(57)【要約】      （修正有）【課題】高密度な磁化パターンを精度良くかつ簡便に、短時間で磁気記録媒体に形成することができる。さらに、高密度記録が可能な磁気記録媒体を短時間かつ安価に提供する。【解決手段】基板上に少なくとも一層の磁性薄膜と保護層と潤滑層を順次有してなる磁気記録媒体の磁化パターン形成方法であって、前記磁性薄膜を局所的に加熱する工程と、前記磁性薄膜に外部磁界を印加する工程とを含み、前記外部磁界を印加する工程は、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外部磁界を印加し加熱部を前記所望の方向とは逆方向に磁化して磁化パターンを形成し、前記局所的に加熱する工程は、１パルス当たりのパワーが１０ｍＪ／ｃｍ2以上１０００ｍＪ／ｃｍ2以下であるパルス状エネルギー線にて加熱する磁気記録媒体の磁化パターン形成方法、及びそれにより磁化パターンを形成した磁気記録媒体。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも一層の磁性薄膜と保護層と潤滑層を順次有してなる磁気記録媒体の磁化パターン形成方法であって、
前記磁性薄膜を局所的に加熱する工程と、前記磁性薄膜に外部磁界を印加する工程とを含み、
前記外部磁界を印加する工程は、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外部磁界を印加し加熱部を前記所望の方向とは逆方向に磁化して磁化パターンを形成し、
前記局所的に加熱する工程は、１パルス当たりのパワーが１０ｍＪ／ｃｍ2以上１０００ｍＪ／ｃｍ2以下であるパルス状エネルギー線にて加熱することを特徴とする磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項２】
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１に記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項３】
磁化パターンが、磁気ヘッドの走行方向に対して斜め方向に延在するパターンを含む請求項１又は２に記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項４】
同一位置におけるエネルギー線による加熱時間幅が１０μｓｅｃ以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項５】
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請求項１乃至４のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項６】
マスクを媒体に略接触させる請求項５に記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項７】
マスクが非磁性材料からなる請求項５又は６に記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項８】
前記媒体が、面内磁気記録媒体である請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項９】
前記媒体の飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上である請求項８に記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１０】
前記媒体が、垂直磁気記録媒体である請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１１】
前記媒体の飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上である請求項１０に記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１２】
前記媒体は、磁性薄膜の下に軟磁性層を有してなる請求項１０又は１１に記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１３】
磁性薄膜の磁化が消失する温度が１００℃以上である請求項１乃至１２のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１４】
保護層の膜厚が５０ｎｍ以下である請求項１乃至１３のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１５】
保護層がダイヤモンドライクカーボンからなる請求項１乃至１４のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１６】
潤滑層の膜厚が１０ｎｍ以下である請求項１乃至１５のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１７】
磁化パターン形成後の前記媒体の表面粗度Ｒａが３ｎｍ以下である請求項１乃至１６のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１８】
磁化パターン形成後の前記媒体の表面うねりＷａが５ｎｍ以下である請求項１乃至１７のいずれかに記載の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれかに記載の磁化パターン形成方法により磁化パターンが形成されてなることを特徴とする磁気記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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方法及び磁気記録媒体に関し、特に、磁性薄膜と保護層と潤滑層を備えた、浮上型磁気ヘッドで記録再生を行う磁気記録媒体の磁化パターン形成方法及び磁気記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気ディスク装置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。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、非磁性金属下地層、磁性層、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非磁性基板の表面に非磁性金属下地層、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】
磁性層上に保護層を設けることで浮上する磁気ヘッドの衝突による磁性層の損傷を防ぎ、さらに潤滑層を設けることで磁気ヘッドと媒体とのあいだに潤滑性を付与する。本構成により浮上型／接触型磁気ヘッドでの記録再生が可能となる。浮上型／接触型ヘッドの使用により磁性層とヘッドとの距離を小さくできるため、他方式のヘッドを用いる光ディスクや光磁気ディスクなどに比べ格段に高密度の情報記録が可能となる。
【０００６】
磁気記録媒体の高密度化は年々その速度を増しており、近年においては年率６０％以上の増加率で高密度化が進んでいる。この高密度化を実現する技術には様々なものがあり、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ことなどが試みられている。
【０００７】
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。
【０００８】
サーボ信号の形成方法としてはいくつかの方法が提案されている。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しようとするものである。
【０００９】
他の方法としては、最外周或いは最内周にヘッドを機械的に位置決めし、最初のサーボ信号（又はサーボ信号を記録するためのリファレンス信号）を記録、次のサーボ信号（又はサーボ信号を記録するためのリファレンス信号）は、記録済みのサーボ信号（又はサーボ信号を記録するためのリファレンス信号）出力が一定割合減ずる位置に記録していくといった、ドライブ自身でサーボ信号を記録する方法も提案されている。
【００１０】
また、サーボ信号に相当する凹凸面を擁したマスターディスクを磁気記録媒体に密着させ、さらに磁界をかけることで磁気記録媒体にマスターディスクの凹凸を磁気転写する、静的にサーボ信号を記録する技術も提案されている（特許文献１）。或いは、レーザービームを磁気記録媒体に照射して媒体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。
【特許文献１】特開平１０−２６９５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
磁気記録媒体の記録密度は、数十Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2から数年後には、１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2以上に達しようとしている。１００Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2を実現するには、トラック密度は１００ｋｔｐｉを超える密度の実現が必要とされる。しかし上記の手法では、効率よくしかも精度よく磁化パターンを形成するのが難しいという問題があった。
【００１２】
