(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に磁性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局所的に加熱する工程と、
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、磁気記録媒体上に磁化パターンを形成するためのエネルギー線の透過部と非透過部の組み合わせからなる円環状のマスクパターン領域と、
前記マスクパターン領域の内側と外側に周縁部を有してなり、
前記内周と外周の周縁部各々に、同心円上に少なくとも３つの同一高さの突起が設けられ、
前記突起が前記磁気記録媒体に接触した状態でエネルギー線を照射することを特徴とする磁化パターン形成方法。
【請求項２】
前記突起は、高さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下である請求項１に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項３】
前記磁化パターンが、記録再生用磁気ヘッドの位置制御を行うためのサーボパターン又はサーボパターン記録用の基準パターンである請求項２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局所的に加熱する工程と、
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、
前記マスクは、磁気記録媒体上に磁化パターンを形成するためのエネルギー線の透過部と非透過部の組み合わせからなる円環状のマスクパターン領域と、
前記マスクパターン領域の内側と外側に周縁部を有してなり、
前記内周と外周の周縁部各々に、同心円上に少なくとも３つの同一高さで高さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下である、前記磁気記録媒体と接触する突起が設けられたことを特徴とするマスク。
【請求項５】
前記突起は基板面に対して垂直方向から見た形状が略円形である請求項４に記載のマスク。
【請求項６】
前記突起はマスク面に対して垂直方向の断面形状が略矩形である請求項４又は５に記載のマスク。
【請求項７】
前記突起が樹脂よりなる請求項４〜６のいずれかに記載のマスク。
【請求項８】
前記突起が無機物よりなる請求項４〜６のいずれかに記載のマスク。
【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ディスクなどの磁気記録媒体の磁化パターン形成方法とそれにより磁化パターンを形成した磁気記録媒体、並びに磁気記録装置に関する。また、パターン形成方法に使用するマスクに関する。
【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。
【０００４】
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。
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）、Digest of InterMag 2000、GP-06、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、特願２０００−１３４６１１号の明細書に記載された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。
【００１８】
しかしながら本技術においても、マスクを用いて線幅１μｍ程度以下の微細なパターンを形成する際に、非同心円状の歪んだ干渉縞が現れ、モジュレーションが悪化してしまう場合があった。
図２を用いて説明する。図２においてマスク２は、石英からなる透明基材３上に、クロム層４と酸化クロム層５からなる非透過部が形成されており、マスク２を通過したエネルギー線（入射光１１）は磁気記録媒体（磁気ディスク）１に照射される。
【００１９】
図２（ａ）の通り、マスク２の透過部を一度透過した入射光１１はほとんどが直進するが、非透過部との境界に近い一部の光は回折により非透過部へ回り込んでしまう。回り込んだ光は、磁気記録媒体１に当たってほとんどが磁気記録媒体面に吸収されてしまうが、一部は反射される。反射光１２は再びマスク面非透過部に当たり、その一部が再反射され、その結果、再反射光１３は入射光１１と干渉を起こし、光を強めたり弱めたりしてしまう。非透過部がクロムなど反射率の高い金属によって構成されると、非透過部へ回り込んだ光は非透過部で反射されて、多くが再反射光となるため、入射光との干渉が大きくなりやすい。
【００２０】
この様な場合において、磁気記録媒体１とマスク２の距離が全面において均一に保たれていたならば、干渉縞はできないので光の強さ(濃淡)は全面において均一になる。また、全面において均一でなくても、磁気記録媒体１の中心部を中心とする複数の同心円を想定したときに、少なくとも個々の同心円上において磁気記録媒体とマスクの距離が均一に保たれていたならば、干渉縞は同心円状に形成されることとなる。
しかし、磁気記録媒体１とマスク２の距離が個々の同心円上において不均一になると、非同心円状の歪んだ干渉縞が観察される。
ところで、磁気ディスク（ディスク状の磁気記録媒体）には通常、同心円状に記録トラックが形成されてなり、各トラックに磁化パターンが記録される。ここで、磁気ディスクは角速度一定で記録再生されることが多い。このような場合、外周に行くほど線速度が高くなり、内周と外周に同じ信号を記録するためには、外周ほどその信号の物理的長さが長くなる。つまり、記録すべき磁化パターンの周方向の幅であるパターン線幅は、個々のトラック上では通常等しいが、内周から外周に行くほど増大していく傾向にある。
例えば直径３．５インチのハードディスクでは、内周（半径２０ｍｍ）で１μｍのパターン線幅が、外周（半径４５ｍｍ）では２〜３μｍ程となり、ディスクの半径位置によってパターン線幅は大きく相違する。
本発明者らの検討によれば、磁化パターンはそのパターン線幅の大きさによって形成の最適条件が異なる。その原因の一つとして、エネルギー線の回折による影響がある。一般的に、エネルギー線はスリット状の隙間を通過する際に回折を起こすが、隙間が狭いほど回折角が大きくなる傾向がある。
このため、パターン線幅が狭くなると、マスクの透過部を通過したエネルギー線は大きく回折され、照射範囲が広がってしまう。従って単位面積あたりのエネルギー線の照射量は小さくなってしまい、加熱部が十分に加熱されず、保磁力の低下が不十分で、磁化が十分におこなわれにくくなってしまい、形成された磁化パターンの出力信号のモジュレーションが悪化する虞がある。つまり、パターン線幅に応じてマスクと媒体の最適な距離が異なるのである。
このため内外周で線幅の異なるパターンを形成する場合には、マスクと磁気ディスクとの距離を、個々の同心円上においては均一に、かつ磁気ディスクの内周より外周で大きくするとの技術が提案されている。このような場合、干渉縞は同心円状に形成されることとなる。
すなわち、本磁化パターン形成技術においては、干渉縞が観察されないか、干渉縞が同心円状に観察されることが好ましい。
しかしながら、非同心円状の歪んだ干渉縞が観察されることは、磁気記録媒体とマスクの距離が同心円上で不均一であることを示し、好ましくない。磁気記録媒体とマスクの距離が同心円上で不均一であると、同一トラック上で、パターンが良好に形成される箇所とそうでない箇所ができてしまい、形成された磁化パターンの出力信号のモジュレーションが悪化してしまうという問題があった。
【００２１】
本発明者らの検討の結果、この磁気記録媒体とマスクの距離が不均一になる原因が、スペーサの厚みのムラにあることが分かった。スペーサの厚みにムラがあるため、磁気記録媒体とマスクの距離が同心円上において変動してしまう。同心円上において距離が変わると、入射光の光路長が変わるため、それに応じて非同心円状の歪んだ干渉縞が形成されやすくなる。
また、モジュレーションの悪化は、磁気記録媒体とマスクの距離、つまり間隔が狭いほど起こりにくいことが分かった。図２（ｂ）の通り、間隔が狭いほど入射光１１が非透過部へ回り込む割合が小さくなるため、間隔が狭いほど照射面積に差が生じないからと推測することができる。
すなわち、非同心円状の歪んだ干渉縞を発生させることの無いよう、磁気記録媒体とマスクの間隔を狭くかつ少なくとも同心円上において均一に保ち、同心円上における回折の影響を等しくすることが重要であり、そのためには厚さが均一でムラのない、かつ薄いスペーサを用いて両者の間隔を保つことが好ましいことが分かった。しかし一般に、スペーサは１０μｍ程度以下の厚みになると、薄すぎて剛性が無いため扱いが難しく、折れ曲がったりシワになったりして厚さが不均一となり、ムラができやすいという課題があった。
