媒体の構成について説明する。
【０１０７】
本発明に係る磁気記録媒体における基板としては、高速記録再生時に高速回転させても振動しない必要があり、通常、硬質基板が用いられる。振動しない十分な剛性を得るため、基板厚みは一般に０．３ｍｍ以上が好ましい。但し厚いと磁気記録装置の薄型化に不利なため、３ｍｍ以下が好ましい。例えば、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、Ｍｇを主成分とした例えばＭｇ−Ｚｎ合金等のＭｇ合金基板、通常のソーダガラス、アルミノシリケート系ガラス、非結晶ガラス類、シリコン、チタン、セラミックス、各種樹脂のいずれかからなる基板やそれらを組み合わせた基板などを用いることができる。中でもＡｌ合金基板や強度の点では結晶化ガラス等のガラス製基板、コストの点では樹脂製基板を用いることが好ましい。
【０１０８】
本発明は硬質基板を有する媒体に適用すると効果が高い。従来の磁気転写法では硬質基板を有する媒体はマスター（マスターディスク）との密着が不十分になり傷や欠陥が発生したり転写された磁区の境界が不明確でＰＷ５０が広がりやすい傾向があったが本発明ではマスクと媒体とを圧着しないのでそのような問題がない。特に、ガラス製基板のようにクラックの入りやすい基板を有する媒体には効果的である。
【０１０９】
磁気記録媒体の製造工程においては、まず基板の洗浄・乾燥が行われるのが通常であり、本発明においても各層の密着性を確保する見地からもその形成前に洗浄、乾燥を行うことが望ましい。
本発明の磁気記録媒体の製造に際しては、基板表面にＮｉＰ、ＮｉＡｌ等の金属層を形成してもよい。
【０１１０】
金属層を形成する場合に、その手法としては、無電解めっき法、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法など薄膜形成に用いられる方法を利用することができる。導電性の材料からなる基板の場合であれば電解めっきを使用することが可能である。金属層の膜厚は５０ｎｍ以上が好ましい。ただし、磁気記録媒体の生産性などを考慮すると２０μｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは１０μｍ以下である。
【０１１１】
また、金属層を成膜する領域は基板表面全域が望ましいが、一部だけ、例えばテキスチャリングを施す領域のみでも実施可能である。
また、基板表面、又は基板に金属層が形成された表面に同心状テキスチャリングを施してもよい。本発明において同心状テキスチャリングとは、例えば遊離砥粒とテキスチャーテープを使用した機械式テキスチャリングやレーザ光線などを利用したテキスチャリング、又はこれらを併用することによって、円周方向に研磨することによって基板円周方向に微小溝を多数形成した状態を指称する。
【０１１２】
一般に、機械式テキスチャリングは磁性層の面内異方性を出すために行われる。面内等方性の磁性層としたい場合は施す必要はない。
また一般に、レーザ光線などを利用したテキスチャリングは、ＣＳＳ（コンタクト・スタート・アンド・ストップ）特性を良好にするために行われる。磁気記録装置が、非駆動時にヘッドを磁気記録媒体の外に待避させる方式（ロード・アンロード方式）などの場合は施す必要はない。
【０１１３】
機械的テキスチャリングに用いられる砥粒としてはアルミナ砥粒が広く用いられているが、特にテキスチャリング溝に沿って磁化容易軸を配向させるという面内配向媒体の観点から考えるとダイアモンド砥粒が極めて良い性能を発揮する。中でも表面がグラファイト化処理されているものが最も好ましい。
ヘッド浮上量ができるだけ小さいことが高密度磁気記録の実現には有効であり、またこれら基板の特長のひとつが優れた表面平滑性にあることから、基板表面の粗度Ｒａは２ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以下である。特に０．５ｎｍ以下が好ましい。なお、基板表面粗度Ｒａは、触針式表面粗さ計を用いて測定長４００μｍで測定後、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に則って算出した値である。このとき測定用の針の先端は半径０．２μｍ程度の大きさのものが使用される。
【０１１４】
次に基板上には、磁性層との間に下地層等を形成してもよい。下地層は、結晶を微細化し、かつその結晶面の配向を制御することを目的とし、Ｃｒを主成分とするものが好ましく用いられる。
Ｃｒを主成分とする下地層の材料としては、純Ｃｒのほか、記録層との結晶マッチングなどの目的で、ＣｒにＶ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｂから選ばれる１又は２以上の元素を添加した合金や酸化Ｃｒなども含む。
【０１１５】
中でも純Ｃｒ、又はＣｒにＴｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｚｒ及びＨｆから選ばれる１又は２以上の元素を添加した合金が好ましい。これら第二、第三元素の含有量はそれぞれの元素によって最適な量が異なるが、一般には１原子％〜５０原子％が好ましく、より好ましくは５原子％〜３０原子％、さらに好ましくは５原子％〜２０原子％の範囲である。
【０１１６】
下地層の膜厚はこの異方性を発現させ得るに十分なものであればよいが、好ましくは０．１〜５０ｎｍであり、より好ましくは０．３〜３０ｎｍ、さらに好ましくは０．５〜１０ｎｍである。Ｃｒを主成分とする下地層の成膜時は基板加熱を行っても行わなくてもよい。
下地層の上には、記録層との間に、場合により軟磁性層を設けても良い。特に磁化遷移ノイズの少ないキーパー媒体、或いは磁区が媒体の面内に対して垂直方向にある垂直記録媒体には、効果が大きく、好適に用いられる。
