(57)【要約】【課題】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、エネルギー線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。【解決手段】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、磁性層の被照射部を局所的に加熱することにより、加熱された部分の磁化方向を変化させて特定のパターンを記録させる方法に用いられ、媒体上にエネルギー線の濃淡を形成するマスクにおいて、マスクが誘電体層を有するマスク。【選択図】　図１
2004021160.tif 000002
【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、該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、
該マスクが、誘電体層を有してなることを特徴とするマスク。
【請求項２】
該誘電体層が反応性スパッタリングで形成されてなる、請求項１に記載のマスク。
【請求項３】
該誘電体層が、直流反応性スパッタリングで形成されてなる、請求項１に記載のマスク。
【請求項４】
該誘電体層が、酸化シリコンからなる、請求項１乃至３にのいずれかに記載のマスク。
【請求項５】
該マスクが、エネルギー線に対する透過部と非透過部を有してなる、請求項１乃至４のいずれかに記載のマスク。
【請求項６】
透明基体上に、シリコンを主成分とする層を設けることにより非透過部が形成されてなる、請求項５に記載のマスク。
【請求項７】
透明基体上に、クロムを主成分とする層を設けることにより非透過部が形成されてなる、請求項５に記載のマスク。
【請求項８】
該非透過部の上に該誘電体層を設けてなる、請求項５乃至７のいずれかに記載のマスク。
【請求項９】
該透過部の上に該誘電体層を設けてなる、請求項５乃至８のいずれかに記載のマスク。
【請求項１０】
該透明基体が石英ガラスからなる、請求項６乃至９のいずれかに記載のマスク。
【請求項１１】
該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、請求項１乃至１０のいずれかに記載のマスク。
【請求項１２】
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、該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、
該マスクが請求項１乃至１１のいずれかに記載のマスクであることを特徴とする磁化パターン形成方法。
【請求項１３】
該磁気記録媒体が、フッ素を含む潤滑層を有してなる請求項１２に記載の磁化パターン形成方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の磁化パターン形成方法により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。
【請求項１５】
請求項１４に記載の磁気記録媒体と、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ことを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１６】
磁気記録媒体を装置に組みこんだ後、前記磁化パターンを磁気ヘッドにより再生して信号を得、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、請求項１５に記載の磁気記録装置。
【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、及び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】
この磁化パターン形成方法に使用するマスクとしては、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。）を有したフォトマスクが用いられることが多い。フォトマスクの作製技術は半導体や液晶の製造プロセスで良く知られており、一般的には以下のようにして作製される。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。この場合、透明基体の上にクロム層が形成されている部分が非透過部、それ以外の透明基体のみの部分が透過部となる。透明基体に用いられる材質は、短波長の光を透過しやすいことから一般に石英ガラスが良く用いられる。また、非透過部を形成するクロムは、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。
【００１９】
しかしながらこの技術においても、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り、そのたびにマスクを交換する必要が生じていた。そして、これにより生産コストの上昇、及びマスク交換作業時の生産ライン停止による生産効率の悪化という問題が起きていた。
【００２０】
本発明者はこの原因について検討した結果、その原因が磁気記録媒体上に塗布されているフッ素系潤滑剤が、レーザー加熱によって分解し、発生したフッ酸にあることが分かった。またクロムにはフッ素系潤滑剤の分解に対して触媒作用があるため、フッ素系潤滑剤の分解を加速してしまう。つまり、レーザーの熱衝撃によるダメージと、このフッ酸による腐食が相まって、非透過部のクロム層及び基体として用いている石英ガラスをも著しく腐食していたことを見出した。