【００２２】
上記課題に鑑み、本発明は、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技術において、微細な磁化パターンを効率よく、更に精度よく形成する磁化パターン形成方法及びそれに用いるマスクを提供し、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。
【００２３】
【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局所的に加熱する工程と、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、磁気記録媒体上に磁化パターンを形成するためのエネルギー線の透過部と非透過部の組み合わせからなる円環状のマスクパターン領域と、前記マスクパターン領域の内側と外側に周縁部を有してなり、前記内周と外周の周縁部各々に、同心円上に少なくとも３つの同一高さの突起が設けられ、前記突起が前記磁気記録媒体に接触した状態でエネルギー線を照射することを特徴とする。
【００２５】
本発明のマスクは、基板上に磁性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局所的に加熱する工程と、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、前記マスクは、磁気記録媒体上に磁化パターンを形成するためのエネルギー線の透過部と非透過部の組み合わせからなる円環状のマスクパターン領域と、前記マスクパターン領域の内側と外側に周縁部を有してなり、前記内周と外周の周縁部各々に、同心円上に少なくとも３つの同一高さで高さが０．０１μｍ以上１０μｍ以下である、前記磁気記録媒体と接触する突起が設けられたことを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明においては、磁気記録媒体に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にあたり、使用するマスクが磁気記録媒体上に形成すべき磁化パターンの少なくとも一部に応じたエネルギー線の濃淡を生じさせるマスクパターン領域を有してなり、そのマスクの少なくとも一部に突起が設けられ、その突起が該磁気記録媒体に接触した状態でエネルギー線を照射する。
なお、本発明に用いるマスクは、形成すべき磁化パターンに応じたエネルギー線の濃淡を生じさせるマスクパターン領域を有するマスクであれば、エネルギー線の透過部と非透過部からなるマスクパターン領域を有するマスク、エネルギー線を拡散させるマスクパターン領域を有するマスク、ホログラムマスクなど何れの方式のマスクも使用可能である。以下では、エネルギー線の透過部と非透過部からなるマスクパターン領域を有するマスクを代表例として説明を行う。また、本発明に用いるマスクは、本発明に係る磁化パターン形成方法に好適であるが、それ以外の様々な分野、特に高いパワーを必要とし、微細なパターンを要求されるレーザー加工の分野においても利用することが可能である。
【００２７】
図を用いて詳しく説明する。図１は、本発明に係るマスクを用いた磁化パターン形成方法の一例の説明図である。磁気ディスク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。そののち磁気ディスク１上にマスク３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材３上に、クロム層４と酸化クロム層５からなる非透過部が形成されており、さらにパターン領域の周縁部にスペーサとしての突起２１が複数設けられている。そして突起２１は磁気ディスク１と接触し、これによりマスク２との距離が均一に保たれる。ここにレーザビーム１１が照射される。同時に外部磁界６を印加する。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。
【００２８】
以上の方法によれば、磁化パターンを形成するにあたり局所加熱と外部磁界印加を組み合わせるので、従来のように強い外部磁界を用いる必要がない。そして加熱領域以外に磁界が印加されても磁化されないので、磁区形成を加熱領域に限定できる。このため磁区境界が明瞭となり、磁化遷移幅が小さく磁区の境界での磁化遷移が非常に急峻で出力信号の品質が高いパターンが形成できる。条件を選べば磁化遷移幅を１μｍ以下にすることも可能である。
【００２９】
そして、エネルギー線の透過部と非透過部からなるパターン領域を有するマスクを介してエネルギー線を照射し、局所加熱する。局所加熱にエネルギー線を用いるので、加熱する部位の大きさやパワーの制御が容易であり、磁化パターンを精度よく形成できる。また、一旦マスクを作成すればどのような形状のパターンも媒体上に形成できるため、複雑なパターンや従来法では作りにくかった特殊なパターンも容易に形成できる。トラックに対して斜めの磁化パターンも良好に形成できる。
【００３０】
例えば、磁気ディスクの位相サーボ方式には、内周から外周に、半径及びトラック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半径に斜めのパターンは、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かった。しかし、本発明によれば、複雑な計算や複雑な装置構成を必要とせず、このような磁化パターンを一度の照射で簡便かつ短時間に形成できる。
【００３１】
マスクは少なくとも、磁化パターンの繰り返し単位を含む大きさであればよく、それを移動させて使用することができるため、マスクも簡便かつ安価に作成できる。パターンの精度を高めるため、好ましくは一枚で磁気ディスク全面を覆うマスクとする。
【００３２】
また、エネルギー線のビーム径を大径又は横に細長い楕円形等として、複数トラック分又は複数セクター分の磁化パターンを一括して照射すれば、書き込み効率が一段と上がり、今後の容量の伸びに伴いサーボ書き込み時間が増大するといった問題も改善され非常に好ましい。そして、本発明では、形成すべき磁化パターンに応じたエネルギー線の濃淡を生じさせるマスクパターン領域を有するマスクの少なくとも一部に突起が設けられ、該突起が該磁気記録媒体に接触した状態でエネルギー線を照射する。このようにマスク自体にスペーサの役目を果たす突起を一体に設けることにより、従来のようにスペーサを用いた場合に薄すぎて剛性が無いため扱いが難しく、折れ曲がったりシワになったりして厚さが不均一となりやすいという課題を解決し、マスクと媒体の間隔を少なくとも同心円上において狭く、かつ均一に保つことができる。
【００３３】
ひいては、回折による影響を抑え、マスクパターンどおりの磁化パターンが形成されるので、磁化パターンの精度が高く、磁化パターンの出力信号のモジュレーションが小さい良好な磁気記録媒体が得られる。特にサーボパターンは位置決め精度にモジュレーションの大きさが大きく影響するので、サーボパターンを形成するには効果が大きい。
【００３４】
この時のモジュレーション（Ｍｏｄ）とは、同一パターン領域の平均出力をＴＡＡ（トータルアベレージアンプリチュード）、その領域内の最大値と最小値をそれぞれ、ＡＭＰｍａｘ、ＡＭＰｍｉｎとしたとき、Ｍｏｄ＝（ＡＭＰｍａｘ−ＡＭＰｍｉｎ）／ＴＡＡ×１００で表される。ただし、ＴＡＡ、ＡＭＰｍａｘ、ＡＭＰｍｉｎ共にピークトゥピーク（peak-to-peak）の値である。モジュレーションの値は小さいほどよいが、サーボトラッキング精度を考え、好ましくは、２０％以下、更に好ましくは１０％以下である。
【００３５】
なお、パターン領域の周縁部とは、マスク上のパターン領域以外の領域（パターン領域を取り巻く領域）であればよい。例えばマスクがディスク形状である場合、パターン領域の内周及び／又は外周がこれに当たる。
また、マスクと磁気ディスクの間隔は、パターン線幅が同じである同心円上で均一で有ればよく、全面において均一である必要はないので、内周と外周に設ける突起高さを変えるなどして、マスクと磁気ディスクの半径方向における間隔を適宜調整しても良い。これにより、内外周で線幅の異なるパターンを容易に形成できる。つまり、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。
【００３６】
次に、本発明に係るマスクについて詳細に説明する。
突起の高さは、マスクと磁気記録媒体のパターン形成領域での間隔を狭くし回折による入射エネルギーの拡散を防ぐためには、低いほどよく、高さが１０μｍ以下であるのが好ましい。より好ましくは７μｍ以下であり、更に好ましくは５μｍ以下である。
【００３７】
形成するパターンの線幅（パターンの最小幅）が１μｍを切って狭くなると、特に光の回折の影響を多く受けるようになるため、線幅が狭いほど突起の高さをより低くするのが望ましい。