【０１１７】
軟磁性層は透磁率が比較的高く損失の少ないものであればよいが、ＮｉＦｅや、それに第３元素としてＭｏ等を添加した合金が好適に用いられる。最適な透磁率は、データの記録に利用されるヘッドや記録層の特性によっても大きく変わるが、概して、最大透磁率が１０〜１００００００（Ｈ／ｍ）程度であることが好ましい。
【０１１８】
或いはまた、Ｃｒを主成分とする下地層上に必要に応じ中間層を設けてもよい。例えばＣｏＣｒ系中間層を設けると、磁性層の結晶配向が制御しやすく好ましい。
次に記録層（磁性層）を形成する。記録層と軟磁性層の間には下地層と同一材料の層又は他の非磁性材料が挿入されていてもよい。記録層の成膜時は、基板加熱を行っても行わなくてもよい。
【０１１９】
記録層としては、Ｃｏ合金磁性層、ＴｂＦｅＣｏを代表とする希土類系磁性層、ＣｏとＰｄの積層膜を代表とする遷移金属と貴金属系の積層膜等が好ましく用いられる。
Ｃｏ合金磁性層としては、通常、純ＣｏやＣｏＮｉ、ＣｏＳｍ、ＣｏＣｒＴａ、ＣｏＮｉＣｒ、ＣｏＣｒＰｔなどの磁性材料として一般に用いられるＣｏ合金磁性材料を用いうる。これらのＣｏ合金に更にＮｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｗ、Ｂなどの元素やＳｉＯ2等の化合物を加えたものでも良い。例えばＣｏＣｒＰｔＴａ、ＣｏＣｒＰｔＢ、ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＮｉＣｒＰｔＢ等が挙げられる。Ｃｏ合金磁性層の膜厚は任意であるが、好ましくは５ｎｍ以上、より好ましくは１０ｎｍ以上である。また、好ましくは５０ｎｍ以下、より好ましくは３０ｎｍ以下である。また、本記録層は、適当な非磁性の中間層を介して、或いは直接２層以上積層してもよい。その時、積層される磁性材料の組成は、同じであっても異なっていてもよい。
【０１２０】
希土類系磁性層としては、磁性材料として一般的なものを用いうるが、例えばＴｂＦｅＣｏ、ＧｄＦｅＣｏ、ＤｙＦｅＣｏ、ＴｂＦｅなどが挙げられる。これらの希土類合金にＴｂ、Ｄｙ、Ｈｏなどを添加してもよい。酸化劣化防止の目的からＴｉ、Ａｌ、Ｐｔが添加されていてもよい。希土類系磁性層の膜厚は、任意であるが、通常５〜１００ｎｍ程度である。また、本記録層は、適当な非磁性の中間層を介して、或いは直接２層以上積層してもよい。その時、積層される磁性材料の組成は、同じであっても異なっていてもよい。特に希土類系磁性層は、アモルファス構造膜であり、かつメディア面内に対して垂直方向に磁化を持つため高記録密度記録に適し、高密度かつ高精度に磁化パターンを形成できる本発明の方法がより効果的に適用できる。
【０１２１】
同様に垂直磁気記録が行える、遷移金属と貴金属系の積層膜としては、磁性材料として一般的なものを用いうるが、例えばＣｏ／Ｐｄ、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ｐｔ、Ｆｅ／Ａｕ、Ｆｅ／Ａｇなどが挙げられる。これらの積層膜材料の遷移金属、貴金属は、特に純粋なものでなくてもよく、それらを主とする合金であってもよい。積層膜の膜厚は、任意であるが、通常５〜１０００ｎｍ程度である。また、必要に応じて３種以上の材料の積層であってもよい。
【０１２２】
また最近、磁区の熱安定性を高めるためにＡＦＣ(Anti-Ferromagnetic coupled)媒体が提案されている。数オングストロームのＲｕ層等を介して２層以上の磁性層（主磁性層と下引き磁性層）を積層し、Ｒｕ層の上下で磁気的にカップリングさせて主磁性層の熱的安定性を高めた媒体である。この媒体は見かけ上の保磁力が大きくなり、磁化の反転には大きな磁界が必要となる。
【０１２３】
本発明においては、記録層は薄い方が好ましい。記録層が厚いと、記録層を加熱したときの膜厚方向の熱の伝わりが悪く、良好に磁化されないおそれがあるためである。このため記録層膜厚は２００ｎｍ以下が好ましい。ただし、磁化を保持するために、記録層膜厚は５ｎｍ以上が好ましい。
本発明において、記録層としての磁性層は、室温において磁化を保持し、加熱と同時に外部磁界を印加されて消磁されるか逆方向に磁化される。
【０１２４】
磁性層の室温での保磁力（静的保磁力）は、室温において磁化を保持し、かつ適当な外部磁界により均一に磁化されるものである必要がある。磁性層の室温での保磁力を２０００Ｏｅ以上とすることで、小さな磁区が保持でき高密度記録に適した媒体が得られる。より好ましくは３０００Ｏｅ以上である。
従来の磁気転写法では、あまり保磁力が高い媒体には転写が困難であったが、本発明においては磁性層を加熱し保磁力を十分に下げて磁化パターンを形成するため、保磁力の大きい媒体への適用が好ましい。
【０１２５】
ただし、好ましくは２０ｋＯｅ以下とする。２０ｋＯｅを超えると、一括磁化のために大きな外部磁界が必要となり、また通常の磁気記録が困難となる可能性がある。より好ましくは１５ｋＯｅ以下とし、更に好ましくは１０ｋＯｅ以下とする。
磁性層の保磁力と局所加熱温度、第２外部磁界強度について説明すると、例えば室温において保磁力が３５００〜４０００Ｏｅの媒体は、通常、温度上昇に伴い、１０〜１５Ｏｅ／℃の割合で保磁力が線形に減少し、例えば１５０℃で２０００Ｏｅ程度になる。３０００Ｏｅ程度であれば外部磁界印加手段で容易に発生させることができるので、１５０℃程度の加熱でも十分に磁化パターンが形成できる。
【０１２６】
さて、磁性層の動的な保磁力は、高密度に記録した情報を安定に保持するためには大きいものとなる。動的保磁力は通常、磁界強度を１ｓｅｃ以下の短時間で変化させたときに測定される保磁力、つまりパルス幅が１ｓｅｃ以下の磁界に対する保磁力である。但しその値は磁界や熱の印加時間によって変わる。