【００２１】
ここで、潤滑剤塗布前に磁気転写を行うように製造工程を変更して、フッ酸による影響を受けることなくマスクを継続使用する方法も考えられる。しかし、この場合は潤滑層がないため、転写工程前に磁気ヘッドによる検査が不可能になる。また、磁気ヘッドを用いて検査を行うには、磁気記録媒体に実際に信号を書き込む必要があるため、パターン転写後に検査を行った場合、せっかく転写したパターンを消してしまわなければならない。従って、磁気ヘッドによる検査を行うためには、潤滑剤を塗布した後に磁気転写工程を行うのが必須であり、製造工程の変更により上記問題を回避することはできない。
【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、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。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、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、該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、該マスクが、誘電体層を有してなることを特徴とするマスクに存する。
【００２４】
本発明の別の要旨は、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、該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、該マスクが上記のマスクであることを特徴とする磁化パターン形成方法に存する。
さらに本発明の別の要旨は、上記磁化パターンが形成された磁気記録媒体及びこれを用いることを特徴とする磁気記録装置に存する。
【００２５】
【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し、該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おいて使用するマスクが、磁気記録媒体に対向する面側の少なくとも一部に誘電体層を有してなることを特徴とする。
【００２６】
なお、本発明におけるマスクは、形成すべき磁化パターンに応じてエネルギー線の濃淡を生じさせるマスクパターンを有しているマスクであれば、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。以下では、本発明において最も良く用いられるエネルギー線の透過部と非透過部からなるフォトマスクを代表例として説明を行う。
【００２７】
本発明によれば、誘電体層を設けることにより、マスクを構成する材料、例えばフォトマスクの非透過部を形成するクロム層とフッ酸が直接接しない様にすることができ、マスク材料の腐食を防ぐことができるという利点がある。
本発明の誘電体層を構成する材料は、上記効果が得られる材料であれば良く、特に限定されないが、フッ酸の遮断性が高いことが望ましく、例えば酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、酸化タンタル、酸化チタン等の酸化物、あるいは窒化シリコン、窒化アルミニウム等の窒化物、水素化シリコン等の水素化物を挙げることができる。この誘電体層はこれらを２種以上含む混合物でも良い。また、１層でも良いし２層以上からなる多層構造となっていても良い。
【００２８】
本発明においては、誘電体層を通してエネルギー線を照射することにより磁気ディスクに磁気転写を行うため、透過部に誘電体層を設ける場合は、エネルギー線に対して透明であることが好ましい。磁気記録媒体を加熱するエネルギー線として、２４８ｎｍのエキシマレーザー、ないしそれ以下の波長のレーザーを用いる場合、レーザーの透過性という点から誘電体は酸化シリコン、酸化アルミニウム、ないし酸化ハフニウムであることが好ましい。また、フッ酸への耐久性という観点から見れば、特に酸化シリコンが好ましい。
【００２９】
フッ酸の透過を抑え、本発明の効果を有効に発揮するには、誘電体層の厚みは２０ｎｍ以上であることが好ましい。さらに好ましくは３０ｎｍ以上の厚さである。ただし、あまり厚すぎると成膜時間が長くなってしまい、生産性が低下してしまう。また、透光部と遮光部の境界上の誘電体層が厚くなりすぎると、透光部と遮光部の境界付近を通過したエネルギー線が、誘電体中を伝搬し、本来エネルギー線が照射されない遮光部直下部分にもエネルギー線が照射され、磁化パターンが乱れるおそれがある。このような、光学的な影響も生じるのおそれがあるので、誘電体層の厚さは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。
【００３０】
本発明に係る誘電体層は、マスク材料全体の腐食を防ぐため、マスクに透過部、非透過部などからなるパターンを形成した後の、磁気記録媒体に対して最も近い最外層として設けるのが好ましい。
なお、誘電体層の屈折率及び膜厚を調整することにより、マスクの遮光部の磁気記録媒体側の反射率を低減させられるという利点もある。
【００３１】
マスクを透過したエネルギー線は、磁気記録媒体に当たる。磁気記録媒体に当たったエネルギー線は、多くが磁気記録媒体に吸収されるが、一部は反射してしまう。反射したエネルギー線は、再びマスク遮光部にあたる。この遮光部の反射率が高いと、媒体から反射された光が再度媒体に向かうために、遮光部直下の、本来加熱を行わない領域の温度が上がり、磁化パターンが乱れるおそれがある。