ただし、あまり低いと磁気記録媒体のうねりと接触するおそれがあるため、高さは０．０１μｍ以上であるのが好ましい。より好ましくは０．１μｍ以上である。
【００３８】
なお、本願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。
マスクと磁気記録媒体のパターン形成領域での間隔を少なくとも同心円上において均一に保つためには、突起の高さも同心円上において均一なほど好ましい。
従って、突起の高さの同心円上のばらつきは平均高さの±２０％以内が好ましい。下限は特に無いが、事実上、平均高さの±３％以上のばらつきはある。間隔の均一性の評価は、干渉縞の本数や位置、形状を観察することで容易に行える。
【００３９】
上記突起は不連続に設けられてなるのが好ましい。通常、マスクも磁気記録媒体もそれぞれ多少のうねりを有しているので、マスクと磁気記録媒体を接触させる場合には、一旦接触したのちに両者が最も安定的に接触するよう、即ち両者の少なくとも同心円上における間隔がなるべく一定になるよう、互いに移動できることが好ましい。
マスク上の連続した突起によってマスクと磁気記録媒体を接触させた場合、接触面積が大きいため摩擦抵抗が高く、両者の相対位置が動きづらくなり、マスクと磁気記録媒体の平面性を保とうとする動きを阻害する場合がある。従って、突起は不連続に設けられてなるのが好ましい。つまり、複数の突起を離散的に設ける。不連続に形成された突起によってマスクと磁気記録媒体が接触すると、両者の摩擦抵抗が低くなり面方向への動きを阻害することなく、媒体とマスクの間隔をより均一に保ちやすい。
【００４０】
また、突起が不連続であることにより空気の通り道があるので、マスクと磁気記録媒体が吸着してしまうことがない。従って、両者がうねりに応じて面方向に移動しても摩擦によるキズつきが起こりにくいという利点もある。また、突起が連続的に設けられていると応力によって一部が剥がれやすくなる虞があるので、この点でも不連続が好ましい。
次に、複数の突起を離散的に設ける場合の突起形状について説明する。
突起形状は基板面に対して垂直方向から見たとき、つまりマスクを真上から見たときに略円形であるのが好ましい。この様な形状であれば突起高さが均一になりやすいためである。突起形成時に加熱を伴う場合、熱収縮に伴う形状の変化（いわゆるヒケ）が突起の高さのばらつきを増大させる可能性があるが、略円形の突起においてはヒケも周囲から均一に起こるため、突起高さが均一になりやすい。
突起形状は、真ん中がへこんで周縁部が盛り上がっているなどしてもよい（いわゆるクレーター状）が、真ん中が頂点で山なりの形状が好ましい。上記ヒケなどによる高さ変動が一様で、高さの調整がしやすいためである。
【００４１】
また、突起形状としては、マスク面に対して垂直方向の断面が略矩形状であるような形状であることも好ましい。つまり、突起の側面がほぼ垂直に切り立っており、突起の頂部と底部の形状がほぼ等しい形状である。この様な形状であれば、突起の底面積に対して、実際に磁気記録媒体と接触する頂部の面積を大きくすることができ、マスクと磁気記録媒体とのアライメントのずれに対し、支持位置の余裕を設けることができるからである。
突起の面方向の大きさは、マスクと磁気記録媒体に加わる荷重に耐えるためにある程度以上大きいことが好ましい。突起形状が略円形の場合は直径０．５μｍ以上あることが好ましい。より好ましくは１μｍ以上である。また、弾性変形による間隔の変化を極力小さくするためには直径５μｍ以上であることがより好ましい。最大径に関しては特に上限はないが、マスクと磁気記録媒体の接触抵抗を小さくするためには、直径１ｍｍ以下が好ましい。突起形状が略円形でない場合は、長辺の長さが上記数値の範囲にあることが好ましい。
【００４２】
複数の突起を離散的に設ける場合には、突起と突起の間隔は、突起の大きさにも応じて適宜設計されるが、マスクと媒体との間隔を少なくとも同心円上においてほぼ均一に保てればよい。ただし、少なくとも面内に３個以上設ける必要がある。個々の突起が相当大きい場合には面内に３個程度でよいが、通常はより多く設けた方が好ましい。突起の大きさが小さい場合、例えば直径が１μｍ程度の小さいものであれば、荷重による変形を防ぐために、隣接する突起の底部同士が接触していてもよい。
【００４３】
本発明において突起は、形成すべき磁化パターンの少なくとも一部に応じたエネルギー線の濃淡を生じさせるマスクパターン領域を有するマスクの少なくとも一部に設けられる。
エネルギー線の透過部と非透過部の組み合わせからなるマスクパターン領域を有するマスクにおいては、突起はパターン領域内のエネルギー線非透過部及び／またはパターン領域の周縁部に設けられてなる。
パターン領域のエネルギー線非透過部に設けると、パターン領域内の全面に亘って突起を設けることができ、マスクと磁気記録媒体との距離を均一に保って両者を支えるためには望ましい。パターン領域の周縁部に設けると、マスクと磁気記録媒体とがパターン領域で接触しないので、媒体やマスクを傷つけることがなく、磁気記録媒体の欠陥を増加させる虞れもない。また、マスクと磁気記録媒体がパターン領域で接触しないので、加熱工程において意図しない熱伝導が起こる虞もなく、好ましい。
【００４４】
また、突起をパターン領域内のエネルギー線非透過部とパターン領域の周縁部の両方に設け、非透過部の突起を周縁部の突起より低く形成するのも好ましい態様である。マスクと磁気記録媒体の間隔を例えば３μｍ以下程度に狭くしていくと、パターン領域でマスクと磁気記録媒体が意図せず接触し、摩擦等により傷つき欠陥となってしまう虞がある。特に磁気記録媒体とマスクの間を減圧し吸着固定する場合は、磁気記録媒体がたわむのでより接触しやすい。そこで、マスクのパターン領域内に低めのなだらかな突起を設けておくと、磁気記録媒体がマスク面と直接接触せずなだらかな突起と接触するので欠陥になりにくいと考えられる。
更に、パターン領域の周縁部に突起を設けるに際し、その突起の一部がパターン領域内の非透過部にかかるように設けても良い。この様に突起を設けることにより、パターン領域が磁気記録媒体の端部付近まであり、パターン領域の周縁部に突起を設けるのが寸法的に厳しいような場合であっても突起を設けることができる。従って、磁気記録媒体のパターン領域を広げることができ、より大容量の磁気記録媒体を得ることができる。
次に、突起に要求される特性について説明する。突起にはある程度の滑性、硬度、耐熱性、耐溶剤性などの特性が要求される。上述のようにマスクと磁気記録媒体との摩擦があまり大きすぎず、相対的に移動可能であることが望ましいから、突起はある程度滑性が高いほうが好ましい。
【００４５】
また、マスクと磁気記録媒体とが吸着せず、マスクが容易に取り外せるためにも、滑性が高いほうが好ましい。工業化段階においては、磁気記録媒体へのマスクの設置はロボット等の自動機で行われるため、面と垂直な方向へマスクと磁気記録媒体を離そうとした場合にマスクが容易に取り外せるのが好ましい。
また、マスクは多数の磁気記録媒体への磁化パターンの転写に使用されるため、塑性変形しやすい材料により突起を構成すると、一部の突起で徐々に変形が起こり、特定の位置でマスクと磁気記録媒体間の間隔が狭くなり、非同心円状の歪んだ干渉縞の発生を誘発してしまう虞がある。従って硬度の高い材料により突起を構成するのが好ましい。
【００４６】
例えば、磁気記録媒体にマスクを１０回程度繰り返し装脱着したのちのマスクの突起高さの塑性変形量が元の高さの５０％以下であることが好ましい。より好ましくは１０％以下である。工業的に使用するには、１０％以下であることが好ましい。
更に、突起に直接はエネルギー線が照射されないが、マスクの非透過部の裏面に設置される場合があるため、エネルギー線で加熱されたマスクの非透過部での熱が突起に間接的に伝わることがある。そのため、突起は熱により変形や分解しにくいものが望ましく、好ましくは分解温度が１００℃以上の材料を使用する。
また、エネルギー線のパワーがより高いほど突起の耐熱性も高いことが望ましく、例えば１００ｍＪ／ｃｍ2以上のパワーを印加する場合には分解温度が２００℃以上のものが好ましい。
【００４７】
突起形成時においては、特にフォトリソグラフィー等の手法で作成する場合は、突起は所定の溶剤に対して可溶な材料からなるのが好ましい。しかし、突起形成後はマスクに付着したゴミ、粒子などの除去を目的とした有機溶剤洗浄を受ける場合があるため、溶剤可溶性は持たないほうが好ましい。例えば、突起に作成後に熱処理等により耐溶剤性を付与してもよい。
【００４８】
次に、本発明に係るマスクの構成について説明する。
本発明に用いるマスクは、前述したように、形成すべき磁化パターンに応じたエネルギー線の濃淡を生じさせるマスクパターンを有するマスクであれば、エネルギー線の透過部と非透過部からなるマスクパターンを有するマスク、エネルギー線を拡散させるマスクパターンを有するマスク、ホログラムマスクなど何れの方式のマスクも使用可能である。