好ましくは、１ｓｅｃでの動的保磁力が静的保磁力の２倍以上である。但し、あまり大きいと第２外部磁界による磁化のために大きな磁界強度が必要になるので２０ｋＯｅ以下が好ましい。
【０１２７】
以下に、磁気記録媒体の動的保磁力（記録層としての磁性層の保磁力）の測定手順の一例を示す。
１．印加時間ｔ＝１０ｓｅｃにおける媒体の保磁力を求める。
１．１  最大磁界強度（２０ｋＯｅ）まで磁界を印加し，媒体を飽和させる。
１．２  負の方向（飽和方向と反対向き）に所定強度の磁界Ｈ１を印加する。
１．３  その磁界下で１０ｓｅｃ保持する。
１．４  磁界をゼロに戻す。
１．５  １．４の時の磁化値を読みとると、残留磁化値Ｍ１が得られる。
１．６  １．２とは少し印加磁界強度を変えて同じ測定（１．１〜１．５）を繰り返す。合計４点の磁界強度Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４での残留磁化値Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３，Ｍ４が得られる。
１．７  この４点から残留磁化Ｍが０となる印加磁界強度Ｈを求める。これが印加時間ｔ＝１０ｓｅｃにおける媒体の保磁力となる。
【０１２８】
２．印加時間ｔを６０ｓｅｃ、１００ｓｅｃ、６００ｓｅｃについて同じ測定を行い、それぞれの印加時間での保磁力を求める。
３．以上で得られた１０ｓｅｃ、６０ｓｅｃ、１００ｓｅｃ、６００ｓｅｃでの保磁力の値から外挿して、より短い印加時間での保磁力を求めることができる。
【０１２９】
例えば印加時間１ｎｓｅｃでの動的保磁力も求められる。
磁性層は、室温において磁化を保持しつつ、適当な加熱温度では弱い外部磁界で磁化されるものである必要がある。また室温と磁化消失温度との差が大きい方が磁化パターンの磁区が明瞭に形成しやすい。このため磁化消失温度は高いほうが好ましく、１００℃以上が好ましくより好ましくは１５０℃以上である。例えば、キュリー温度近傍（キュリー温度のやや下）や補償温度近傍に磁化消失温度がある。
【０１３０】
キュリー温度は、好ましくは１００℃以上である。１００℃未満では、室温での磁区の安定性が低い傾向がある。より好ましくは１５０℃以上である。また好ましくは７００℃以下である。磁性層をあまり高温に加熱すると、変形してしまう可能性があるためである。
なお、本発明においては、ＡＦＣ(Anti-Ferromagnetic coupled)媒体のキュリー温度とは、主磁性層のキュリー温度ではなく媒体全体の見かけ上のキュリー温度を言う。
【０１３１】
磁気記録媒体が面内磁気記録媒体である場合、高密度用の高い保磁力を持った磁気記録媒体に対しては従来の磁気転写法では飽和記録が難しく、磁界強度の高い磁化パターン生成が困難となり、半値幅も広がってしまう。このような高記録密度に適した面内記録媒体でも、本方法によれば良好な磁化パターン形成が可能となる。特に、該磁性層の飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上である場合は、反磁界の影響が大きいので本発明を適用する効果が大きい。
【０１３２】
１００ｅｍｕ／ｃｃ以上だとより効果が高い。ただしあまり大きいと磁化パターンの形成がしにくいため、５００ｅｍｕ／ｃｃ以下が好ましい。
磁気記録媒体が垂直磁気記録媒体であり、磁化パターンが比較的大きく１磁区の単位体積が大きい場合は、飽和磁化が大きくなり、磁気的な減磁作用で磁化反転が起こりやすいためそれがノイズとなり半値幅を悪化させる。しかし、本発明では、軟磁性を使用した下地層の併用で、これらの媒体にも良好な記録が可能となる。
【０１３３】
これら記録層は、記録容量増大などのために、二層以上設けてもよい。このとき、間には他の層を介するのが好ましい。
本発明においては、磁性層上に保護層を形成するのが好ましい。すなわち、媒体の最表面を硬質の保護層により覆う。保護層はヘッドや衝突や塵埃・ゴミ等のマスクとの挟み込みによる磁性層の損傷を防ぐ働きをする。本発明のようにマスクを用いた磁化パターン形成法を適用する際には、マスクとの接触から媒体を保護する働きもある。
【０１３４】
また、本発明において保護層は、加熱された磁性層の酸化を防止する効果もある。磁性層は一般に酸化されやすく、加熱されると更に酸化されやすい。本発明では磁性層をエネルギー線などで局所的に加熱するため、酸化を防ぐための保護層を磁性層上に予め形成しておくのが望ましい。
磁性層が複数層ある場合には、最表面に近い磁性層の上に保護層を設ければよい。保護層は磁性層上に直接設けても良いし、必要に応じて間に他の働きをする層をはさんでも良い。
【０１３５】
エネルギー線の一部は保護層でも吸収され、熱伝導によって磁性層を局所的に加熱する働きをする。このため保護層が厚すぎると横方向への熱伝導により磁化パターンがぼやけてしまう可能性があるので、膜厚は薄い方が好ましい。また記録再生時の磁性層とヘッドとの距離を小さくするためにも薄い方が好ましい。従って５０ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以下、さらに好ましくは２０ｎｍ以下である。ただし、充分な耐久性を得るためには０．１ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは１ｎｍ以上である。
【０１３６】
保護層としては、硬質で酸化に強い性質を有していればよい。一般にカーボン、水素化カーボン、窒素化カーボン、アモルファスカーボン、ＳｉＣ等の炭素質層やＳｉＯ2、Ｚｒ2Ｏ3、ＳｉＮ、ＴｉＮなどが用いられる。保護層が磁性を有する材料であっても良い。