【００３２】
このため、マスクの遮光部の磁気記録媒体に対向する面の反射率を低くすることが望ましいのである。
本発明において、誘電体層は好ましくは反応性スパッタリングにより設けられる。
反応性スパッタリングとは、ターゲット材料と反応する反応性ガス成分を含むスパッタリングガスを用いてスパッタリングを行うことにより、ターゲット材料の原子と反応性ガス成分が反応を起こし、ターゲット材料と反応性ガスの化合物からなる膜が形成されるスパッタリング方法のことを言う。この反応性ガス成分としては、例えば酸素、窒素、水素、メタン、アンモニア等が挙げられ、中でも酸素、窒素が多く用いられる。
【００３３】
本発明において、誘電体層を反応性スパッタリングにより形成するのは次の様な理由による。
通常、誘電体層を形成する方法として、形成したい誘電体からなるターゲットを用いて高周波（ＲＦ）スパッタリングする方法が考えられる。しかし、この方法で誘電体層を形成した場合、スパッタリング時に誘電体ターゲット中の酸素、窒素等が抜けだすことがあり、高純度の誘電体層をマスクに形成できない場合がある。例えば、酸化シリコンのターゲットを用いた場合には、酸化シリコン中の酸素が一部抜け、シリコンとなるため、不純物としてシリコンを含んだ酸化シリコン層が形成されることとなる。この様な不純物を含んだ誘電体層では、微量ながらフッ酸や水分が誘電体層を通過してしまうおそれがある。通過したフッ酸や水分は誘電体層下のマスク材料を腐食し、更に誘電体そのものも腐食するおそれがある。
【００３４】
また、誘電体層が不純物を含有していると、エネルギー線照射時に不純物によりエネルギー線が一部吸収されてしまい、磁化パターン形成の際、磁気ディスクの加熱効率が低下してしまう。さらに、誘電体ターゲットは２次電子放出係数が大きいため、スパッタリング時に投入したパワーの大半は電子放出に使用される。よって、投入したパワーを効率よく利用して誘電体層の形成をしにくく、成膜レートが遅くなる傾向がある。
【００３５】
これに対し反応性スパッタリングでは、スッパタリングガス中に十分な量の反応性ガスを与えることにより、ターゲット材料と反応性ガスはほぼ完全に反応するため、高純度の誘電体層を形成することができる。例えば、スパッタリングガスとして酸素雰囲気下でシリコンのターゲットを用いて反応性スパッタリングを行った場合、シリコンと酸素が反応し、高純度の酸化シリコン層が形成される。この様にして得られた高純度の誘電体層はフッ酸や水分の通過を効果的に抑制できるため、マスク材料を腐食するおそれが少なく好ましい。
【００３６】
さらに、反応性スパッタリングを用いれば、誘電体層中に含まれる不純物が少ないため、誘電体層によるエネルギー線の吸収を減らすことができ、低いエネルギー線パワーによる磁気転写を行うことが可能となる。
また、反応性スパッタリングによれば、ターゲットに金属等の非誘電体のものを用いることができ、誘電体層の成膜速度を速くすることができる。
【００３７】
さらに、金属等の導電性ターゲットと反応性ガスの組み合わせの場合、直流（ＤＣ）反応性スパッタリングを行うことにより、さらに高速で誘電体層を形成することが可能となるため、生産性に優れ好ましい。
この組み合わせの例としては、シリコンターゲットを用いアルゴンと酸素の混合ガスをスパッタリングガスとして酸化シリコンの誘電体層を形成する場合、シリコンターゲットを用いアルゴンと窒素の混合ガスをスパッタリングガスとして窒化シリコンの誘電体層を形成する場合、アルミニウムターゲットを用いアルゴンと酸素の混合ガスをスパッタリングガスとして酸化アルミニウムを生成する場合などを挙げることができる。
【００３８】
ただし、直流反応性スパッタリングを行った場合、一般に異常放電が起こりやすい傾向がある。この異常放電の原因は、ターゲット材料と反応性ガスがターゲット表面で反応してしまい、ターゲット上に局所的に薄い誘電体層を形成してしまうことに起因する。ターゲット上に誘電体層ができると、そこに電荷が蓄積され最終的に絶縁破壊にいたるため異常放電が起きてしまう。この異常放電を防ぐには、ターゲットに加える電圧を定期的に逆極性（すなわち通常のマイナス電圧からプラス電圧）にすることで、蓄積した電荷を打ち消す手法が効果的である。
【００３９】
ここで、電圧を逆極性にする周期は電荷の打ち消しを効果的にするために５Ｈｚ以上であることが好ましく、より好ましくは１０Ｈｚ以上、さらに好ましくは２０Ｈｚ以上であるが、あまりに頻繁であると成膜速度が減少し過ぎるので２００Ｈｚ以下であることが好ましく、より好ましくは１００Ｈｚ以下であり、さらに好ましくは８０Ｈｚ以下である。逆極性にする時間的割合は全体の５％以上が好ましいが、成膜速度をあまり下げないために４０％以下であることが好ましい。
【００４０】
なお、本発明において直流反応性スパッタリングとは、逆極性にする時間の割合が５０％よりすくない状態で反応性スパッタリングを行うことを言う。
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。磁気記録媒体（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は石英ガラスからなる透明基体６と遮光層７からなる。遮光層７と遮光層の存在しない光透過部の組み合わせにより、形成すべき磁化パターンに応じたパターンが構成されている。透明基体６及び遮光層７の上には誘電体層８が形成されている。更に、パターン領域外の内周部と外周部にスペーサ５が形成されており、媒体１に接触している。