エネルギー線の透過部と非透過部からなるマスクパターンは、例えば、石英ガラス、光学ガラス、ソーダライムガラス等のエネルギー線に対して透過性のある透明基材上に、クロム等の金属をスパッタリング形成し、その上にスピンコート等により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ことができる。この場合は透明基材上にクロム層を有する部分がエネルギー線非透過部、原盤のみの部分が透過部となる。好ましくは、クロム層上に酸化クロム層を形成する。酸化クロム層はクロムを酸化させるだけで形成でき、光学的反射率が低いため、多重反射等の影響を低減できる効果を持つ。またクロム層との密着性も優れているので好ましい。また、マスクに誘電体層からなる無反射コーティングを施すことも好ましい。これによりエネルギー線をより有効に利用することができるからである。
【００４９】
以上のようにして、マスクにマスクパターン領域を形成し、この後マスクの磁気記録媒体に対向すべき面の少なくとも一部に突起を形成する。以下、マスクに突起を形成する方法について説明するが、例えば以下のような方法を採ることができる。
【００５０】
［方式１］
マスクにポリイミドなどの放射線硬化性又は熱硬化性の樹脂層を形成し、この樹脂層にフォトリソグラフィーにより突起を形成する。この方法では樹脂層の厚さが突起高さにほぼ等しくなるので、樹脂層の厚さを制御することで突起高さを精度良く均一に、かつ容易に制御できるという利点がある。また樹脂層の塗布形成やエッチング液による除去は短時間で行えるという利点もある。
【００５１】
ポリイミド樹脂が感光性ポリイミド樹脂である場合は、樹脂層形成後にそのままフォトリソグラフィー、エッチングを行えばよいが、非感光性ポリイミド樹脂である場合は、樹脂層上にフォトレジスト層を形成した後、フォトリソグラフィー、現像、エッチングなどを行う。
樹脂層の形成法としては塗布によるのが一般的であり、ディップ法、スピンコート法などがある。続いて、形成すべき突起に応じたパターンを有する突起形成用マスクを介して、樹脂層付きマスクにレーザー光などを照射し、潜像を形成する。次いで有機溶剤などにより不要部分をエッチング除去し、突起を形成する。
【００５２】
この後に、突起の硬度を上げ、かつ突起の耐溶剤性を向上させるために、加熱処理または紫外線照射処理などを行い架橋を促進させるのが好ましい。加熱処理としては、オーブンを使用したり、赤外線ランプを使用するなどの方法がある。
この際、樹脂の材質によっては硬化時のヒケが大きく、突起の中央部が選択的に縮小しクレータ状になる場合がある。このような硬化時のヒケの大きい樹脂を使用する場合は、突起高さを均一にするために突起の形状は略円形であることが好ましい。
本方法は、高い突起を形成するには樹脂層を厚く塗布すればよい反面、非常に薄い樹脂層は通常形成しにくいので、例えば突起高さが０．３μｍ以上１０μｍ以下の比較的高い突起の形成に適する。
【００５３】
［方式２］
また、無機物によって突起を形成してもよい。硬度の高い突起を形成しやすい点で好ましい。無機物とは例えば金属（合金を含む）、酸化物や窒化物などの誘電体、カーボンなどである。形成方法としては以下のようにいくつかがある。
（方式２−１）
マスクに無機物層を形成し、この無機物層にフォトリソグラフィーにより突起を形成する。この方法では無機物層の厚さが突起高さにほぼ等しくなるので、無機物層の厚さを制御することで突起高さを精度良く均一に、かつ容易に制御できるという利点がある。
【００５４】
無機物層は十分な硬度と耐候性があれば特に材質は限定されないが、磁化されない材質であると、印加される外部磁界による影響が少ないため好ましい。
クロムや酸化クロムを用いると、マスクの非透過部の形成と共通の工程で突起が形成でき好ましい。無機物層の成膜法としてはスパッタリング、蒸着、ＣＶＤ、メッキなどが一般的である。続いて、無機物層上にフォトレジスト層を形成した後、フォトリソグラフィーを行う。形成すべき突起に応じたパターンを有する突起形成用マスクを介して、該フォトレジスト層にレーザー光を照射し、潜像を形成する。次いで現像し、さらにエッチング液などにより無機物層の不要部分をエッチング除去し、突起を形成する。
【００５５】
本方式によれば、無機物層の厚さとエッチング量をコントロールすることで形成する突起の高さを任意に変えられるので、様々な突起高さに適用できる。例えば０．００１μｍ以上１０μｍ以下である。厚く成膜すれば高い突起も形成できるが、無機物層は樹脂に比べて薄く形成することが容易なので、樹脂を使う方式では形成しにくい０．００１μｍ以上３μｍ以下の低い突起も作りやすい。
【００５６】
（方式２−２）
マスクの突起を形成したい場所に無機物層を成膜して突起を形成する。すなわち、形成したい突起形状に応じた孔部を有する遮蔽板をマスク上に配置し、スパッタリング、蒸着等により無機物層を成膜する。この方法は（方式２−１）と同様の利点を備えるほか更に、非常に簡便に突起が形成でき、しかもウエットな工程を全く経ることがないため、マスク上に異物が残留する可能性が極めて低く、磁化パターン転写時に磁気記録媒体を汚染する虞が低く好ましい。すなわち無機物層のフォトリソグラフィーが不要でその後の樹脂の除去、洗浄工程も不要であるし、樹脂の塗布も不要で、無機物層を成膜するだけでよい。
また、この方法では無機物層の厚さが突起高さにほぼ等しくなるので、無機物層の厚さを制御することで突起高さを精度良く均一に、かつ容易に制御できるという利点がある。
【００５７】
無機物層の材質、成膜方法などは（方式２−１）と同じである。ただし本方式においては無機物層の成膜時に、遮蔽板を、スパッタリングターゲット或いは蒸着源とマスクとの間に配する。突起形状は遮蔽板の孔部の形状によってコントロールでき、帯状であってもよいし不連続であってもよい。
遮蔽板には、作製したい突起形状に応じて例えば打ち抜きなど機械的加工が施される。遮蔽板の材質は加工がしやすく一定の耐久性があれば特に限定されないが、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）、真鍮、銅などの金属箔、ポリイミドなどの樹脂フィルム等が用いられる。厚みも特に限定されないが加工性と耐久性の点で１０μｍ以上が好ましい。一方、あまり厚いと孔部を通して無機物膜が成膜されにくくなり、また加工もしにくいので１ｍｍ以下が好ましい。
【００５８】
本手法は、突起形状に応じて遮蔽板を機械的に加工するので、比較的底面積の大きい突起の形成に適している。底面積の大きい突起とは例えば円形なら直径０．２ｍｍ以上、四角形なら一辺が０．２ｍｍ以上である。大きい突起のほうが物理的に強いので、多数の小さい突起で媒体を支えるよりも少数の大きい突起で支えるほうが強度の点で好ましい。
また本手法では遮蔽板の孔部において、遮蔽板の厚みの陰になる部分は成膜されにくいので側面の傾斜したなだらかな突起ができやすい。但し遮蔽板の孔の形状を厚み方向で変化させ上側ほど広くするなどすれば、マスク面に垂直方向の断面形状が略矩形である側面が比較的切り立った形状の突起も形成できると考えられる。
【００５９】
すなわち、本手法では底面積の広いなだらかな突起が形成されやすい。ところでハードディスクの場合、パターン領域とディスク外周端との距離は例えば０．３ｍｍ以下と非常に狭いため、パターン領域の周縁部に頂上を持つなだらかな突起を形成する際には突起のすそ野がパターン領域にまで広がることが多い。この様な場合には、パターン領域内の非透過部にすそ野が広がるように突起を形成することが好ましい。
また、ディスクとマスクのアライメントが多少ずれてもディスクを支えられるように、突起は少なくともディスク半径方向の長さが大きいほうが好ましい。パターン領域のパターンの形状によっては突起のディスク周方向の長さが大きくできない場合があるが、そのときは長円形や楕円形にすればよい。
【００６０】
本方式によれば、無機物層の厚さをコントロールすることで形成する突起の高さを任意に変えられるので、様々な突起高さに適用できる。例えば０．００１μｍ以上１０μｍ以下である。また、無機物層は樹脂に比べて薄く形成することが容易なので、樹脂を使う方式では形成しにくい０．００１μｍ以上３μｍ以下の低い突起も作りやすい。
スパッタリングの途中で遮蔽板の孔部の形状や位置を変えるなどによって場所により突起の高さを変えることも容易である。またエッチング工程が不要で厚く成膜するだけで高い突起が容易に形成できる点が好ましい。
【００６１】
（方式２−３）
マスクに、いわゆるリフトオフ法により無機物からなる突起を形成する。すなわちマスク上のフォトレジスト層をフォトリソグラフィーにより凹凸を形成し、この上に無機物層を成膜したのちフォトレジスト層を除去すると、フォトレジストの無かった部分のみ無機物層が突起として残るのである。