特にヘッドと磁性層の距離を極限まで近づけるためには、非常に硬質の保護層を薄く設けることが好ましい。従って耐衝撃性及び潤滑性の点で炭素質保護膜が好ましく、特にダイヤモンドライクカーボンが好ましい。エネルギー線による磁性層の損傷防止の役割を果たすだけでなく、ヘッドによる磁性層の損傷にも極めて強くなる。本発明の磁化パターン形成法は、炭素質保護層のような不透明な保護層に対しても適用できる。
【０１３７】
また、保護層が２層以上の層から構成されていてもよい。磁性層の直上の保護層としてＣｒを主成分とする層を設けると、磁性層への酸素透過を防ぐ効果が高く好ましい。
更に保護層上には潤滑層を形成するのが好ましい。媒体のマスク及び磁気ヘッドによる損傷を防ぐ機能を持つ。潤滑層の形成は一般に潤滑剤の塗布により行われ、例えばスピンコート法、引き上げ塗布法、スプレー塗布法等、任意の塗布工程が用いられる。大量の媒体に短時間で均一に潤滑層を形成するには引き上げ塗布法が適している。蒸着法で成膜してもよい。
【０１３８】
潤滑剤としては、フッ素系潤滑剤、炭化水素系潤滑剤及びこれらの混合物等が挙げられるが、エステル結合を有するパーフルオロポリエーテル、ジアルキルアミドカルボン酸、パークロロポリエーテル、ステアリン酸、ステアリン酸ナトリウム、リン酸エステル等が好ましい。エステル結合は分子内のどこにあってもよいが、末端にエステル結合の官能基を有すると分子中の可動部が長くなり潤滑性が得られ易いためより好ましい。
【０１３９】
特に主鎖に−ＣaＦ2aＯ−単位（但し、ａは１〜４の整数）を有し、末端にエステル結合の官能基を有するパーフルオロポリエーテルが好ましい。より好ましくは、下記の一般式（Ｉ）で示されるパーフルオロエーテルである。
Ｒ−Ｏ−（Ａ1−Ｏ−Ａ2−Ｏ）x−Ｒ      （Ｉ）
（ただし、Ａ1、Ａ2はそれぞれＣＦ2および／またはＣ2Ｆ4で構成され、Ａ1とＡ2を構成するＣＦ2とＣ2Ｆ4の割合（ＣＦ2／Ｃ2Ｆ4）が５／１〜１／５であり、Ｘは１０〜５００、Ｒはヘテロ原子を含む炭素数１〜２０のアルキル基もしくはフッ素置換アルキル基を示す。）
例えば、アウジモント社製Ｆｏｍｂｌｉｎ−Ｚ−ＤＯＬはＣＦ2ＣＦ2ＯとＣＦ2Ｏの重合体で直鎖構造を有し、両末端にエステル基−ＣＯＯＲ（但し、Ｒはフッ素で置換されていてもよいアルキル基を表す。）を有する。また、ダイキン工業社製Ｄｅｍｎｕｍタイプ（ＳＰやＳＹ）はヘキサフルオロプロピレンオキシドのホモポリマーで、片方の末端にエステル基−ＣＯＯＲ（但し、Ｒはフッ素で置換されていてもよいアルキル基を表す。）を有する。
【０１４０】
潤滑剤の数平均分子量は１００〜１００００の範囲内が好ましい。より好ましくは数平均分子量が２０００〜６０００である。分子量が低いと一般的に蒸気圧が高く、塗布した後にわずかずつ蒸発し、時間と共に所望の膜厚から遠ざかってしまう。逆に分子量が高い場合は、一般的に粘性が高く、所望の潤滑性が得られない時がある。
【０１４１】
好ましくは、アウジモント社製Ｆｏｍｂｌｉｎ−Ｚ−ＤＯＬ（商品名）、Ｆｏｍｂｌｉｎ−Ｚ−Ｔｅｔｒａｏｌ（商品名）等が用いられる。
また、これらを溶解させる溶媒としては例えばフロン系、アルコール系、炭化水素系、ケトン系、エーテル系、フッ素系、芳香族系等が用いられる。
また、潤滑剤と媒体との化学結合を高めるため、潤滑層形成後に加熱処理を施すのが好ましい。加熱温度は５０℃以上であるが、潤滑剤の分解温度よりも低い温度の範囲で適宜選択すればよい。通常１００℃以下である。
【０１４２】
潤滑剤の塗布膜厚としては、１０ｎｍ以下が好ましい。あまり厚くしても一定以上の潤滑性は得られず余分な潤滑剤がディスクの回転に伴って外周側へ移動し、内外周での膜厚分布が発生しやすくなる。ただし薄すぎると所望の潤滑性が得られないので、０．５ｎｍ以上が好ましい。より好ましくは１ｎｍ以上、特に好ましくは１．５ｎｍ以上である。
【０１４３】
本発明によれば、加熱によりフッ酸を発生しうる潤滑剤に対してもマスクが劣化しないので、上記パーフルオロポリーエテルなどのフッ素系の潤滑剤であっても問題なく使用することができる。従って潤滑剤選択の幅が広がる利点がある。ただし、潤滑層上からエネルギー線を照射する場合には、潤滑剤のダメージ（分解、重合）等を考慮し、再塗布などを行ってもよい。
【０１４４】
また、以上の層構成には他の層を必要に応じて加えても良い。
浮上型／接触型ヘッドの走行安定性を損なわないよう、磁化パターン形成後の該媒体の表面粗度Ｒａは３ｎｍ以下に保つのが好ましい。なお、媒体表面粗度Ｒａとは潤滑層を含まない媒体表面の粗度であって、触針式表面粗さ計（機種名：Tencor P-12 disk profiler（KLA Tencor社製））を用いて測定長４００μｍで測定後、ＪＩＳ  Ｂ０６０１に則って算出した値である。より好ましくは１．５ｎｍ以下とする。
【０１４５】
望ましくは磁化パターン形成後の該媒体の表面うねりＷａを５ｎｍ以下に保つ。Ｗａは潤滑層を含まない媒体表面のうねりであって、触針式表面粗さ計（機種名：Tencor P-12 disk profiler（KLA Tencor社製））を用いて測定長２ｍｍで測定後、Ｒａ算出に準じて算出した値である。より好ましくは３ｎｍ以下とする。
【０１４６】
ところで、このように構成される磁気記録媒体への磁化パターンの形成は、記録層（磁性層）に対して行う。記録層上に保護層や潤滑層などを形成した後に記述のいずれかの方法で行うのが好ましいが、記録層の酸化のおそれが無い場合は記録層の成膜直後に行っても良い。
磁気記録媒体の各層を形成する成膜方法としては各種の方法が採りうるが、例えば直流（マグネトロン）スパッタリング法、高周波（マグネトロン）スパッタリング法、ＥＣＲスパッタリング法、真空蒸着法などの物理的蒸着法が挙げられる。
【０１４７】