【００４１】
媒体１にマスク２を通してレーザビーム４が照射され、同時に外部磁界３が印加される。照射されたエネルギー線は遮光層７で遮断され、媒体１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媒体１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が行われる。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。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。
【００４２】
なお、この際マスクと磁気ディスクの距離はスペーサによって保たれているが、マスクと磁気記録媒体の最適な距離はパターン線幅に応じて異なるため、この距離は全面において一定である必要はなく、スペーサの高さを変えるなどして、場所よって距離を適宜調整しても良い。これにより、パターンの線幅に応じ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、良好な磁化パターンを得ることができる。
【００４３】
本発明のマスクに用いる基体の材質は、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。
【００４４】
以上のような理由から、本発明に係るマスクの基体はガラス系の材料が好ましい。
更に、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。従って、微細なパターンを形成する必要性がある場合は、短波長のエネルギー線を効率よく扱え、かつアルカリ金属成分の含有量の小さい石英ガラスを用いるのが好ましい。また、石英ガラスにも天然の石英を溶かして作る溶融石英ガラスと、シリコンと酸素を化学的に合成して作る合成石英ガラスがあるが、合成石英ガラスであればアルカリ金属成分等の不純物を含んでおらず、透明度かつ耐久性に優れておりより好ましい。
【００４５】
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。
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。
【００４６】
石英ガラス上に酸化シリコンからなる誘電体膜を設けた場合、どちらも同じ酸化シリコンより構成されることになるが、スパッタリングで形成した誘電体層としての酸化シリコンは石英ガラスに比べより緻密な構造とすることができ、フッ酸などの腐食性を持つ物質に対しても高い耐腐食性を示す。また、石英ガラスでは、その製造プロセスにおいてわずかながらのアルカリ金属等の不純物を含んでいることが多く、この不純物が核となり、腐食が発生するおそれがある。しかし、反応性スパッタリングで設けた誘電体層は非常に純度の高い膜であるため、この様な不純物を極微量しか含んでいないため、腐食が発生しにくい。
【００４７】
遮光部（非透過層）の材質は、使用するエネルギー線を実質的に透過しない材質及び膜厚であれば良く、金属や半金属、誘電体、カーボンなどの無機化合物、有機化合物等を用いることができるが、エネルギー線に対する耐久性が高くガラス系の材料との密着性が良い点で無機化合物を用いるのが好ましい。ここで、金属又は半金属には合金も含まれる。一般に、金属をスパッタリング法などにより成膜した場合、誘電体層に比べて成膜速度が速く、マスク作製時間を短縮できる点で好ましい。
【００４８】
金属又は半金属としては、例えばＣｒ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｍｇ、Ｓｅ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｒｕ、Ｗ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ、Ｐｂ、Ｐｏ、Ｓｎ、Ｂｉ及びこれらを主成分とする合金などが挙げられる。主成分とは、通常、それらの元素が８０原子％以上を占める場合を言う。より好ましくは９０原子％以上である。
【００４９】
非透過層として、好ましくは反射率が高い材料を用いる。例えばＣｒ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｇｅ及びこれらを主成分とする合金などである。特にＳｉ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ及びこれらを主成分とする合金が好ましい。ＣｒおよびＣｒを主成分とする合金はガラスとの密着性が特に高く、遮光性も高いので好ましい。
【００５０】
遮光部に用いられる材料としては、さらに高耐熱性、フッ酸に対する高腐食性を持った材料が好ましく、クロム、シリコン、ゲルマニウム、カーボン、モリブデンシリサイド等が挙げられるが、中でもシリコンを含有する物質が好ましく、さらに好ましくはシリコンである。特に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も強い。また融点も１０００℃を越え、熱的にも安定である。さらにガラス基板との密着性も優れているため、レーザー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。