例えば、サーボ信号の記録を例にとると、上述の外部ピンを使用した方法だと、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。また、ドライブ自身でサーボ信号を記録する方法では、重心のずれによる問題は無いものの、前に記録したサーボ信号（又はサーボ信号を記録するためのリファレンス信号）を次の記録に利用しているため、記録を順次進めていく間に誤差が累積していってしまうという問題があった。
【００１３】
凹凸サーボ信号を形成する方法では、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ー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。磁気転写により静的にサーボ信号を記録する方法では、累積誤差、重心、作製時間の問題は無いが、マスターディスクと磁気転写される磁気記録媒体との完全な密着が非常に難しい。更には、密着の際のゴミ発生等をどう解決するかといった難しい問題が残っている。
【００１４】
本発明はこれら問題点を解決し、効率よくしかも精度よく磁化パターンを形成する方法を提供し、ひいては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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述したような実状に鑑み本発明者らが鋭意検討した結果、該磁性薄膜を局所的に加熱する工程と、該磁性薄膜に外部磁界を印加する工程とを組み合わせることで精度良く、かつ効率的に磁気記録媒体の磁化パターンが形成できることを見出し本発明に至った。
【００１６】
すなわち本発明の磁気記録媒体の磁化パターン形成方法は、基板上に少なくとも一層の磁性薄膜と保護層と潤滑層を順次有してなる磁気記録媒体の磁化パターン形成方法であって、
前記磁性薄膜を局所的に加熱する工程と、前記磁性薄膜に外部磁界を印加する工程とを含み、
前記外部磁界を印加する工程は、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外部磁界を印加し加熱部を前記所望の方向とは逆方向に磁化して磁化パターンを形成し、
前記局所的に加熱する工程は、１パルス当たりのパワーが１０ｍＪ／ｃｍ2以上１０００ｍＪ／ｃｍ2以下であるパルス状エネルギー線にて加熱することを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、基板上に磁性薄膜と保護層と潤滑層を有する、浮上型／接触型磁気ヘッドで記録再生を行うための磁気記録媒体に、出力信号の品質が高い磁化パターンを精度よくかつ効率的に形成できる。すなわち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１μｍ以下も可能となる。
【００１８】
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、該垂直方向のいずれかである。
【００１９】
局所加熱と同時に外部磁界を印加し加熱部を磁化する態様は、従来の磁気転写法では磁化が困難であった保磁力の高い磁気記録媒体でも、加熱することで保磁力を十分に下げて磁化させるので弱い磁界で容易に磁化できる。
【００２０】
また、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するとは、通常、磁性薄膜の全部を均一に磁化することを言うが、磁化パターンを形成すべき領域が均一に磁化されていれば、磁化薄膜の一部であってもよい。
【００２１】
本方法は、パターンが単純でしかも精度要求が厳しいデータ記録／再生用磁気ヘッドの位置制御に用いるサーボパターン又は該サーボパターン記録用の基準パターンの形成に適用すると効果が大きい。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、トラック密度が４０ｋＴＰＩ以上であるような高密度媒体に適用すると効果が高い。
【００２２】
また本法によれば、従来形成しにくかった、磁気ヘッドの走行方向に対して斜め方向に延在するパターンを含む磁化パターンも容易に形成できる。しかも信号強度が強い磁化パターンが得られる。特に位相サーボ信号などの傾斜パターンに好適である。
【００２３】
より精密な磁化パターン形成のために、加熱するための手段は、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などの理由でエネルギー線を使用することが好ましい。エネルギー線はパルス状にして、加熱部位の制御や加熱温度の制御を行うのが好ましい。エネルギー線としては記録層表面を部分的に加熱できればよいが、不要な部分へのエネルギー線の照射を防げることからレーザが好ましい。
【００２４】
連続レーザを光学部品によりパルス化してもよいが、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、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い。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
本発明に用いる基板がＡｌ等の金属又は合金である場合は、熱伝導率が大きいことから、局所に与えた熱が所望の部位以外にも広がってしまい磁化パターンを歪ませることが無いよう、また、過剰なエネルギーによって基板に物理的な損傷が起きないよう、該パワーは３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2の範囲であることが好ましい。
【００２８】
基板がガラス等のセラミックスである場合はＡｌ等に比して熱伝導が少なく、パルス状エネルギー線照射部位での熱の蓄積が多いことから、該パワーは１０〜１００ｍＪ／ｃｍ2の範囲であることが好ましい。
【００２９】
基板がポリカーボネイト等の樹脂である場合は、パルス状エネルギー線照射部位での熱の蓄積が多くガラス等に比して融点が低いことから、該パワーは１０〜８０ｍＪ／ｃｍ2の範囲であることが好ましい。
【００３０】
エネルギー線による同一位置の加熱時間幅は、１０μｓｅｃ以下であることが望ましい。これよりパルス幅が広いと該磁気記録媒体にエネルギー線で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。
【００３１】
更に、マスクを介してエネルギー線を照射すると、磁気記録媒体の磁化パターンを形成すると磁化パターンの精度が良いばかりでなく、自由な形状のパターンを簡単かつ短時間で形成することができる。マスクは、エネルギー線を照射したときに形成すべき磁化パターンに対応して媒体面上にエネルギー線の濃淡を形成するものであればよい。
【００３２】
マスクは媒体にできるだけ近接させ略接触させるのが好ましい。略接触とは完全にあるいは一部接触している状態である。このようにして磁化パターンが形成された磁気記録媒体は、安価でかつ高密度記録が可能である。
【００３３】
また、本発明においては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。
【００３４】
面内磁気記録媒体は、近年の高密度化により狭トラック幅化が進み、ヘッドでの記録による磁気にじみの影響が相対的に大きくなりつつある。特にサーボ信号等の位置決め信号で磁気にじみが大きいと、ヘッド位置の精度が保てず、エラーレートが増加するおそれがある。本発明の記録方法によれば、スポット的な急激に昇温された部分のみに記録が選択的に行われるため、磁気にじみが起こりにくく、さらなる高密度記録が行えるようになる。
【００３５】
好ましくはＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲヘッドなどで磁気的に信号を検出するために、飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。この場合反磁界の影響が大きいため、加熱と外部磁界によって磁化反転された部分の温度が急峻に下がるよう、パルス幅はできるだけ狭い方が望ましい。より好ましくは、１００ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。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。
【００３６】
一方、磁気記録媒体が垂直磁気記録媒体である場合、加熱消磁或いは加熱磁化する際の減磁作用が少なく、本発明を適用するのに好適である。好ましくはＭＲヘッドなどで磁気的に信号を検出するために、飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。より好ましくは、１００ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。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。しかしながら、飽和磁化が大きいと磁気的な減磁作用で意図しない磁化反転が起こりやすくエキストラパルスやノイズが発生するので、磁性薄膜の下に軟磁性層を設けることが有効である。
【００３７】
特に、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、該磁化反転が起こりやすいため軟磁性層を設けるのが好ましい。
【００３８】
室温で磁化を安定に保つには磁性薄膜の磁化が消失する温度は高いほうがよい。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１００℃以上が好ましい。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。
【００３９】