また、成膜時の条件としては、得るべき媒体の特性に応じて、到達真空度、基板加熱の方式と基板温度、スパッタリングガス圧、バイアス電圧等を適宜決定する。例えば、スパッタリング成膜では、通常の場合、到達真空度は５×１０-6Ｔｏｒｒ以下、基板温度は室温〜４００℃、スパッタリングガス圧は１×１０-3〜２０×１０-3Ｔｏｒｒ、バイアス電圧は０〜−５００Ｖが好ましい。
【０１４８】
基板を加熱する場合は下地層形成前から加熱しても良い。或いは、熱吸収率が低い透明な基板を使用する場合には、熱吸収率を高くするため、Ｃｒを主成分とする種子層又はＢ２結晶構造を有する下地層を形成してから基板を加熱し、しかる後に記録層等を形成しても良い。
記録層が、希土類系の磁性層の場合には、腐食・酸化防止の見地から、ディスク状磁気記録媒体の最内周部及び最外周部を最初マスクして、記録層まで成膜、続く保護層の成膜の際にマスクを外し、記録層を保護層で完全に覆う方法や、保護層が２層の場合には、記録層と第１の保護層までをマスクしたまま成膜し、第２の保護層を成膜する際にマスクを外し、やはり記録層を第２の保護層で完全に覆うようにすると希土類系磁性層の腐食、酸化が防げて好適である。
【０１４９】
次に、本発明の磁気記録装置について説明する。
本発明に係る磁気記録装置は、上述の方法で磁化パターンを形成した磁気記録媒体と、磁気記録媒体を記録方向に駆動する駆動部と、記録部と再生部からなる磁気ヘッドと、磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して相対移動させる手段と、磁気ヘッドへの記録信号入力と磁気ヘッドからの再生信号出力を行うための記録再生信号処理手段を有する。磁気ヘッドとしては、高密度記録を行うため、通常は浮上型／接触型磁気ヘッドを用いる。
【０１５０】
本発明の方法により微細かつ高精度なサーボパターン等の磁化パターンが形成された磁気記録媒体を用いることで、上記磁気記録装置は高密度記録が可能となる。また、媒体に傷がなく欠陥も少ないため、エラーの少ない記録を行うことができる。
また、磁気記録媒体を装置に組みこんだ後、上記磁化パターンを磁気ヘッドにより再生し信号を得、該信号を基準としてサーボバースト信号を該磁気ヘッドにより記録してなる磁気記録装置に用いることで、簡易に精密なサーボ信号を得ることができる。
【０１５１】
また、磁気ヘッドでのサーボバースト信号記録後にも、ユーザデータ領域として用いられない領域には本発明により磁化パターンとして記録した信号が残っていると何らかの外乱により磁気ヘッドの位置ずれが起きたときにも所望の位置に復帰させやすいので、両者の書き込み方法による信号が存在する磁気記録装置は、信頼性が高い。
【０１５２】
磁気記録装置として代表的な、磁気ディスク装置を例に説明する。
磁気ディスク装置は、通常、磁気ディスクを１枚或いは複数枚を串刺し状に固定するシャフトと、該シャフトにベアリングを介して接合された磁気ディスクを回転させるモータと、記録及び／又は再生に用いる磁気ヘッドと、該ヘッドが取り付けられたアームと、ヘッドアームを介してヘッドを磁気記録媒体上の任意の位置に移動させることのできるアクチュエータとからなり、記録再生用ヘッドが磁気記録媒体上を一定の浮上量で移動している。記録情報は、信号処理手段を経て記録信号に変換されて磁気ヘッドにより記録される。また、磁気ヘッドにより読み取られた再生信号は同信号処理手段を経て逆変換され、再生情報が得られる。
【０１５３】
ディスク上には、情報信号が同心円状のトラックに沿って、セクター単位で記録される。サーボパターンは通常、セクター間に記録される。磁気ヘッドは該パターンからサーボ信号を読み取り、これによりトラックの中心に正確にトラッキングを行い、そのセクターの情報信号を読み取る。記録時も同様にトラッキングを行う。
【０１５４】
前述の通り、サーボ信号を発生するサーボパターンは、情報を記録する際のトラッキングに使用するという性質上、特に高精度が要求される。また現在多く使用されているサーボパターンは、１トラックあたり、互いに１／２ピッチずれた２組のパターンからなるため、情報信号の１／２のピッチ毎に形成する必要があり、２倍の精度が要求される。
【０１５５】
しかしながら、従来のサーボパターン形成方法では、外部ピンとアクチュエータの重心が異なることから生じる振動の影響でライトトラック幅で０．２〜０．３μｍ程度が限界であり、トラック密度の増加にサーボパターンの精度が追いつかず、磁気記録装置の記録密度向上及びコストダウンの妨げとなりつつある。
本発明によれば、効率よく精度の高い磁化パターンを形成することができるので、従来のサーボパターン形成方法に比べて格段に低コスト、短時間で精度良くサーボパターンを形成でき、例えば４０ｋＴＰＩ以上に媒体のトラック密度を高めることができる。従って本媒体を用いた磁気記録装置は高密度での記録が可能となる。
【０１５６】
また、位相サーボ方式を用いると連続的に変化するサーボ信号が得られるのでよりトラック密度を上げることができ、０．１μｍ幅以下でのトラッキングも可能となり、より高密度記録が可能である。
前述のように、位相サーボ方式には、例えば、内周から外周に、半径に対して斜めに直線的に延びる磁化パターンが用いられる。このような、半径方向に連続したパターンや斜めのパターンは、ディスクを回転させながら１トラックずつサーボ信号を記録する従来のサーボパターン形成方法では作りにくく、複雑な計算や構成が必要であった。
【０１５７】
しかし本発明によれば、該形状に応じたマスクを一旦作成すれば、マスクを介してエネルギー線を照射するだけで当該パターンを容易に形成できるため、位相サーボ方式に用いる媒体を簡単かつ短時間、安価に作成することができる。ひいては、高密度記録が可能な、位相サーボ方式の磁気記録装置を提供できる。