詳しく説明する。マスクにフォトレジストを所定の厚さに塗布し、形成したい突起の位置と形状に応じてレーザー光を照射し現像し、一部のフォトレジストを除去し凹凸を形成する。この上に形成したい突起の高さに応じて金属層を成膜したのち、例えばフォトレジスト除去液に浸漬する。するとフォトレジスト層が除去されるとともにその上に成膜された金属層が除去されるので、フォトレジストの無い場所に成膜された金属層のみが突起として残る。
この方法では金属層の厚さが突起高さにほぼ等しくなるので、金属層の厚さを制御することで突起高さを精度良く均一に、かつ容易に制御できるという利点がある。
【００６２】
無機物層の材質、成膜方法などは（方式２−１）と同じである。フォトレジスト除去液としては例えば強アルカリ液などが用いられる。
本手法では突起形状はフォトレジスト層に形成する凹凸の形状によってコントロールでき、帯状であってもよいし不連続であってもよい。フォトリソグラフィーを行うので（方式２−２）に比べて底面積の小さい突起の形成に適している。
底面積の小さい突起とは例えば円形なら直径０．２ｍｍ未満、四角形なら一辺が０．２ｍｍ未満である。
小さい突起は形成できる場所の自由度が高く、狭い領域にも形成できる点が好ましい。パターン領域とディスク外周端との距離が例えば０．３ｍｍ以下と非常に狭いハードディスクの周縁部にも設けることができる。
またフォトリソグラフィーで突起を形成するため（方式２−２）に比べてパターンとのアライメントが正確に取りやすい。場合によってはパターンと突起を同時に形成することもでき、工程を大幅に短くできる。更に、リフトオフ法によれば、マスク面に垂直方向の断面形状が略矩形状である突起、即ち側面が切り立った形状の突起が形成しやすい。従って同じ底面積でも頂部の面積がより大きな突起が形成しやすく、ディスクとマスクのアライメントが多少ずれてもディスクを支えられるため好ましい。更に、突起はディスク半径方向の長さが大きいほうが好ましい。これによりマスクとディスクとのアライメントずれに対しより余裕を持たせることができる。
【００６３】
本方式によれば、無機物層の厚さをコントロールすることで形成する突起の高さを任意に変えられるので、様々な突起高さに適用できる。例えば０．００１μｍ以上１０μｍ以下である。また、無機物層は樹脂に比べて薄く形成することが容易なので、樹脂を使う方式では形成しにくい０．００１μｍ以上３μｍ以下の低い突起も作りやすい。
リフトオフ法を何度か繰り返すことによって、場所により突起の高さを変えることもできる。また無機物層のエッチング工程が不要で厚く成膜するだけで高い突起が容易に形成できる点が好ましい。
【００６４】
［方式３］
マスクの、突起を形成したい場所に液状樹脂を滴下して突起を形成する。この方法では樹脂の全面塗布を行わなくて良く、またフォトリソグラフィーが不要でその後の樹脂の除去、洗浄工程も不要であるため、非常に簡便に突起を形成できるという利点がある。
放射線硬化性または熱硬化性樹脂を滴下後、オーブンや赤外線ランプによる加熱又はレーザー光照射などで樹脂を硬化させることが、突起の硬度を上げ、かつ突起の耐溶剤性を向上させるために好ましい。
【００６５】
この際、樹脂の材質によっては硬化時のヒケが大きく、突起の中央部が選択的に縮小しクレータ状になる場合がある。このような硬化時のヒケの大きい樹脂を使用する場合は、突起高さを均一にするために突起の形状は略円形であることが好ましい。
本方法においては、突起の高さや大きさは樹脂の量及び粘度などを調節することで制御できる。高い突起を形成するには樹脂量を多く粘度を高くして滴下すればよい。例えば突起高さが０．３μｍ以上１０μｍ以下の比較的高い突起の形成に適する。
【００６６】
［方式４］
マスクに、無機／有機の微粒子を分散した放射線硬化性又は熱硬化性の樹脂層を形成することにより突起を形成する。この方法ではフォトリソグラフィーが不要でその後の樹脂の除去、洗浄工程も不要であるため、非常に簡便に突起を形成できるという利点がある。
樹脂層の形成法としては塗布によるのが一般的であり、ディップ法、スピンコート法などがある。塗布後、オーブンや赤外線ランプによる加熱又はレーザー光照射などで樹脂を硬化させることが、突起の硬度を上げ、かつ突起の耐溶剤性を向上させるために好ましい。
【００６７】
粒子としては十分な硬度を有すれば種類は限定されないが、例えばガラス、シリコン、樹脂系等の微粒子が印加される外部磁界への影響が少ないため好ましい。粒子の大きさは形成したい突起の大きさに合わせて選定すればよいが、通常、０．３μｍ以上１０μｍ以下程度である。突起高さを均一にするため、添加する粒子は球形であるのが好ましい。
本方法においては、突起の高さや大きさは粒子の大きさ、形状及び添加量、樹脂の量及び粘度などを調節することで制御できる。本法は例えば突起高さが０．３μｍ以上１０μｍ以下の比較的高い突起の形成に適する。
【００６８】
［方式５］
マスクを構成する基材に、エネルギー密度の高いエネルギー線を照射し、基材を変形させて突起を形成する。或いは、基材上に加工層を成膜したのちエネルギー密度の高いエネルギー線を照射し、加工層を変形させて突起を形成する。基材としては通常、石英ガラス、ソーダライムガラスなどが用いられる。加工層材料としてエネルギー線照射による変形が可能で、かつ十分な硬度を有する材料であればよいが、例えば非透過部の形成材料であるクロムや酸化クロムなどを用いると、非透過部の形成と同じ工程で突起を形成でき、好ましい。この場合、パターン領域の周縁部にもクロムや酸化クロムなどを成膜すればよい。
【００６９】
この方法では、樹脂の塗布やフォトリソグラフィーが不要でその後の樹脂の除去、洗浄工程も不要であるため、非常に簡便に突起を形成できるという利点がある。また、突起の材質が、例えばマスクの基材の石英ガラスなどであるので硬度の高い突起を形成しやすいという利点もある。更に、レーザーの照射条件を選ぶことで高さ１μｍ以下の低い突起が容易に形成できる。高さ数〜数十ｎｍも可能である。従って例えば突起高さが０．００１μｍ以上３μｍ以下の比較的低い突起の形成に適する。
【００７０】
本方法においては、マスクの基材または加工層にレーザー光を照射する。使用に適したレーザとしては、炭酸ガスレーザ（波長１０．６μｍ）、エキシマレーザ（１５７，１９３，２４８，３０８，３５１ｎｍ）、ＹＡＧのＱスイッチレーザの基本波（１０６４ｎｍ）、２倍波（５３２ｎｍ）、３倍波（３５５ｎｍ）、或いは４倍波（２６６ｎｍ）、Ａｒレーザ（４８８ｎｍ、５１４ｎｍ）、レーザダイオード（７８０，９８０，８２０ｎｍ）などが挙げられる。
マスクの基材であるガラス、石英等に直接突起を形成する場合、波長の長い例えば炭酸ガスレーザ（波長１０．６μｍ）のような光源を用いることが好ましい。
【００７１】
マスクのパターン領域非透過部やパターン領域周縁部にレーザを照射して加工層を加熱することにより変形させて突起を形成する場合、用いるエネルギー線は加工層に対して吸収のある波長のレーザー光であればよいが、例えばＹＡＧレーザの基本波（１０６４ｎｍ）、倍波（５３２ｎｍ）、三倍波（３６６ｎｍ）、四倍波（２６６ｎｍ）、Ａｒガスレーザ（５１４，４８８ｎｍ）、エキシマレーザ（１５７，１９３，２４８，３０８，３５１ｎｍ）、レーザダイオード（７８０，９８０，８２０ｎｍ）などが挙げられる。
照射されるレーザはパルス状であるが、元々パルス発振のレーザを使用する場合でも、連続発振のレーザをＡＯＭ，ＥＯＭ、機械的なシャッター等でパルス化してもかまわない。パルス状のレーザを照射することで略円形の突起が形成しやすい。
【００７２】
照射するレーザのパルス幅は、光源の発生するエネルギー密度が高い場合、短くてもかまわないが、加工層で十分発熱を起こすためにはパルス幅１ｎｓｅｃ以上が好ましい。また、エネルギー密度の低い光源でもパルス幅を十分大きくすることで突起の作成は可能であるが、加工時間をいたずらに伸ばさないために、パルス幅１秒以下程度が好ましく、１００ｍｓｅｃ以下がより好ましい。
突起の形成方法としてはマスクをスピンドル等の回転体に乗せて回転させながらレーザビームを所定の場所に照射する場合と、マスクをＸＹステージ等に乗せて移動させながらレーザビームを所定の場所に照射する場合がある。
【００７３】
以上のように形成した突起を他の層で覆ってもよい。例えば水素化カーボンやアモルファスカーボンなどの炭素質層や、テフロン（登録商標）などのフッ素系樹脂層などである。カーボン層はスパッタリングやＣＶＤなどで形成可能であり、硬度が高いので突起の削れが防止でき、また潤滑性も付与できる。フッ素系樹脂も潤滑性が付与できる。
突起がクロムなどの金属からなる場合、コロージョンによる媒体の汚染を防止するためにも、他の層で覆うのが好ましい。
次に、本発明の磁化パターン形成方法について説明する。