また、室温での保磁力は大きい方が高密度記録が可能であり好ましい。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薄膜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。
【００４０】
また、磁化パターン形成プロセス及び記録再生時の磁気ヘッドとの衝突による媒体の損傷を防ぐために保護層を設けるが、記録再生時の磁性薄膜とヘッドとの距離を小さくするために、膜厚は５０ｎｍ以下とするのが好ましい。なお、磁性薄膜が複数層ある場合には最も表面に近い磁性薄膜の上に保護層を設ければよい。好ましくは保護層がダイヤモンドライクカーボンからなる。エネルギー線による磁性薄膜の損傷防止の役割を果たすだけでなく、ヘッドによる磁性薄膜の損傷にも極めて強くなる。
【００４１】
また、ヘッドと媒体のあいだに潤滑性を付与するため潤滑層を設けるが、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。本発明の磁化パターン形成法は、潤滑層の形成前に行っても形成後に行ってもよい。
【００４２】
更に、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を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。
【００４３】
さらに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。
【００４４】
本発明の磁気記録媒体は、上記本発明の磁化パターン形成方法により磁化パターンが形成されてなることを特徴とする。
【００４５】
このような記録媒体は、媒体全面を一括で均一に磁化したのちマスク露光等するのみで作製できるため、非常に短時間で簡便に、精密な磁化パターンを有する磁気記録媒体が得られる。
【００４６】
磁化パターンとしては、パターンが単純でしかも精度要求が厳しいデータ記録／再生用磁気ヘッドの位置制御に用いるサーボパターン又は該サーボパターン記録用の基準パターンの形成に適用すると効果が大きい。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、トラック密度が４０ｋＴＰＩ以上であるような高密度媒体に適用すると効果が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下に本発明についてより詳細に説明する。
【００４８】
本発明においては、基板上に少なくとも一層の磁性薄膜と保護層と潤滑層を順次有する磁気記録媒体に、磁性薄膜を局所的に加熱する工程と、磁性薄膜に外部磁界を印加する工程とを組み合わせて磁化パターンを形成する。これにより、出力信号の品質がよく精度の高い磁化パターンを、短時間かつ簡便に形成できる。
【００４９】
磁性層上に保護層を設けることで浮上又は接触する磁気ヘッドの衝突による磁性層の損傷を防ぎ、さらに潤滑層を設けることで磁気ヘッドと媒体とのあいだに潤滑性を付与する。本構成により浮上型／接触型磁気ヘッドでの記録再生が可能となる。浮上型／接触型ヘッドの使用により磁性層とヘッドとの距離を小さくできるため、他方式のヘッドを用いる光ディスクや光磁気ディスクなどに比べ格段に高密度の情報記録が可能となる。
【００５０】
以下では、磁気記録媒体として代表的な磁気ディスクに、加熱前に強い外部磁界で磁性薄膜を所望の方向に均一に磁化し、その後所望部位を磁化消失温度、例えばキュリー温度近傍まで加熱消磁することで磁化パターンを形成する態様（態様１）を例として、説明する。
【００５１】
まず、磁気ディスクに強い外部磁界を印加して、磁性薄膜全体を所望の磁化方向に均一に磁化する。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。
【００５２】
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、該垂直方向のいずれかである。
【００５３】
次に、この磁気ディスクの磁性薄膜表面を部分的に加熱し、該磁性薄膜の磁化消失温度、例えばキュリー温度近傍まで昇温して消磁する。或いは完全に消磁されず、該所望の磁化方向に均一磁化領域より弱く磁化された状態となることもある。
【００５４】
加熱手段は、磁性薄膜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したものが好適である。エネルギー線はパルス状にして、加熱部位の制御や加熱温度の制御を行うのが好ましい。
【００５５】
また、エネルギー線による加熱を利用することで、マスクの併用により短時間かつ簡便に、磁化パターンを形成することができる。以下、詳細に説明する。
【００５６】
マスクは、形成すべき磁化パターンに対応して磁気ディスク面上にエネルギー線の濃淡を形成するものであればよい。例えば、パターンに応じてエネルギー線を透過する透過部を有するフォトマスクや、特定のパターンを媒体上に結像するホログラムが記録されたホログラムマスク、結像光学系などである。これにより、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かつ簡便となる。
【００５７】
磁性薄膜を局所的に加熱する手段は、記録層表面を部分的に加熱できればよいが、不要な部分へのエネルギー線の照射を防げることからレーザが好ましい。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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
具体的には、エキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＹＡＧのＱスイッチレーザ（１０６４ｎｍ）の２倍波（５２３ｎｍ）、３倍波（３５５ｎｍ）、或いは４倍波（２６６ｎｍ）、Ａｒレーザー（４８８ｎｍ、５１４ｎｍ）、ルビーレーザー（６９４ｎｍ）などである。
【００６１】
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、磁気転写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、合成石英の吸収が大きくなり、マスクが使用しにくくなる。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。
【００６２】
エネルギー線による同一位置の加熱時間幅は、１０μｓｅｃ以下であることが望ましい。これよりパルス幅が広いと該磁気記録媒体にエネルギー線で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。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。特に好ましくは２５ｎｓｅｃ以下である。また、パルス幅は１ｎｓｅｃ以上であるのが好ましい。磁性薄膜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。より好ましくは３ｎｓｅｃ以上とする。
【００６３】
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、一旦磁化消失温度以上に昇温された領域は磁化消失温度以上に保たれる。
【００６４】
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。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。
【００６５】
より好ましくは、５００ｍＪ／ｃｍ2以下であり、更に好ましくは１００ｍＪ／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、磁性薄膜の温度が上がりにくく磁気転写が起こりにくい。
【００６６】
１パルス当たりのパワーが同じである場合、パルス幅を短くし一度に強いパルスを照射した方が、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。
【００６７】
本発明に用いる基板がＡｌ等の金属又は合金である場合は、熱伝導率が大きいことから、局所に与えた熱が所望の部位以外にも広がってしまい磁化パターンを歪ませることが無いよう、また、過剰なエネルギーによって基板に物理的な損傷が起きないよう、該パワーは３０〜１２０ｍＪ／ｃｍ2の範囲が好ましい。
【００６８】
基板がガラス等のセラミックスである場合はＡｌ等に比して熱伝導が少なく、パルス状エネルギー線照射部位での熱の蓄積が多いことから、該パワーは１０〜１００ｍＪ／ｃｍ2の範囲が好ましい。基板がポリカーボネイト等の樹脂である場合は、パルス状エネルギー線照射部位での熱の蓄積が多くガラス等に比して融点が低いことから、該パワーは１０〜８０ｍＪ／ｃｍ2の範囲が好ましい。
【００６９】
また、エネルギー線による磁性薄膜、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場強度を上げるといった手段を取ることもできる。例えば、面内記録媒体の場合は、常温での保磁力の２５〜７５％、垂直記録の場合には、１から５０％のできるだけ大きな力をかけ、照射エネルギーを下げる。
【００７０】
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。
【００７１】
加熱と同時に外部磁界を印加する場合は、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。
【００７２】