さて、従来主流のサーボパターン形成方法は、媒体を磁気記録装置（ドライブ）に組み込んだのちに、クリーンルーム内で専用のサーボライターを用いて行う。
【０１５８】
各ドライブをサーボライターに装着し、ドライブ表面あるいは裏面のいずれかにある孔よりサーボライターのピンを差し入れ磁気ヘッドを機械的に動かしながら、トラックに沿って１パターンずつ記録を行う。このためドライブ一台あたり１５〜２０分程度と非常に時間がかかる。専用のサーボライターを用い、またドライブに孔を開けるためこれら作業はクリーンルーム内で行う必要があり、工程上も煩雑でコストアップの要因であった。
【０１５９】
本発明では、予めパターンを記録したマスクを介してエネルギー線を照射することで、サーボパターン或いはサーボパターン記録用基準パターンを一括して記録でき、非常に簡便かつ短時間で媒体にサーボパターンを形成できる。このようにしてサーボパターンを形成した媒体を組み込んだ磁気記録装置は、上記サーボパターン書込み工程は不要となる。
【０１６０】
或いはサーボパターン記録用基準パターンを形成した媒体を組み込んだ磁気記録装置は、該基準パターンをもとにして装置内で所望のサーボパターンを書込むことができ、上記のサーボライターは不要であり、クリーンルーム内での作業も必要ない。
また、磁気記録装置の裏側に孔を開ける必要がなく耐久性や安全性の上でも好ましい。
【０１６１】
さらに、本発明においてはマスクと媒体との間を密着させなくてよいので、磁気記録媒体と他の構成部材との接触による損傷や、微小な塵埃やゴミの挟み込みによる媒体の損傷を防ぎ、欠陥の発生を防ぐことができる。
以上のように、本発明によれば高密度記録が可能な磁気記録装置を、簡便な工程で安価に得ることができる。
【０１６２】
磁気ヘッドとしては、薄膜ヘッド、ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッド、ＴＭＲヘッドなど各種のものを用いることができる。磁気ヘッドの再生部をＭＲヘッドで構成することにより、高記録密度においても十分な信号強度を得ることができ、より高記録密度の磁気記録装置を実現することができる。
また磁気ヘッドを、浮上量が０．００１μｍ以上、０．０５μｍ未満と、低い高さで浮上させると、出力が向上して高い装置Ｓ／Ｎが得られ、大容量で高信頼性の磁気記録装置を提供することができる。
【０１６３】
また、最尤復号法による信号処理回路を組み合わせるとさらに記録密度を向上でき、例えば、トラック密度１３ｋＴＰＩ以上、線記録密度２５０ｋＦＣＩ以上、１平方インチ当たり３Ｇビット以上の記録密度で記録・再生する場合にも十分なＳ／Ｎが得られる。
さらに磁気ヘッドの再生部を、互いの磁化方向が外部磁界によって相対的に変化することによって大きな抵抗変化を生じる複数の導電性磁性層と、その導電性磁性層の間に配置された導電性非磁性層からなるＧＭＲヘッド、あるいはスピン・バルブ効果を利用したＧＭＲヘッドとすることにより、信号強度をさらに高めることができ、１平方インチ当たり１０Ｇビット以上、３５０ｋＦＣＩ以上の線記録密度を持った信頼性の高い磁気記録装置の実現が可能となる。
【０１６４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。但し、その要旨の範囲を越えない限り、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１、２、比較例１、２）
［実施例１のマスクの作製］
１２７ｍｍ×１２７ｍｍの正方形、２．３ｍｍ厚の石英ガラスを基体とし、その磁気ディスクに対するべき面の上にスパッタリングにより膜厚１００ｎｍのＳｉ（シリコン）層、スピンコートにより膜厚２００ｎｍのフォトレジスト層を順次形成した。そののちレーザ露光装置を用い、磁気記録媒体上に形成すべきサーボパターンに応じたパターンを露光し、現像してフォトレジスト層に凹凸パターンを形成した。
【０１６５】
次いで、日本ビクター社製のＩＥ−５００を用いてレジストの開口部に対し反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を行った。ＳＦ6ガスを用いて石英ガラスのエッチングを２分間行った。エッチング条件は、ＳＦ6流量１００ｓｃｃｍ、圧力３０ｍＴｏｒｒ、ＲＦ出力５０Ｗである。Ｓｉとフォトレジスト、Ｓｉと石英ガラスのエッチング速度の比率（選択比）は各々８：１、１０：１であった。ＲＩＥ後にリムーブ液を用いてフォトレジストを除去した。
【０１６６】
次にＳｉ層に形成された凹部（溝）の深さの測定をＡＦＭ（原子間力顕微鏡：デジタルインスツルメンツ社製  ナノスコープ３ａ  Ｄ３１００型）にて実施し、全面にわたって溝深さがほぼ１００ｎｍであることを確認した。すなわち、透過部においてはＳｉが全てエッチングされていた。
作製したマスクは、半径２０〜４６ｍｍにパターン領域を有し、パターン領域にはパターン最小線幅０．７μｍ（最小幅０．７μｍ；ライン、スペースとも０．７μｍ）のパターンが設けられてなる。最内周でのパターン最小線幅は０．７μｍ、最外周でのパターン最小線幅は約１．２μｍである。
【０１６７】
この後、パターン領域の周縁部に、リフトオフ法によりＣｒ層からなるスペーサを設けた。即ち、パターン領域外の外周部である半径約４７〜４８ｍｍの範囲には、高さ１．５μｍ、直径５０μｍの略円形の突起（スペーサ）が１００μｍ間隔で、また、半径１５〜１６mmの範囲に、高さ０．５μｍである以外は外周部のスペーサと同じであるスペーサが形成されたマスクを得た。
【０１６８】
［実施例２のマスクの作製］
ＲＩＥ後のフォトレジスト除去までを実施例１と同様に行った後、反応性スパッタリングによってＳｉＯ2層を厚さ４０ｎｍ設けた。反応性スパッタリングは、シリコンターゲットに対し、アルゴン７０ｃｃｍ、酸素３０ｃｃｍの混合ガスでスパッタリングすることにより実施した。