【００５１】
また、シリコンのもう一つの特徴は、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、シリコンは短波長領域において光吸収が少なく、このためレーザー照射に伴うマスクの温度上昇が小さくてす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く好ましい。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。また、シリコンは人体に対して無害であり、かつ安価に入手できるという長所も有する。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く、レーザーの熱衝撃に弱いという欠点がある。
【００５２】
遮光層の材質にシリコンを含有するものを用いる場合、シリコンが９０％以上存在することが好ましい。ただし、例えば結晶を微細化するといった目的のために他の元素を１０％以下含んでいても良い。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。他の元素は単一の元素でも上記元素が２つ以上存在しても良い。
【００５３】
遮光層の作製には高速性、膜の緻密性からスパッタリング法が好ましいが、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。
なお、必要に応じて非透過層は２層以上の複数層としてもよい。或いは、非透過層の上に他の層を設けても良い。例えば、非透過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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、広くレーザー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。
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、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には非常に有効である。
【００５６】
次に、本発明に係るマスクのパターン形成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。
【００５７】
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。露光は一般には集光させたレーザーをデータに応じて照射したり、切ったりする、いわゆるレーザー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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
本発明において、遮光層のみに誘電体層を設ける場合は、最初の基体への形成段階で非透過部と誘電体層を連続して形成し、その後にパターンを形成することにより設けることができる。非透過部のみに誘電体層を設ける場合は、露光後のフォトレジスト層に誘電体層を形成し、その後エッチングを行うことにより設けることができる。非透過部と透過部の両方に誘電体を設ける場合は透過部と非透過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形成できる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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、先に述べた通り、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分解劣化や気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。
【００６６】
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。
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
図２は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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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１５として照射される。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
本発明の代表的なマスクは、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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
スペーサの形成方法としては、種々の方法をとることが出来る。例えば、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方法、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し、フォトレジストの無かった部分にのみ無機物層を突起として形成してそれをスペーサとする、いわゆるリフトオフ法などである。リフトオフ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。