マスクは、形成すべき磁化パターンに対応して磁気ディスク面上にエネルギー線の濃淡を形成するものであればよい。例えば、パターンに応じてパルス状エネルギー線を透過する透過部を有するフォトマスクなどや、特定のパターンを媒体上に結像するホログラムが記録されたホログラムマスク、結像光学系などである。
【００７３】
これにより、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かつ簡便となる。さらには、マスクを用いることで、どのような形状の磁化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。
【００７４】
例えば、磁気ディスクの位相サーボ方式では、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。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、ディスク上の所望の位置でマスク露光するだけで当該パターンを簡単に形成できる。
【００７５】
マスクはエネルギー線の光源と磁性薄膜の間に配置する。レーザー光の回折の影響を少なくし、高い分解能を持った磁化パターンを形成するためにマスクは媒体に略接触しているのが好ましい。マスクとディスクが接触せず不安定であると傾きが生じ明暗のパターンがぼやけてしまうおそれがある。完全に接触していても部分的な接触であってもよい。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。このようにして磁化パターンが形成された磁気記録媒体は、安価でかつ高密度記録が可能である。
【００７６】
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。
【００７７】
強磁性体を含むマスクを使用した場合は、磁化で磁場分布が乱されるため好ましくない。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。
【００７８】
以下、フォト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。
【００７９】
形成すべき磁化パターンに応じて複数の透過部を形成したマスクを用意し、これを媒体と略接触させ磁性薄膜上にレーザービームを照射する。ビーム径を大径又は横に細長い楕円形等として、複数トラック分の磁化パターンを一括して照射すれば、記録効率が一段と上がり、これからの容量の伸びに伴いサーボ記録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。
【００８０】
マスクは通常、ガラスや石英の原盤上にクロム層を形成しその上にフォトレジストを塗布し、これを所望のパターンに応じて露光、現像したのちフォトレジスト層を除去することにより形成される。この場合はガラス原盤上にクロム層を有する部分がエネルギー線非透過部、ガラス原盤のみの部分が透過部となる。
【００８１】
このように形成したマスクは通常凹凸を有しており、凸部がエネルギー線に対して非透過で、凸部を媒体に近接させ略接触させる。或いはまた、このようなマスクを形成した後に凹部にエネルギー線に透明である材料を埋め込み、媒体との略接触面を平坦にして使用することもできる。
【００８２】
本発明において、略接触とは、マスクを磁気ディスク上に直接静置した場合のように、マスクと磁気ディスクの微少なうねりにより、マスクとディスクの一部が互いに接触している状態をいう。この場合、磁化パターン形成領域外でマスクと磁気ディスクとが接触していることが望ましいが、磁化パターンを損なわなければ、接触する部位が磁化パターン内であってもよい。略接触状態を保つためには、マスクと磁気ディスクのうねりを利用してもよいし、マスクと磁気ディスクとの間にスペーサ等を加えてもよい。
【００８３】
略接触させると、密着に比してマスクと媒体の間にゴミの挟み込み等による欠陥が起こりにくく、かつエネルギー線の回折等によるマスク部からの回り込みが少なく信号精度が狂いにくくなるので好ましい形態となる。
【００８４】
加熱と同時に外部磁化の印加が伴う時は、外部磁界も該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。
【００８５】
このようにして、所望の磁化方向に均一に磁化された領域内に、部分的に磁化を有しないパターン又は部分的に該所望の方向により弱く磁化されたパターンを有する磁気記録媒体が、簡単かつ短時間で作製できる。またこのように形成された磁化パターンは、精度が高い。
【００８６】
本方法は、磁化パターンが単純でしかも精度要求がきびしい場合に効果的である。例えば磁気ヘッドの位置制御に用いるサーボパターンの形成に適用すると特にその効果が大きい。サーボパターンは、磁気記録媒体上のデータトラックに記録／再生ヘッドをトラッキングするためのサーボ信号を発生する。
【００８７】
さらには、サーボパターンが特殊な、又は複雑なパターンであっても、マスクを用いることで容易に形成できる。マスクは磁気ディスク全面を覆うものでなくても、磁化パターンの繰り返し単位を含む大きさでよく、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。
【００８８】
サーボパターンそのものでなく、ドライブ等がサーボパターンを記録するために使用する、レファレンス信号を発生する基準パターンの形成への適用も、同様に効果が大きい。
【００８９】
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、トラック密度が４０ｋＴＰＩ以上であるような高密度媒体に適用すると効果が高い。また、磁化パターンが磁気ヘッドの走行方向に対して斜めに延在するパターンを含む場合も、本発明によれば信号強度が強く取れるので非常に好ましい。これは、外部磁界からの磁場が他の部位に逃げることなく所望の領域に十分な磁場をかけられるからである。走行方向に対して斜めの角度を有したパターンは磁気ヘッドでは記録しにくい。また、特開平１０−２６９５６６号公報に記載されたような強磁性層を付けたマスター坦体を使用した磁気転写法によれば、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。
【００９０】
即ち、角度のあるパターンでは、磁化反転の磁場はマスター担体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、磁場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場がかかりにくく、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。
【００９１】
斜めに延在するパターンとは例えば、ヘッド走行方向に直交する方向を基準線としたとき、該基準線から傾きを擁しているパターンである。好ましくは基準線からの傾きθが±４５°以内であると、サーボ信号として使用するにも十分な信号が取り出せる。これらのことから特に位相サーボ信号等の傾斜パターンには本発明は好適である。
【００９２】
以上のような条件を最適化することにより、出力信号の品質が高い磁化パターンを精度よくかつ効率的に形成できる。すなわち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１μｍ以下、さらには０．５μｍ以下、０．３μｍ以下も可能となる。本発明において磁化遷移幅は、磁化パターンを磁気ヘッドにより再生した再生信号波形の最大磁化の５０％の磁化でのパルス幅（即ち、半値幅）を言う。
【００９３】
さらに、本発明の方法は、従来のレーザービームにより凹凸パターンを形成する方法に比べて、レーザービーム強度を低く抑えることができる点でも有利であり、また凹凸が無いため浮上型／接触型ヘッドが不安定となることもない。
【００９４】
好ましくは媒体の表面粗度Ｒａを３ｎｍ以下とし、うねりＷａを５ｎｍ以下とする。
【００９５】
本発明においては、上記態様以外にも、磁性薄膜を局所的に加熱する工程と、磁性薄膜に外部磁界を印加する工程の組み合わせがとりうる。他の態様も含めて以下に説明する。
【００９６】
態様１：加熱前に強い外部磁界で磁性薄膜を所望の方向に均一に磁化し、その後所望部位を磁化消失温度、例えばキュリー温度近傍まで加熱消磁することで磁化パターンを形成する方法。これによれば最も簡便に磁化パターンを形成することができる。また、磁性薄膜が均一に磁化されているため、本方法により磁化パターンを形成した後に通常の磁気記録を行うことができる。
【００９７】
態様２：加熱前に強い外部磁界で磁性薄膜を所望の方向に均一に磁化し、その後所望部位を磁化消失温度、例えばキュリー温度近傍まで加熱すると同時に弱い磁場を均一磁化方向とは異なる方向に印加して消磁することで磁化パターンを形成する方法。これによれば、消磁が完全に行えるので、信号強度の大きな磁化パターンが得られる。
【００９８】
態様３：加熱と同時に弱い外部磁界を印加することで、加熱部のみ外部磁界の方向に磁化して、磁化パターンを形成する方法。これによれば最も簡便に磁化パターンを形成することができ、かつ外部磁界も弱いものでよい。
【００９９】
態様４：加熱前に強い外部磁界で磁性薄膜を所望の方向に均一に磁化し、その後所望部位を加熱すると同時に弱い磁場を加熱前とは逆方向に印加磁化することで磁化パターンを形成する方法。これによれば、信号強度が最も強く、Ｃ／Ｎ及びＳ／Ｎが良好な磁化パターンが得られる。
【０１００】
以下、各態様について説明する。
【０１０１】
態様１の外部磁界の方向は、磁気記録媒体の磁性薄膜の種類によって異なる。磁化容易軸が面内方向にある媒体の場合には、磁性薄膜が、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）と同一又は逆方向に磁化されるように印加する。磁化容易軸が面内方向に垂直にある場合には、磁性薄膜が、該垂直方向のいずれかに磁化されるように印加する。