本発明においては、局所加熱と外部磁界印加の組み合わせは様々考えられるが、好ましくは、第１の外部磁界を印加し磁性薄膜を予め所望の方向に均一に磁化したのち、磁性薄膜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。
【００７４】
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。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、データの書込み／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。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。
【００７５】
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気記録媒体の磁性層の特性によって異なり、磁性層の室温での保磁力の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。ここで、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。
【００７６】
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。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。
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。例えば３００℃以下とするのが好ましく、より好ましくは２５０℃以下であり、更に好ましくは２００℃以下である。
【００７７】
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。
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。
【００７８】
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。
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。
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。
【００７９】
磁性層に第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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
【００８０】
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。
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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、パターン幅が狭いほど必要なパワーは増加する傾向にある。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。
【００８７】
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。例えば、磁気記録媒体の常温での保磁力の２５〜７５％のできるだけ大きな磁界をかけ、照射エネルギーを下げる。
【００８８】
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。
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。
【００８９】
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。すなわち、一旦キュリー温度以上に昇温された領域はキュリー温度以上に保たれる。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
好ましくは、エネルギー線を、一旦光学分割したのち重ね合わせることによって均一化処理すると、エネルギー線を無駄なく使用でき使用効率が良い。本発明においては、磁性層の加熱には、高強度のエネルギー線を短時間に照射するのがよく、このためにはエネルギーを無駄なく使用するのが好ましい。
【００９２】
エネルギー線の強度分布の均一化処理の一例を説明する。例えば、ビーム形状が楕円形のエネルギー線が、短軸方向分布及び長軸方向分布を持つ。このとき、プリズムアレイ（多シリンドリカルレンズ）等でビームの短軸方向の長さを例えば３分割したのち重ね合わせることで、強度の違いを分散でき、短軸方向の強度分布をある程度均一化できる。
また、同じくプリズムアレイ（多シリンドリカルレンズ）等でビームの長軸方向の長さを例えば７分割したのち重ね合わせることで、長軸方向の強度分布をある程度均一化できる。両方を併せて行えば、全体として均一性の増した、強度分布の小さいビームが得られる。ただし必要に応じて１軸方向だけ行っても良い。
強度分布が大きいときは、分割数が多くすることにより均一性を増すことができる。これらをホモジナイザと称することもある。
【００９３】
同じ軸方向のプリズムアレイを２枚以上通すと、分割数を増したのと同じ効果を得ることができる。あるいは、２軸方向にレンズが多数形成されたフライアイレンズなどを用いて２軸方向を一度に分割しても良い。
或いはまた、エネルギー線をシリンドリカルレンズなどの非球面レンズを通すことでも、簡易に強度分布が均一化できる。特に、エネルギー線が小径のビームの場合には、本手法でも十分に均一化できることが多く、光学系を簡素化でき好ましい。尚、小径とは直径０．０５〜１ｍｍ程度を言う。
【００９４】
上記処理だけでは均一化が不十分な場合には、遮光板を併用することにより、ビームの周辺部分をカットしたり絞り込むことによって更なる均一化を図っても良い。
本発明のマスクは、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。マスクは簡単かつ安価に作成できる点で好ましい。
【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。
【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性層（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、マスクと媒体の距離を近づけるほど好ましい。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。
【００９７】
加熱と同時に外部磁化の印加が伴う時は、外部磁界もマスクの複数の透過部に同時に印加できるようにするとよい。
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。
【００９８】
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。
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。
【００９９】
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。
本発明によれば、位置精度が良く、しかもモジュレーションなどの信号特性の優れた磁化パターンを形成できるので、記録再生用磁気ヘッドの位置制御を行うためのサーボパターン又はサーボパターン記録用の基準パターンの形成に用いることが好ましい。
【０１００】
サーボパターン（又はそれの記録に用いる基準パターン）は、記録再生用磁気ヘッドをデータトラックに位置制御するに用いる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。このため、サーボパターン以上に高い位置精度を持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。
【０１０１】
本発明では位置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。
また、トラックに対して斜めの磁化パターンも良好に形成できるので、特に位相サーボ信号等の傾斜パターンに適する。
【０１０２】
さらに、本発明では磁気ヘッドを用いないのでヘッドの移動可能範囲を超えてサーボパターンを記録でき、ヘッドがデータ記録領域を外れた場合にもサーボパターンが検出できる範囲が広がり、ヘッドの復帰が行いやすいという利点もある。
以上の磁化パターン形成方法を用いることにより、精密な磁化パターンが形成され、しかも欠陥が少ない磁気記録媒体を短時間で簡便に得ることができる。ひいては、高密度記録が可能な磁気記録装置を提供できる。