【０１０５】
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、クロムなどの金属や、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。
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
【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、比較例１、２）
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、直流スパッタリングにより膜厚１００ｎｍのクロム層、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。その後、レーザー露光装置を用いて磁気ディスクに形成すべきサーボパターンに基づき露光、現像してフォトレジスト層に凹凸パターンを形成した。次いで、硝酸セリウムを含有するエッチング液によりレジストの開口した部分でクロムをウェットエッチングした。その後、リムーブ液を用いてフォトレジストを除去した。
【０１６６】
次に、反応性スパッタリングによってＳｉＯ２を厚さ３００ｎｍ設けた。反応性スパッタリングはシリコンターゲットに、アルゴン７０ｃｃｍ、酸素３０ｃｃｍの混合ガスをスパッタリングガスとして３００Ｗのパワーで直流スパッタリングをすることにより実施した。成膜に要した時間は８分３０秒であった。この結果、遮光部には石英ガラス上に厚さ１００ｎｍのクロム膜と厚さ３００ｎｍのＳｉＯ２膜の積層膜が設けられ、透過部には石英ガラス上に厚さ３００ｎｍのＳｉＯ２膜が設けられたマスクを得た。
【０１６７】
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。
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、内周部である半径１５〜１６ｍｍの範囲には、高さが０．５μｍである以外は外周部のスペーサと同じスペーサが形成されたマスクを得た（実施例１）。
【０１６８】
次に、ウェットエッチング後のフォトレジストを除去するまで実施例１と同様に行い、その後ＳｉＯ２ターゲットを用いて、ＲＦスパッタリングにより、ＳｉＯ２膜を厚さ３００ｎｍ設けた。３００Ｗのパワーで成膜に要した時間は１時間２４分であった。その後、スペーサを実施例１と同様に形成してマスクを得た（比較例１）。
【０１６９】
次に、ウェットエッチング後のフォトレジストを除去するまで実施例１と同様に行い、その後ＳｉＯ２膜は設けなかった。スペーサは実施例１と同様に形成してマスクを得た（比較例２）。
［評価］
以上のようにして得られたマスクについて、耐久性の評価を行った。
【０１７０】
実施例１及び比較例１、２のマスクのパターン領域を有する面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。
その後、その面をそれぞれスペーサを介して３．５インチ径のＮｉＰメッキ付きアルミニウム合金基板と対向させた状態で波長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でアルミニウム合金基板の同一場所を繰り返し照射した。
【０１７１】
実施例１のマスクについて、エネルギー線を１０万回照射後のマスク表面のパターン領域の顕微鏡写真を図４に示す。図４から分かるように、１０万回の照射までクロムによるマスクパターンの劣化が認められなかった。
比較例１のマスクについて、エネルギー線を１０万回照射後のマスク表面のパターン領域の顕微鏡写真を図５に示す。図５から分かるように、１０万回の照射でクロムによるマスクパターンの一部に腐食が認められた。
【０１７２】
比較例２のマスクについて、エネルギー線を３万回照射後のマスク表面のパターン領域の顕微鏡写真を図６に示す。図６から分かるように、３万回の照射でクロムによるマスクパターンの大部分が剥離しているのが観察された。
この結果から、本発明の誘電体層を設けたマスクはフッ酸及びエネルギー線に対して耐久性が高いことが確認された。
（実施例２、比較例３）
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直流スパッタリングにより膜厚１００ｎｍのシリコン層、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。その後、レーザー露光装置を用いて、磁気ディスクに形成すべきサーボパターンに基づき露光、現像してフォトレジスト層に凹凸パターンを形成した。
【０１７３】
次いで、日本ビクター社製のＩＥ−５００を用いてフォト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。シリコンとフォトレジスト、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。
【０１７４】
次に溝（凹部）の深さの測定をＡＦＭ（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であり、透過部においてＳｉが全てエッチングされていることを確認した。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。