【０１０２】
磁場の強さは磁気記録媒体の磁性薄膜の特性によって異なり、磁性薄膜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、磁場印加に用いる着磁装置の能力上、磁性薄膜の室温での保磁力の５倍以下程度である。
【０１０３】
態様２は、加熱前の外部磁界の方向及び強さは態様１と全く同様である。加熱と同時に印加する磁界の方向は、磁化容易軸が面内方向にある媒体の場合には、面内と垂直である方向に、磁化容易軸が面内方向に垂直にある場合には、媒体の面内方向である。このように磁界を印加して磁化を消去する。
【０１０４】
また、磁界の強さは、磁気記録媒体の磁性薄膜の特性によって異なるが磁性薄膜の室温での保磁力より小さい磁界とする。好ましくは磁性薄膜の室温での保磁力の１／８以上の磁界とする。これより弱いと、加熱部が、冷却時に周囲の磁区からの磁場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、磁性薄膜の室温での保磁力の１／２倍以下とするのが好ましい。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。
【０１０５】
加熱は、磁性薄膜の保磁力の低下が見られる温度まで加熱できればよいが、例えば磁性薄膜の磁化消失温度、キュリー温度近傍である。好ましくは１００℃以上に加熱する。１００℃未満で外部磁界により影響を受けるような磁性薄膜は、室温での磁区の安定性が低い傾向がある。また、加熱温度は７００℃以下が好ましい。あまり加熱温度が高いと、磁性薄膜が変形してしまう可能性がある。
【０１０６】
態様３の加熱と同時の外部磁界の方向は、磁気記録媒体の磁性薄膜の種類によって異なる。磁化容易軸が面内方向にある媒体の場合には、磁性薄膜が、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）と同一又は逆方向に磁化されるように印加する。磁化容易軸が面内方向に垂直にある場合には、磁性薄膜が、該垂直方向のいずれかに磁化されるように印加する。
【０１０７】
磁界の強さは、態様２の、加熱と同時の外部磁界の強さと同様である。また、加熱温度についても態様２と同様である。
【０１０８】
態様４は、加熱前の外部磁界の方向及び強さは態様１と全く同様である。加熱と同時に印加する磁界の強さは態様２と同様であるが、その方向は、加熱前磁界の方向とは逆方向に印加し、局所的に逆向きに磁化されるようにする。加熱温度に関しては態様２と同様である。
【０１０９】
上述の態様１を例として説明した好ましい事項は、態様２〜４にも同様に適用できる。
【０１１０】
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、Ａｌを主成分とした例えばＡｌ−Ｍｇ合金等のＡｌ合金基板や、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。
【０１１１】
磁気ディスク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等の非磁性金属被覆層を形成してもよい。
【０１１２】
非磁性金属被覆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。非磁性金属被覆層の膜厚は５０ｎｍ以上が好ましい。ただし、磁気ディスク媒体の生産性などを考慮すると５００ｎｍ以下であることが好ましい。さらに好ましくは３００ｎｍ以下である。
【０１１３】
また、非磁性金属被覆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、又は基板に非磁性金属被覆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ー光線などを利用したテキスチャリング加工、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。
【０１１４】
機械的テキスチャリングを施すための遊離砥粒の種類としてはダイアモンド砥粒、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。機械的テキスチャリングに用いられる砥粒としては他に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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
次に基板上には、磁性薄膜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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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メディア、或いは磁区がメディア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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
次に記録層（磁性薄膜）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合金磁性膜、ＴｂＦｅＣｏを代表とする希土類系磁性膜、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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
本発明において、記録層としての磁性薄膜は、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。磁性薄膜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。好ましくは２０００Ｏｅ以上である。高密度記録媒体の磁性薄膜としては２０００Ｏｅ以上が好ましいためである。
【０１２６】
室温での保磁力は大きい方が高密度記録が可能であり好ましい。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薄膜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。ただし、好ましくは２００００Ｏｅ以下とする。２００００Ｏｅ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。
【０１２７】
磁性薄膜は、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。
【０１２８】
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。磁性薄膜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。
【０１２９】
面内磁気記録媒体は、近年の高密度化により狭トラック幅化が進み、ヘッドでの記録による磁気にじみの影響が相対的に大きくなりつつあり、特にサーボ信号等の位置決め信号で磁気にじみが大きいとヘッド位置の精度が保てず、エラーレートが増加するおそれがあるが、本発明の記録方法によれば、スポット的な急激に昇温された部分のみに記録が選択的に行われるため、磁気にじみが起こりにくく、さらなる高密度記録が行えるようになる。
【０１３０】
好ましくはＭＲ、ＧＭＲ、ＴＭＲヘッドなどで磁気的に信号を検出するために、磁性薄膜の飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。この場合反磁界の影響が大きいため、加熱と外部磁界によって磁化反転された部分の温度が急峻に下がるよう、パルス幅はできるだけ狭い方が望ましい。より好ましくは、１００ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。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。
【０１３１】
一方、磁気記録媒体が垂直磁気記録媒体である場合、加熱消磁或いは加熱磁化する際の減磁作用が少なく、本発明を適用するのに好適である。好ましくはＭＲヘッドなどで磁気的に信号を検出するために、磁性薄膜の飽和磁化が５０ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。より好ましくは、１００ｅｍｕ／ｃｃ以上とする。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。しかしながら、飽和磁化が大きいと磁気的な減磁作用で意図しない磁化反転が起こりやすくエキストラパルスやノイズが発生するので、磁性薄膜の下に前述の軟磁性層を設けることが有効である。
【０１３２】
特に、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、該磁化反転が起こりやすいため軟磁性層を設けるのが好ましい。
【０１３３】
本発明においては、磁性薄膜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、磁化パターン形成時のヘッドやマスクとの衝突や塵埃・ゴミ等のマスクとの挟み込みによる磁性薄膜の損傷を防ぐ働きをする。特に通常の大気中で磁化パターン形成プロセスが行われる場合は重要である。磁性薄膜が複数層ある場合には、最表面に近い磁性薄膜の上に保護層を設ければよい。保護層は磁性薄膜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。