【０１６９】
最後に実施例１と同様にスペーサを作製した。
この結果、透過部は石英ガラス上に厚さ４０ｎｍのＳｉＯ2層が設けられ、非透過部は石英ガラス上に厚さ１００ｎｍのＳｉ層と厚さ４０ｎｍのＳｉＯ2層の積層膜が設けられてなるマスクを得た。
［比較例１のマスクの作製］
１２７ｍｍ×１２７ｍｍの正方形、２．３ｍｍ厚の石英ガラスを基体とし、その磁気ディスクに対するべき面の上にスパッタリングにより膜厚１００ｎｍのＣｒ（クロム）層、スピンコートにより膜厚２００ｎｍのフォトレジスト層を順次形成した。そののちレーザ露光装置を用い、実施例１と同じパターンを露光し、現像してフォトレジスト層に凹凸パターンを形成した。
【０１７０】
次いで、硝酸セリウムを含有するエッチング液により、フォトレジストの開口した部分でＣｒをウェットエッチングして、実施例１と同じパターンを有するマスクを作製した。なお、透過部においてはＣｒが全てエッチングされていた。
この後、パターン領域の周縁部に、実施例１と同様にしてＣｒ層からなるスペーサを設けた。
【０１７１】
［比較例２のマスクの作製］
ウェットエッチング後のフォトレジスト除去までを比較例１と同様に行った後、反応性スパッタリングによってＳｉＯ2層を厚さ４０ｎｍ設けた。反応性スパッタリングは、シリコンターゲットに対し、アルゴン７０ｃｃｍ、酸素３０ｃｃｍの混合ガスでスパッタリングすることにより実施した。
【０１７２】
最後に比較例１と同様にスペーサを作製した。
この結果、透過部は石英ガラス上に厚さ４０ｎｍのＳｉＯ2層が設けられ、非透過部は石英ガラス上に厚さ１００ｎｍのＣｒ層と厚さ４０ｎｍのＳｉＯ2層の積層膜が設けられてなるマスクを得た。
［実施例１，２，比較例１，２のマスクによる繰返し磁化パターン形成試験］これらマスクを用いて磁気記録媒体に繰り返し転写試験を行った。使用した磁気記録媒体は以下のようなものであった。
【０１７３】
３．５インチ径のＮｉＰメッキ付きアルミニウム合金基板上にＣｒ90Ｍｏ10を１０ｎｍ、記録層としてＣｏ64Ｃｒ16Ｐｔ12Ｂ8を１２ｎｍ、保護層としてカーボン（ダイヤモンドライクカーボン）を３ｎｍ成膜した。その上には潤滑層としてフッ素系潤滑剤を０．５ｎｍの厚さに塗布し、１００℃で４０分焼成し、室温での静的保磁力３６００Ｏｅ、動的保磁力８０００Ｏｅ程度、飽和磁化３１０ｅｍｕ／ｃｃの面内記録用であった。
【０１７４】
この媒体に、まず電磁石の磁界方向がディスクの回転方向と同じとなるように構成して、約１０ｋＯｅ（約１０ｋガウス）の強度で印加して、ディスク面を一様に（均一に）磁化した。
上記マスクと媒体を用い、図２の磁化パターン形成装置により磁化パターンの形成を行った。上記マスクと媒体をスペーサを介して一体とし、３．２秒間で１回転の速度で回転させた。ここに波長２４８ｎｍのエキシマパルスレーザをパルス幅：２５ｎｓｅｃ、パワー（エネルギー密度）：１６０ｍＪ／ｃｍ2、ビーム形状：１０ｍｍ×３０ｍｍ（ピークエネルギーの１／ｅ2となる径）に制御し、繰り返し周波数１０Ｈｚで一回転当たり３２パルス照射した。シミュレーションにより媒体の加熱温度を求めたところ、約２００℃であった。
【０１７５】
記録用磁界としては約３０００Ｏｅ、長さ２００μｓの磁界を加えた。
図３に、実施例における、磁界パルスとレーザ光用トリガーパルスの時間的関係を示す。レーザ光用トリガーパルスが出された約４μｓｅｃ後にエキシマパルスレーザが照射された。図３から分かるように、磁界強度がほぼ最大となるときにちょうどパルスレーザが照射されるようにタイミングを合わせた。
【０１７６】
本試験においては、マスク及び媒体を連続で回し続けながらレーザ照射を繰り返した。マスクの各位置が照射を受けた回数（すなわちマスクが回転した回数）を照射回数と定義した。媒体は照射回数１００００回毎に交換した。
また、所定の照射回数に達した時点で、試験用媒体を信号測定用媒体に取り替えて一回のみレーザ照射して磁化パターンを形成した。その後、媒体を試験用媒体に戻して繰返し照射試験を行った。以上のプロセスを繰り返した。
【０１７７】
実施例１、２、比較例１、２の各マスクに対して上記手法により繰返しレーザ照射を実施した。
上記試験により磁化パターンを形成した信号測定用媒体に対し、再生素子幅０．４μｍのハードディスク用GＭＲヘッドで磁化パターンを再生した。このとき再生信号出力の変化を測定した結果を図６に示す（出力は初期値で規格している）。なお、出力の低下は、マスクのパターンが劣化を起こして磁化パターン形成が不完全になったために起こる。
【０１７８】
比較例１は、初期特性以降で最初に測定した１００００回照射の段階でマスクパターンが破壊して測定不能となったため図６には示していない。
図６からわかるように、実施例１及び実施例２は１０万回の繰返しレーザ照射に耐え、十分な耐久性を示し、比較例２に比して顕著な向上を示した。ただし１０万回を越えた段階では実施例１より実施例２の方が若干優れた耐久性を示した。
【０１７９】
実施例１の１１６０００回照射後と、実施例２の１４３０００回照射後のマスク表面をＳＥＭ（表面走査型電子顕微鏡）で観察したところ、実施例１のマスクには透過部に腐食が見られた（図７参照）。実施例２には顕著な腐食はみられなかった。
［実施例及び比較例１のマスクの耐久性評価試験］
実施例１及び比較例１のマスクに対して、フッ素系潤滑剤（Ｆｏｍｂｌｉｎ、Ｚ−Ｄｏｌ２０００：アウジモント社製）を滴下したのち、３．５インチ径のＮｉＰメッキ付きアルミニウム合金基板をスペーサを介して対向させた。この状態で、マスク側から波長２４８ｎｍのエキシマパルスレーザを照射した。照射条件はパルス幅：２５ｎｓｅｃ、パワー（エネルギー密度）：１６０ｍＪ／ｃｍ2、ビーム形状：１０ｍｍ×３０ｍｍ（ピークエネルギーの１／ｅ2となる径）に制御し、繰り返し周波数５０Ｈｚで同一場所を繰返し照射した。