【０１０３】
次に、本発明の磁気記録媒体の構成について説明する。
本発明の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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。磁気ディスク装置が、非駆動時にヘッドをディスク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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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）を形成するが、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。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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
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。
【０１１９】
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、加熱時に消磁されるか、或いは加熱と同時に外部磁界を印加されることで磁化される。
【０１２０】
磁性層の室温での保磁力は、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。
【０１２１】
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。
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。
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。
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。
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。
【０１２２】
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。
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。潤滑層に用いる潤滑剤としては、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、ディップ法、スピンコート法などの常法で塗布することができる。蒸着法で成膜してもよい。磁化パターン形成の妨げとならないために潤滑層は薄い方が好ましく、１０ｎｍ以下が好ましい。より好ましくは４ｎｍ以下である。十分な潤滑性能を得るためには０．５ｎｍ以上が好ましい。より好ましくは１ｎｍ以上である。
【０１２９】
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。
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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、記録層と第一の保護層までをマスクしたまま成膜、第２の保護層を成膜する際にマスクを外し、やはり記録層を第二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。
【０１３４】
次に、本発明の磁気記録装置について説明する。
本発明の磁気記録装置は、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。
【０１３５】
本発明の方法により信号特性に優れた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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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、縮小結像技術を用いることで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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
【実施例】
以下に本発明を実施例を用いて説明するが、その要旨の範囲を越えない限り本発明は実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
３．５インチ径のＮｉＰメッキ付きアルミニウム合金基板を洗浄、乾燥し、その上に到達真空度：１×１０-7Ｔｏｒｒ、基板温度：３５０℃、バイアス電圧：−２００Ｖ、スパッタリングガス：Ａｒ、ガス圧：３×１０-3Ｔｏｒｒの条件下で、ＮｉＡｌを６０ｎｍ、Ｃｒ94Ｍｏ6を１０ｎｍ、記録層としてＣｏ72Ｃｒ18Ｐｔ10を２２ｎｍ、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。
【０１５０】
その上には潤滑層としてフッ素系潤滑剤を１．５ｎｍの厚さに塗布し、１００℃で４０分間ベーク（焼成）し、室温での保磁力３０００Ｏｅ、飽和磁化３１０ｅｍｕ／ｃｃの面内記録用磁気ディスクを得た。記録層のキュリー温度は２５０℃であった。
このディスクに、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。
【０１５１】
図３に示すように、マスクは１２７ｍｍ×１２７ｍｍの正方形、２．３ｍｍ厚の石英ガラス３１を基材とし、ディスクに対する面側に、クロムを７５ｎｍ、酸化クロムを２５ｎｍの膜厚で順次に成膜し、エッチング領域３２（パターン領域）をパターン最小幅１μｍにエッチングし、透過部を形成した。なお、エッチング領域３２（パターン領域）以外の領域は全てクロム層と酸化クロム層が形成された非透過部である。得られたマスクの、波長２４８ｎｍのエキシマパルスレーザに対する反射率は非透過部で１６％、透過部で５％であった。
【０１５２】
この後、マスクに非感光性ポリイミド樹脂を３μｍの厚さで均一に塗布し、さらにフォトレジストを０．２μmの厚さに塗布した。ここに、突起形成用マスクを介して高圧水銀ランプの光を照射しブロードバンド露光を行い、アルカリ液により現像及びエッチングを行ったのち残ったフォトレジスト層を除去し、突起を形成した。続いて３５０℃で１５分間ベーク（焼成）を行い、ポリイミド樹脂からなる突起を硬化させた。
【０１５３】
突起形成用マスクは、直径約３．５インチのディスク状で、半径１３〜１５．５ｍｍの領域及び半径４７〜４８ｍｍの領域に、直径５０μｍの円形非透過部が５０μｍ間隔に並んでいる。
以上により、パターン領域が半径１８〜４５ｍｍに形成され、パターン領域の周縁部、つまりパターン領域以外の外周である半径約４７〜４８ｍｍの範囲および内周である半径約１３〜１５．５ｍｍの範囲に、高さ３μｍ、直径５０μｍの略円形の突起（スペーサ）が５０μｍ間隔で形成されたマスクを得た。
【０１５４】
このマスクと磁気ディスクを一体として、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）：１７０ｍＪ／ｃｍ2、ビーム形状：１０ｍｍ×３０ｍｍ（ピークエネルギーの１／ｅ2となる径）に制御しレーザ照射口にビーム形状を角度１２°の扇形に整形する遮光板を設置して、繰り返し周波数１０Ｈｚで３２パルス照射し、同時に約１．７ｋガウスの磁界を磁気ディスクの円周方向で一様磁化とは逆の方向に永久磁石にて印加し、磁気パターンの転写を試みた。
【０１５５】
なお、ここで用いた、レーザ照射のための光学系の構成は以下のとおりである。エキシマパルスレーザ光源から発振したパルスレーザはプログラマブルシャッターを通過する。プログラマブルシャッターは光源から所望のパルスのみ取り出す役目をする。
プログラマブルシャッターで選択されたレーザは、所望のパワーに出力調整されたのち、ビームエキスパンダに至る。次いで、レーザは短軸方向を３分割するためのプリズムアレイと、長軸方向を７分割するためのプリズムアレイを通過し、投影レンズに至る。プリズムアレイは、レーザを分割し重ね合わせ、エネルギー強度分布を均一にする機能を有する。これらをホモジナイザと称することもある。さらに、レーザは必要に応じて遮光板を通して所望のビーム形状とし、マスクにより強度分布を磁化パターンに応じて変化させたのち、ディスクに投影される。
【０１５６】
（実施例２）
実施例１と同様に磁気ディスクを作成した。