【０１３４】
保護層としては、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などの硬質材料を用いることができる。透明でも不透明であってもよい。耐衝撃性及び潤滑性の点では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薄膜の損傷防止の役割を果たすだけでなく、ヘッドによる磁性薄膜の損傷にも極めて強くなる。
【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薄膜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ため、膜厚は薄い方が好ましい。また、記録再生時の磁性薄膜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】
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をＣｒを主成分とする層として設けると、磁性層への酸素透過を防ぐ効果が高く好ましい。より好ましくは、保護層上に潤滑層を形成する。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。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。十分な潤滑性能を得るためには１ｎｍ以上が好ましい。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。
【０１３７】
本発明の磁化パターン形成法は、潤滑層の形成前に行っても形成後に行ってもよい。更に、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を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。
【０１３８】
さらに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。
【０１３９】
本磁気記録媒体への磁化パターンの形成は、記録層に対して行う。記録層上に保護層、又は保護層と潤滑層を形成した後に既術のいずれかの方法で行うのが好ましいが、記録層の酸化の心配がない場合は記録層の成膜直後に行っても良い。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
成膜にあたっては、非磁性基板を加熱する場合は下地層形成前に行っても良い。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。
【０１４３】
記録層が、希土類系の磁性膜の場合には、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。
【０１４４】
本発明の磁気記録装置は、少なくとも上述してきた磁気記録媒体と、これ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、磁気ヘッドへの信号入力と磁気ヘッドからの出力信号再生を行うための記録再生信号処理手段を有する磁気記憶装置である。
【０１４５】
また、磁気記録媒体を装置に組み込んだ後、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ても、簡易に精密なサーボ信号を得ることが可能である。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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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、ディスク上の所望の位置でマスク露光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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
本発明により、予めパターンを記録したマスクを通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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。上述の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憶装置を実現することができる。
【０１５８】
またこの磁気ヘッドを、浮上量が０．００１μｍ以上、０．０５μｍ未満と、従来より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憶装置を提供することができる。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。
【０１５９】
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。
【実施例】
【０１６０】
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無い。
【０１６１】
（実施例１）
２．５インチ径のアルミノシリケート系ガラス基板を洗浄、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圧は、Ａｒで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５ｎｍ成膜した。表面粗度Ｒａは０．５ｎｍ、うねりＷａは０．８ｎｍであった。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。
【０１６２】
磁化パターン形成のため、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１００００Ｏｅの強度で印加して、ディスク面を一様に磁化した。その後、回転数：１０００ｒｐｍ、波長λ＝５１４．５ｎｍのアルゴンレーザをパルス化しＤｕｔｙ：２０％、パワーを１１０ｍＷ、スポット径１５μｍとして照射し、その部位をキュリー温度近傍にまで加温して消磁した。
【０１６３】
磁化パターン形成の有無は、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、パルスレーザのパターンに一致する磁化パターンをディスク面に得ることができた。
【０１６４】
磁化パターン明りょう度の評価は、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行った。結果を表−１に示す。△はパターンが形成されている、○はパターンが良好に形成されている、◎はパターンが明りょうに形成されていることを示す。
【０１６５】
また、再生ヘッド幅０．９μｍのＭＲヘッドを用いて、磁化パターン化した信号を再生することでも確認した。再生信号波形における、最大磁化の５０％の磁化のパルス幅（即ち、半値幅）は１．３μｍであった（磁化遷移幅に相当）。
【０１６６】
【表１】
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【０１６７】
（実施例２）
２．５インチ径のアルミノシリケート系ガラス基板を洗浄、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圧は、Ａｒで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５ｎｍ成膜した。表面粗度Ｒａは０．５ｎｍ、Ｗａは０．８ｎｍであった。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。
【０１６８】
磁化パターン形成のため、電磁石を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１００００Ｏｅの強度で印加して、ディスク面を一様に磁化した。その後、図１に示すような、深さ約２０ｎｍの凹凸を有した透過部が、半径１５ｍｍから半径３０ｍｍの位置の間で半径方向に１μｍおきに繰り返され、該１μｍおきのパターンが円周方向には４５°毎に繰り返されるＣｒマスク（凸部が非透過であって、凹部が透過部であり、凸部がよりディスクに近接する。）を磁気ディスクに密着させ、回転数：１０００ｒｐｍ、波長λ＝５１４．５ｎｍのアルゴンレーザを連続で、パワーを１１０ｍＷ、スポット径１５μｍとして照射し、その部位をキュリー温度近傍にまで加温して消磁した。この場合のエネルギー密度は約１０４ｍＪ／ｃｍ2で、最外周での透過部に相当する照射されているパルス幅としては、４．８μｓｅｃのパルスレーザに相当する。
【０１６９】
図５は本実施例の磁化パターン形成装置の模式図である。回転可能なスピンドル８に固定されたターンテーブル６上に、所望のパターンが形成されたマスク２と磁気ディスク１を載置したのちネジ止め等によるディスク及びマスクの固定部５にて固定後、溝７により真空吸着する。ここに遮光板３を通してレーザ４を照射する。レーザ４のビーム形状は遮光板３通過後、略扇形となり、マスク２に入射し、パターン形状に合わせてディスク１に照射される。なお、図示しないがマスク２には形成すべきパターンに合わせて微小な凹凸が形成されている。
【０１７０】
レーザ照射のためのレーザ照射光学系を図４に示す。レーザ光源から発振したレーザはプログラマブルシャッターを通過後、ビーム径を拡大するビームエキスパンダー（アッテネータとコリメータレンズからなる）とビーム強度を均一にするホモジナイザーとを経て磁気ディスクに照射される。