【０１８０】
実施例１のマスクの１０万回レーザ照射後の顕微鏡写真を図４に、比較例１のマスクの３万回レーザ照射後の顕微鏡写真を図５に示す。写真からも分かるとおり、実施例１のマスクは１０万回のレーザ照射までシリコンパターンの劣化が認められなかったのに対し、比較例１のマスクは３万回のレーザ照射でクロムのパターンがほとんど剥離を起こした。
【０１８１】
（実施例３及び比較例３）
石英ガラス上に実施例１と同様にして１００ｎｍのＳｉ層を形成した（実施例３）。このＳｉ層にカッターナイフを用い１ｍｍ間隔の切れ込みを縦横１０本ずつ入れ、テープ剥離試験を行ったところ、剥離は全くみられなかった。
同様に、石英ガラス上に１００ｎｍのＰｔ層を形成した（比較例３）。実施例３と同様にしてテープ剥離試験を行ったところ、切れ込みを入れた部分全てが剥離を起こした。
【０１８２】
（比較例４）
シリコンに代えてモリブデンシリサイド（原子％でＭｏ：Ｓｉ＝１：１）を用いた以外は実施例１と同様にしてマスクを作製した。
このマスクのＸＰＳによる膜組成の深さ方向分析を行った。次いで、マスクを潤滑剤（Ｚ−Ｄｏｌ２０００）に浸した状態で６００℃まで加熱し、加熱後のマスクに対し、ＸＰＳによる膜組成の深さ方向分析を行った。加熱前後の分析結果の比較を図８に示す。加熱後は、Ｓｉが膜中に残存しているのに対しＭｏはほぼ完全に消失した。
（実験例１及び２）
１２７ｍｍ×１２７ｍｍの正方形、２．３ｍｍ厚の石英ガラスを基体とし、その一面にスパッタリングにより膜厚１００ｎｍのＳｉ層と反応性スパッタリングにより膜厚３０ｎｍのＳｉＯ2層を連続して設けたものを作製した（実験例１）。反応性スパッタリングはシリコンターゲットをアルゴン７０ｃｃｍ、酸素３０ｃｃｍの混合ガスでスパッタリングすることにより実施した。
また、ＳｉＯ2層を設けなかった以外は同様にして、膜厚１００ｎｍのＳｉ層だけを設けたものを作製した（実験例２）。
実験例１及び実験例２で得られた基板に対し、曲率半径０．０５ｍｍのダイヤモンド針を用いたスクラッチ試験を実施した。
実験例１の基板には装置の最大荷重である４００ｇでもスクラッチが入らなかった。
実験例２の基板には４０ｇの荷重でスクラッチが入った。
これにより、誘電体層を設けた基板は衝撃に対する耐久性に優れていることが分かる。
【０１８３】
【発明の効果】
本発明によれば、非透過部の反射率が特に短波長域で高いため、エネルギー線吸収が小さく、エネルギー線耐久性が高いレーザ加工用マスクが得られる。このためマスクの交換頻度が減り、生産性が高く生産コストが抑えられる。このマスクは特に、短波長のエネルギー線が用いられる微細加工に適して使用できる。
【０１８４】
本発明によればまた、潤滑剤の分解等によって発生するフッ酸への耐久性も高いレーザ加工用マスクが得られる。このためマスクの交換頻度が減り、生産性が高く生産コストが抑えられる。また、フッ素系化合物を含みフッ酸を発生しうる対象物に対しても生産性の高いパターン形成が行える。従って、フッ素系潤滑剤塗布後の磁気記録媒体にも磁化パターンが形成できる。またクロムを用いる場合と比較して無毒で、かつ安価なマスクが得られる。
【０１８５】
そしてこのマスクを、局所加熱と外部磁界印加を組み合わせて磁気記録媒体に磁化パターンを形成する技術に適用することにより、微細なパターンを低コストで効率よく形成できる。また、潤滑剤塗布後の媒体に磁化パターンが形成できるので、工程が複雑になる潤滑剤塗布前媒体への磁化パターン形成を行う必要がなく、生産コストが抑えられ、生産効率が著しく向上する。ひいてはより高密度記録が可能な磁気記録媒体及び磁気記録装置を短時間かつ安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のマスクを用いた磁化パターン形成方法の実施の形態を示す模式的な断面図である。
【図２】  本発明の実施例に係る磁化パターン形成方法を示す平面図と断面図である。
【図３】  本発明の実施例における、磁界パルスとレーザ光用トリガーパルスの時間的関係を示す図である。
【図４】  本発明の実施例１のマスクの、１０万回レーザ照射後の顕微鏡写真である。
【図５】  本発明の比較例１のマスクの、３万回レーザ照射後の顕微鏡写真である。
【図６】  本発明の実施例のマスクの、繰返しレーザ照射試験における照射回数と信号振幅の関係を示すグラフである。
【図７】  本発明の実施例１のマスクの、繰返しレーザ照射試験後の電子顕微鏡写真である。
【図８】  本発明の比較例４のマスクの、（ａ）初期におけるＸＰＳによるＭｏＳｉ膜中深さ方向分析結果、（ｂ）潤滑剤中加熱後のＸＰＳによるＭｏＳｉ膜中深さ方向分析結果である。
【符号の説明】
１  磁気記録媒体（磁気ディスク）
２  マスク
３  外部磁界
４  入射光（レーザビーム）
５  スペーサ
６  透明基体（石英）
７  遮光層（シリコン含有層）
８  誘電体層
１１  磁気ディスク
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  永久磁石
１３  遮光板
１３ａ  開口部
１４  マスク
１５  エネルギー線
１７  スペーサ
１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ    空芯コイル（電磁石）
２１  直流電源
２２  コンデンサ
２３  サイリスタ
２４  トリガー発生装置
２５  遅延装置（ディレイ）
２６  エネルギー線源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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