このディスクに、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磁化した。
実施例１と同様にして透過部および非透過部を形成したマスクのパターン領域の周縁部にパルス状レーザを照射し、突起を形成した。照射に用いた光源は波長１０６４ｎｍのＹＡＧレーザで、パルス幅６０ｎｓｅｃ、繰り返し周波数１ｋＨｚ、１パルスあたり約２ｍＪの出力を持つ。照射には対物レンズを用い、マスクを回転させながら突起と突起の間隔が５０μｍになるようにパルス状レーザを照射した。
以上により、実施例１と同じ領域に、高さ０．６μｍ、直径約４０μｍの略円形でクレータ状の突起（スペーサ）が５０μｍ間隔で形成されたマスクを得た。
ここに実施例１と同様にして磁化パターンの形成を試みた。
【０１５７】
（比較例１）
実施例１と同様に磁気ディスクを作成した。
このディスクに、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磁化した。
マスクは突起を形成しない以外は、実施例１と同様にして透過部および非透過部を形成した。
次いで、マスクと磁気ディスクの間のパターン領域の周縁部、すなわち外周縁部および内周縁部に、厚さ１０μｍのリング状の銅金属箔を挟んだ以外は実施例１と同様にして磁気パターンの転写を試みた。
【０１５８】
（実施例３）
実施例１と同様に磁気ディスクを作成した。
このディスクに、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磁化した。
実施例１と同様にして透過部及び非透過部を形成したマスクのパターン領域の内周部及び外周部に以下の手順でスペーサ用突起を形成した。
まず、スピンコート法により、マスクにポジ型フォトレジストを３．５μｍの厚さで均一になるように塗布し、その後、１００℃で１５分間ベーク（焼成）を行った。次に、突起形成用マスクを介して高圧水銀ランプの光を照射してブロードバンド露光を行った。露光後のマスクを超純水でリンスした後、アルカリ性溶液により現像を行い、再び超純水でリンスを行い、フォトレジスト層に凹部を形成した。
突起形成用マスクは、直径約３．５インチのディスク状で、外周部に当たる半径４７．０５〜４７．７５ｍｍおよび内周部に当たる半径１３〜１５．５ｍｍの領域に、直径１００μｍの円形透過部が２００μｍ間隔で並んでいる。
次いで、クロム層を０．５μｍの厚さにスパッタ成膜した後、内周側突起形成部を遮蔽してから、さらにクロム層を１．５μｍの厚さにスパッタ成膜した。スパッタ終了後、アセトン及びアルカリ性溶液に浸漬し超音波洗浄、温水リンスをすることにより、フォトレジスト及び不要なクロム層を除去した。
以上により、パターン領域が半径１７．５〜４７ｍｍに形成され、パターン領域の周縁部、つまりパターン領域外の内周部に当たる半径１３〜１５．５ｍｍに、高さ０．５μｍ、直径１００μｍの略円形の突起（スペーサ）が２００μｍ間隔で形成され、パターン領域外の外周部である半径約４７．０５〜４７．７５ｍｍの範囲に、高さ２μｍ、直径１００μｍの略円形の突起（スペーサ）が２００μｍ間隔で形成されたフォトマスクを得た。
ここに、エキシマパルスレーザのパルス幅：２０ｎｓｅｃ、パワー（エネルギー密度）：８９．３ｍＪ／ｃｍ2に変更した以外は実施例１と同一の条件にてレーザーを照射し、同時に図４に示す磁界印加手段を用いて磁界を印加し、磁化パターンの転写を試みた。シミュレーションにより加熱温度を求めたところ、約１７０℃〜２００℃であった。
図４は実施例３のパルス磁界による磁化パターン形成方法を示す（ａ）平面図と（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図である。
磁気記録媒体５４上にスペーサ４５を介してマスク４３が載置され、その上方に遮光板４２が配され、開口部４２ａを通してエネルギー線４４が照射されるようになっている。マスクには４３には、形成すべき磁化パターンに応じて透過部、非透過部が形成されている。遮光板４２には開口部４２ａの両側に永久磁石４１ａ（Ｎ極）、４１ｂ（Ｓ極）が取り付けられていると共に、コイルがループ上に数十回巻かれた空芯コイル（電磁石）４６ａ、４６ｂが永久磁石４１ａ、４１ｂに沿って配されている。空芯コイル４６ａ、４６ｂは互いに導線で繋がれると共に、両端が図示するように直流電源４８、コンデンサ４９、サイリスタ５０に繋がれている。また、磁気記録媒体５４の装脱着がしやすいように、空芯コイル４６ａ、４６ｂはそれぞれくの字型に曲げられている。
磁気記録媒体５４は、永久磁石４１ａ〜４１ｄ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ている。
予め、直流電源４８によってコンデンサ４９には７５０Ｖの電位差を持たせておく。そして、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５１からトリガーパルスを発生させ、サイリスタ５０のゲート端子に入力させる。これにより、コンデンサ４９に蓄積されていた電位差によって空芯コイル４６ａ、４６ｂに電流が一気に流れ、パルス幅２００μｓｅｃであって、ディスク内周域（半径２１ｍｍの位置）で約１．７ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で約１．９ｋガウス程度のパルス状磁界を発生させる。
図４（ｂ）に示すように、空芯コイル４６ａ、４６ｂによる磁界は永久磁石４１ａ〜４１ｄ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３．４ｋガウス、ディスク外周域（半径４６．５ｍｍの位置）で約３．８ｋガウス程度の最大磁界が印加されたことになる。
一方、トリガー装置５１からのトリガーパルスは、同時に遅延装置（ディレイ）５２にも行き、時間遅れを持ってエネルギー線源に信号が入力され、エネルギー線が照射される。
図５に、実施例３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。なお、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５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。
【０１５９】
これらのディスクを再生素子幅０．４μｍのハードディスク用ＭＲヘッドで磁化パターンを再生し、その再生信号のモジュレーションを測定した結果を表−１に示す。
また、以上のディスクについて、干渉縞の有無を、磁気現像液により磁化パターンを現像して、光学顕微鏡で観察することで確かめた。その結果を併せて表−１に示す。
【０１６０】
【表１】
0003712987.tif 000002
【０１６１】
【発明の効果】
本発明では、マスクにスペーサの役目を果たす突起を一体に設けることにより、従来よりもマスクと媒体の間隔を狭く、かつ少なくとも同心円上において均一に保つことができる。よってマスクパターンどおりの磁化パターンが形成されるので、磁化パターンの精度が高く、磁化パターンの出力信号のモジュレーションが小さい良好な磁気記録媒体が得られる。従って、微細な磁化パターンを効率よく精度よく形成する磁化パターン形成方法とそれに用いるマスクを提供でき、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】  本発明を説明するための模式図である。
【図３】  実施例１でマスクに施したエッチングパターンを示す模式的な平面図である。
【図４】  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５】  本発明の実施例における、磁界パルスとレーザー光用トリガーパルスの時間的関係を示す図である。
【符号の説明】
１    磁気記録媒体（磁気ディスク）
２    マスク
３    透明基材（石英）
４    クロム層
５    酸化クロム層
６    外部磁界
１１  入射光（レーザビーム）
１２  反射光
１３  再反射光
２１  突起（スペーサ）
３１  石英ガラス
３２  エッチング領域（パターン領域）
３３  突起形成領域
４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  永久磁石
４２  遮光板
４２ａ  開口部
４３  マスク
４４  エネルギー線
４５  スペーサ
４６ａ、４６ｂ  空芯コイル（電磁石）
４８  直流電源
４９  コンデンサ
５０  サイリスタ
５１  トリガー発生装置
５２  遅延装置（ディレイ）
５３  エネルギー線源
５４  磁気記録媒体
【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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