【０１７１】
以上のようにディスク上にレーザを照射し磁化パターンを形成した。得られた磁化パターン形成の明りょう度を表−１に示す。また、再生ヘッド幅０．９μｍのＭＲヘッドを用いて、磁化パターン化した信号を再生することでも確認した。得られた再生信号波形の最大磁化の５０％の磁化のパルス幅（即ち、半値幅）は１．２μｍであった（磁化遷移幅に相当）。
【０１７２】
さらに、一周のレーザ照射でスポット径内に含まれる全ての透過部に相当する部位で磁化パターン化されるかも評価した。その結果、マスクの透過部と非透過部の繰り返しによるパターンがレーザ照射部に相当する全ての部位で得ることができた。
【０１７３】
保護層にレーザ照射によりダメージが生じているかどうかは、ラマン分光法にてグラファイトとダイヤモンドのピークを測定して確認した。もし、レーザにより保護層が損傷を受けるとレーザ照射後にダイヤモンドのピーク強度が落ち、グラファイトのピーク強度が強くなるが、本実施例では照射前後でそのピーク比は変わらなかった。
【０１７４】
潤滑剤のダメージ（分解、重合）等についても、レーザ照射前後で、数平均分子量と重量平均分子量を測定することでダメージの有無を確認したが、やはり照射前後で差は見られなかった。
【０１７５】
本実施例の方法を磁気ディスクのサーボパターン形成に適用すれば、簡便かつ短時間に、高精度のサーボパータンを有する磁気ディスクが得られる。さらにこの磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置は、サーボパターンを新たに記録する必要がなく、高精度でのトラッキングが可能であり、高密度に記録を行うことができる。
【０１７６】
磁化パターン形成の有無は、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。得られた磁化パターンの明りょう度を実施例１と同様に評価した。結果を表−１に示す。ただし、一周のレーザ照射でスポット径内に含まれる全ての透過部に相当する部位でパターン化されるかも評価した。その結果、マスクの透過部と非透過部の繰り返しによるパターンがレーザ照射部に相当する全ての部位で得ることができた。
【０１７７】
本実施例の方法を磁気ディスクのサーボパターン形成に適用すれば、簡便かつ短時間に、高精度のサーボパータンを有する磁気ディスクが得られる。さらにこの磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置は、サーボパターンを新たに記録する必要がなく、高精度でのトラッキングが可能であり、高密度に記録を行うことができる。
【０１７８】
（実施例３）
２．５インチ径のアルミノシリケート系ガラス基板を洗浄、乾燥し、その上に到達真空度１．２×１０-6Ｔｏｒｒ、基板温度：室温、スパッタリングガス圧は、Ａｒで３×１０-3Ｔｏｒｒ、バイアス電圧：０Ｖの条件でＮｉ50Ｆｅ50を３００ｎｍ、記録層としてＴｂ20Ｆｅ68Ｃｏ12を３０ｎｍ、第一の保護層としてＣｒを２ｎｍ、第二の保護層としてカーボン（ダイヤモンドライクカーボン）を５ｎｍ成膜した。表面粗度Ｒａは０．８ｎｍ、うねりＷａは１．０ｎｍであった。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分焼成し、垂直方向保磁力：３５００Ｏｅ、飽和磁化７０ｅｍｕ／ｃｃの垂直記録用磁気ディスクを得た。記録層のキュリー温度は２３０℃であった。
【０１７９】
磁化パターン形成のため、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、約１００００Ｏｅの強度で印加して、ディスク面を一様に磁化した。その後、回転数：１０００ｒｐｍ、波長λ＝５１４．５ｎｍのアルゴンレーザをパルス化しＤｕｔｙ：２０％、パワーを１３０ｍＷ、スポット径１５μｍとして照射し、その部位をキュリー温度近傍にまで加温して消磁した。作製したディスクの評価は実施例１と同様にした。結果を表−１に示す。
【０１８０】
（実施例４）
２．５インチ径のアルミノシリケート系ガラス基板を洗浄、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圧は、Ａｒで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５ｎｍ成膜した。表面粗度Ｒａは０．５ｎｍ、うねりＷａは０．８ｎｍであった。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。
【０１８１】
磁化パターン形成のため、回転数：１０００ｒｐｍ、波長λ＝５１４．５ｎｍのアルゴンレーザをパルス化しＤｕｔｙ：２０％、パワーを７０ｍＷ、スポット径１５μｍ（ピークエネルギーの１／ｅ2となる径をスポット径とする）として、照射し、同時に記録電流１５ｍＡにて記録ヘッドを通して記録層に、ディスクの回転方向に磁場を印加した。作製したディスクの評価は実施例１と同様にした。結果を表−１に示す。
【０１８２】
（実施例５）
２．５インチ径のアルミノシリケート系ガラス基板を洗浄、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圧は、Ａｒで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５ｎｍ成膜した。表面粗度Ｒａは０．５ｎｍ、うねりＷａは０．８ｎｍであった。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。
【０１８３】
磁化パターン形成のため、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、約１００００Ｏｅの強度で印加して、ディスク面を一様に磁化した。その後、回転数：１０００ｒｐｍ、波長λ＝５１４．５ｎｍのアルゴンレーザをパルス化しＤｕｔｙ：２０％、パワーを１００ｍＷ、スポット径１５μｍとして照射し、同時に記録電流１５ｍＡにて記録ヘッドを通して記録層にディスクの回転方向とは逆方向の磁場を印加した。作製したディスクの評価は実施例１と同様にした。結果を表−１に示す。
【０１８４】
（実施例６）
２．５インチ径のアルミノシリケート系ガラス基板を洗浄、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圧は、Ａｒで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５ｎｍ成膜した。表面粗度Ｒａは０．５ｎｍ、うねりＷａは０．８ｎｍであった。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。
【０１８５】
磁化パターン形成のため、電磁石を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１００００Ｏｅの強度で印加して、ディスク面を一様に磁化した。その後、図２に示すような、深さ約２０ｎｍの凹凸による、半径方向に１５ｍｍ（半径１５ｍｍから半径３０ｍｍまで）で円周方向に幅２μｍの透過パターンが、円周方向に４５°毎に繰り返される、半径方向に放射状に延びるパターンを有したＣｒマスク（凸部が非透過であって、凹部が透過部であり、凸部がよりディスクに近接する。）の上に磁気ディスクを静置させ、該パターンの位置がエネルギー線のスポットの中心に来るように角度出ししながら、ディスク全面にわたって、波長λ＝２４８ｎｍ、パルス幅２５ｎｓｅｃのエキシマレーザを周波数１０Ｈｚで、エネルギー密度を８０ｍＪ／ｃｍ2、スポット径１ｃｍ×３ｃｍとして照射し、その部位をキュリー温度近傍にまで加温した。
【０１８６】
加温時には、同時に永久磁石にて、最初の一様磁化とは逆向きに約１．５ｋＧａｕｓｓの磁場をエネルギー線照射部位にかけた。この場合、磁気ディスクとＣｒマスクは、マスク或いは磁気ディスクのうねりにより互いに接触している状態であり、接触の圧力は、ディスクの自重によって生じ、約０．２ｇ／ｃｍ2である。
【０１８７】
図６は本実施例の磁化パターン形成装置の模式図である。回転可能なスピンドル８に固定されたターンテーブル６上に、所望のパターンが形成されたマスク２と磁気ディスク１を載置したのちネジ止め等によるディスク及びマスクの固定部５にて固定後、溝７により真空吸着する。ここに遮光板３を通してレーザ４を照射する。レーザ４のビーム形状は遮光板３通過後、略扇形となり、マスク２に入射し、パターン形状に合わせてディスク１に照射される。なお、図示しないがマスク２には形成すべきパターンに合わせて微小な凹凸が形成されている。このとき同時に外部磁界印加磁石９により上記逆向きの外部磁界を印加する。レーザ照射の光学系は図４に示すものを用いた。
【０１８８】
以上のようにディスク上にレーザを照射し磁化パターンを形成した。得られた磁化パターン形成の明りょう度を表−１に示す。また、再生ヘッド幅０．９μｍのＭＲヘッドを用いて、磁化パターン化した信号を再生することでも確認した。得られた再生信号波形を図７（ａ）に示す。この時の最大磁化の５０％の磁化のパルス幅（即ち、半値幅）は０．２５μｍであった（磁化遷移幅に相当）。
【０１８９】
さらに、一周のレーザ照射でスポット径内に含まれる全ての透過部に相当する部位で磁化パターン化されるかも評価した。その結果、マスクの透過部と非透過部の繰り返しによるパターンがレーザ照射部に相当する全ての部位で得ることができた。保護層及び潤滑層のダメージを実施例２と同様に評価したが、いずれも劣化は見られなかった。
【０１９０】
本実施例の方法を磁気ディスクのサーボパターン形成に適用すれば、簡便かつ短時間に高精度のサーボパターンを有する磁気ディスクが得られる。さらにこの磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置は、サーボパターンを新たに記録することなく高精度でのトラッキングが可能であり、高密度に記録を行うことができる。