【０１７５】
次に、反応性スパッタリングによってＳｉＯ２膜を厚さ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、アルゴン７０ｃｃｍ、酸素３０ｃｃｍの混合ガスをスパッタリングガスとして３００Ｗのパワーで直流スパッタリングをすることにより実施した。この結果、遮光部には石英ガラス上に厚さ１００ｎｍのＳｉ膜と厚さ４０ｎｍのＳｉＯ２膜の積層膜が設けられ、透過部には石英ガラス上に厚さ４０ｎｍのＳｉＯ２膜が設けられたマスクを得た。その後、スペーサを実施例１と同様に形成してマスクを得た（実施例２）。
【０１７６】
ＲＩＥエッチング後のフォトレジストを除去するまで実施例２と同様に行い、その後ＳｉＯ２膜は設けなかった。スペーサは実施例１と同様に形成してマスクを得た（比較例３）。
［評価］
以上のようにして得られたマスクについて、耐久性の評価を行った。
【０１７７】
なお、使用した磁気記録媒体は次のようなものであった。
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。
【０１７８】
実施例２及び比較例３で作製したマスクのパターン領域を有する面を、それぞれスペーサを介して上記媒体と対向させた状態で固定して両者を一体とし、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。
【０１７９】
耐久性の評価においては、マスク及び媒体を連続で回し続けながらレーザー照射を繰り返し、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。なお、媒体は１００００回毎に交換した。
実施例２のマスクについて、エネルギー線を１４３０００回照射後のマスク表面のパターン領域の顕微鏡（表面走査型電子顕微鏡）写真を図７に示す。図７から分かるように、１４３０００回の照射でパターン領域に顕著な腐食は認められなかった（なお、中心にある白い斑点は付着物である）。
【０１８０】
比較例３のマスクについて、エネルギー線を１１６０００回照射後のマスク表面のパターン領域の顕微鏡（表面走査型電子顕微鏡）写真を図８に示す。図８から分かるように、１１６０００回の照射でパターン領域に白い斑点状の腐食が認められた。
この結果から、本発明の誘電体層を設けたマスクはフッ酸及びエネルギー線に対して耐久性が高いことが確認された。
（実験例１及び２）
石英ガラス上に反応性スパッタリングによりＳｉＯ２膜のみを厚さ３００ｎｍで形成した。反応性スパッタリングはシリコンターゲットにアルゴン７０ｃｃｍ、酸素３０ｃｃｍの混合ガスで３００Ｗのパワーで直流スパッタリングをすることにより実施した。成膜に要した時間は８分３０秒であった（実験例１）。
【０１８１】
次に、石英ガラス上にＲＦスパッタリングによりＳｉＯ２膜のみを厚さ３００ｎｍで形成した。ＲＦスパッタリングはＳｉＯ２ターゲットを用いて、３００Ｗのパワーで実施した。成膜に要した時間は１時間２４分であった（実験例２）。実験例１及び実験例２で得られたそれぞれＳｉＯ２膜を持つ基板に、波長が２００ｎｍから４００ｎｍのエネルギー線を照射した場合の透過率を図９に示す。縦軸はエネルギー線の透過率（％）、横軸は波長（ｎｍ）を示している。
【０１８２】
図９より、実験例１のＳｉＯ２膜は波長２００から３００ｎｍでの透過率が高いことが分かる。これはＳｉＯ２膜中の不純物が少ないためと考えられる。
【０１８３】
【発明の効果】
本発明によれば、エネルギー線耐久性、及び潤滑剤の分解によって発生するフッ酸への耐久性が高いレーザー加工用のマスクが得られる。このためマスクの交換頻度が減ると同時に、潤滑剤塗布後の媒体を転写に使用できるために生産コストを抑え、生産効率を著しく上げることができる。また成膜速度も速く、生産性も優れている。
【０１８４】
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、生産コストを抑え、生産効率を上げることができる。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１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ー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において、潤滑剤を滴下してレーザーを照射した後のマスク表面の顕微鏡写真である。
【図５】本発明の比較例１において、潤滑剤を滴下してレーザーを照射した後のマスク表面の顕微鏡写真である。
【図６】本発明の比較例２において、潤滑剤を滴下してレーザーを照射した後のマスク表面の顕微鏡写真である。
【図７】本発明の実施例２において繰り返し照射試験を行った後のマスク表面の顕微鏡写真である。
【図８】本発明の比較例３において繰り返し照射試験を行った後のマスク表面の顕微鏡写真である。
【図９】本発明の実験例１、実験例２におけるＳｉＯ２膜の透過率の測定結果を示すグラフである。
【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】
2004021160.tif 000003
【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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【図９】
2004021160.tif 000011