【０１９１】
本実施例においてはマスクとディスクを密着させず、マスク上にディスクを静置したのみであったが、十分細かい磁化パターンまで生成可能であった。磁化パターン形成の有無は、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。ただし、一周のレーザ照射でスポット径内に含まれる全ての透過部に相当する部位でパターン化されるかも評価した。その結果、マスクの透過部と非透過部の繰り返しによるパターンがレーザ照射部に相当する全ての部位で得ることができた。
【０１９２】
本実施例の方法を磁気ディスクのサーボパターン形成に適用すれば、簡便かつ短時間に高精度のサーボパターンを有する磁気ディスクが得られる。さらにこの磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置は、サーボパターンを新たに記録することなく高精度でのトラッキングが可能であり、高密度に記録を行うことができる。本実施例においてはマスクとディスクを密着させず、マスク上にディスクを静置したのみであったが、十分細かい磁化パターンまで生成可能であった。
【０１９３】
（実施例７）
３．５インチ径のＮｉＰメッキ付きＡｌ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圧は、Ａｒで３×１０-3Ｔｏｒｒの条件下でＮｉＡｌを６０ｎｍ、Ｃｒ94Ｍｏ6を１０ｎｍ、記録層としてＣｏ70Ｃｒ13Ｔａ5Ｐｔ12を２５ｎｍ、保護層としては、カーボン（ダイヤモンドライクカーボン）を５ｎｍ成膜した。表面粗度Ｒａは０．６ｎｍ、うねりＷａは０．９ｎｍであった。その上には潤滑層として、フッ素系潤滑剤を１．５ｎｍの厚さ塗布し、１００℃で４０分焼成し、室温での保磁力３４００Ｏｅ、飽和磁化３２０ｅｍｕ／ｃｃの磁気ディスクを得た。記録層のキュリー温度は３５０℃であった。
【０１９４】
磁化パターン形成のため、電磁石を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１００００Ｏｅの強度で印加して、ディスク面を一様に磁化した。その後、半径方向長さ２０ｍｍ（半径２０ｍｍから４０ｍｍまで）とした以外は実施例６と同じマスクの上に磁気ディスクを静置させ、該パターンの位置がエネルギー線のスポットの中心に来るように角度出ししながら、ディスク全面にわたって、波長λ＝２６６ｎｍ、パルス幅５ｎｓｅｃのＹＡＧのＱスイッチレーザを周波数１０Ｈｚで、エネルギー密度を５０ｍＪ／ｃｍ2、スポット径２ｃｍとして照射し、その部位をキュリー温度近傍にまで加温した。
【０１９５】
加温時には、実施例６と同様に磁場をかけた。このとき、磁気ディスクとＣｒマスクは、マスク或いは磁気ディスクのうねりにより互いに接触している状態であり、接触の圧力は、ディスクの自重によって生じ、約０．２ｇ／ｃｍ2である。磁化パターン形成装置の光学系、機械系の構成は実施例６と同様にして行った。
【０１９６】
作製したディスクの評価は実施例１と同様にした。結果を表−１に示す。また、一周のレーザ照射でスポット径内に含まれる全ての透過部に相当する部位でパターン化されるかも評価した。その結果、マスクの透過部と非透過部の繰り返しによるパターンがレーザ照射部に相当する全ての部位で得ることができた。
【０１９７】
本実施例の方法を磁気ディスクのサーボパターン形成に適用すれば、簡便かつ短時間に高精度のサーボパターンを有する磁気ディスクが得られる。さらにこの磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置は、サーボパターンを新たに記録することなく高精度でのトラッキングが可能であり、高密度に記録を行うことができる。
【０１９８】
本実施例においてはマスクとディスクを密着させず、マスク上にディスクを静置したのみであったが、十分細かい磁化パターンまで生成可能であった。
【０１９９】
（実施例８）
実施例７と同様に磁気ディスクを作成した。磁化パターン形成のため、複数の永久磁石をディスクを介して同極の磁石がそのヨークにより隙間３ｍｍで対向し、かつ同一面側では異極がそのヨークにより間隔１５ｍｍで対向する形に構成した。その結果ディスク面でその円周の接線方向に約７ｋＧａｕｓｓの磁場を有する磁化手段を得て、ディスクを回転しながらディスクを円周方向に一様磁化した。
【０２００】
その後、円周方向の幅が０．５μｍであること以外は実施例７と同じマスクの上に磁気ディスクを静置させ、該パターンの位置がエネルギー線のスポットの中心に来るように角度出ししながら、実施例７と同じ条件でレーザ照射しディスクを加温した。加温時には、実施例７と同様に磁場をかけた。このとき、磁気ディスクとＣｒマスクは、マスク或いは磁気ディスクのうねりにより互いに接触している状態であり、接触の圧力は、ディスクの自重によって生じ、約０．２ｇ／ｃｍ2である。
【０２０１】
磁化パターン形成の明りょう度は実施例１と同様に評価した。結果を表−１に示す。一周のレーザ照射でスポット径内に含まれる全ての透過部に相当する部位でパターン化されるかも評価した。その結果、マスクの透過部と非透過部の繰り返しによるパターンがレーザ照射部に相当する全ての部位で得ることができた。
【０２０２】
本実施例の方法を磁気ディスクのサーボパターン形成に適用すれば、簡便かつ短時間に高精度のサーボパターンを有する磁気ディスクが得られる。さらにこの磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置は、サーボパターンを新たに記録することなく高精度でのトラッキングが可能であり、高密度に記録を行うことができる。
【０２０３】
本実施例においてはマスクとディスクを密着させず、マスク上にディスクを静置したのみであったが、十分細かい磁化パターンまで生成可能であった。静置であれば傷発生の可能性を小さく抑え、詳細なパターン生成を行なえるという両立がはかれる。
【０２０４】
（実施例９）
実施例８と同様に磁気ディスクを作製し、ディスクを円周方向に一様磁化した。その後、図３に示すような深さ約２０ｎｍの凹凸を有した透過部が形成されたＣｒマスク（凸部が非透過であって、凹部が透過部であり、凸部がよりディスクに近接する。）の上に磁気ディスクを静置させ、該パターンの位置がエネルギー線のスポットの中心に来るように角度出ししながら、実施例８と同様に加熱した。すなわちマスクには半径方向に１０ｍｍ（半径３０ｍｍから半径４０ｍｍまで）で幅８μｍの透過パターンが繰り返されている。各パターンは、半径方向を基準にθ＝３５°で斜めに延びる複数の透過部及び非透過部からなり、各々の幅は２μｍである。
【０２０５】
加温時には、実施例８と同様に磁場をかけた。このとき、磁気ディスクとＣｒマスクは、マスク或いは磁気ディスクのうねりにより互いに接触している状態であり、接触の圧力は、ディスクの自重によって生じ、約０．２ｇ／ｃｍ2である。磁化パターンの明りょう度は実施例１と同様に評価した。結果を表−１に示す。
【０２０６】
また、再生ヘッド幅０．９μｍのＭＲヘッドを用いて、磁化パターン化した信号を再生することでも確認した。得られた再生信号波形を図７（ｂ）に示す。この時の最大磁化の５０％の磁化のパルス幅（即ち、半値幅）は０．３２μｍであった（磁化遷移幅に相当）。また、得られた斜め磁化パターンの写真を図７（ｃ）に示す。
【０２０７】
一周のレーザ照射でスポット径内に含まれる全ての透過部に相当する部位でパターン化されるかも評価した。その結果、マスクの透過部と非透過部の繰り返しによるパターンがレーザ照射部に相当する全ての部位で得ることができた。
【０２０８】
本実施例の方法を磁気ディスクのサーボパターン形成に適用すれば、簡便かつ短時間に高精度のサーボパターンを有する磁気ディスクが得られる。さらにこの磁気ディスクを用いた磁気ディスク装置は、サーボパターンを新たに記録することなく高精度でのトラッキングが可能であり、高密度に記録を行うことができる。
【０２０９】
本実施例においてはマスクとディスクを密着させず、マスク上にディスクを静置したのみであったが、十分細かい磁化パターンまで生成可能であった。静置であれば傷発生の可能性を小さく抑え、詳細なパターン生成を行えるという両立がはかれる。
【産業上の利用可能性】
【０２１０】
以上説明したとおり、本発明によれば、高密度な磁化パターンを精度良くかつ簡便に、短時間で磁気記録媒体に形成することができる。ひいては、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】
【０２１１】
【図１】本発明の実施例２で用いたマスクの説明図
【図２】本発明の実施例６で用いたマスクの説明図
【図３】本発明の実施例９で用いたマスクの説明図
【図４】本発明の実施例で用いたレーザ照射光学系の説明図
【図５】本発明の実施例２で用いた磁化パターン形成装置の断面模式図
【図６】本発明の実施例６で用いた磁化パターン形成装置の断面模式図
【図７】（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例の再生波形信号であり、（ｃ）は実施例９で得られた磁化パターンの顕微鏡写真。
【符号の説明】
【０２１２】
１  磁気ディスク
２  マスク
３  遮光板
４  レーザ
５  固定部
６  ターンテーブル
７  溝
８  スピンドル
９  外部磁界印加磁石
【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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