特許 6963347 磁気パターン転写用マスター及びその製造方法、磁気パターン転写方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6963347

(24)【登録日】2021年10月19日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】磁気パターン転写用マスター及びその製造方法、磁気パターン転写方法

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/86 20060101AFI20211025BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/86 C

   G11B5/86 101B

【請求項の数】8

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2021-545408(P2021-545408)

(86)(22)【出願日】2019年12月6日

(86)【国際出願番号】JP2019047723

【審査請求日】2021年8月3日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】504203572

【氏名又は名称】国立大学法人茨城大学

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(74)【代理人】

【識別番号】100194283

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 大勇

(72)【発明者】

【氏名】小峰 啓史

【審査官】 川中 龍太

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−０８６６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２２８４６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２４６９９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／８６

Ｇ１１Ｂ ５／６２ − ５／８２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

予め設定された磁気パターンを磁気記録媒体の表面に転写するマスターとなる磁気パターン転写用マスターであって、
平板状の基板と、
第１の飽和磁界及び第１の核形成磁界を有する第１の硬磁性材料で構成され平面視において前記基板の表面に部分的に形成された第１磁性体層と、
共に前記第１の核形成磁界よりも小さな第２の飽和磁界及び第２の核形成磁界を有する第２の硬磁性材料で構成され平面視において前記基板の表面における前記第１磁性体層が形成された領域以外の領域に形成され、前記第１磁性体層と異なる保磁力を有する第２磁性体層と、
を具備し、
前記第１磁性体層の表面と前記第２磁性体層の表面との高さの差が、前記第１磁性体層、前記第２磁性体層の平面視における最小パターン幅の１／２未満であることを特徴とする磁気パターン転写用マスター。

【請求項2】

前記基板の表面において、前記第１磁性体層、前記第２磁性体層のうちの一方が隣接して形成された間を、前記第１磁性体層、前記第２磁性体層のうちの他方が充填するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気パターン転写用マスター。

【請求項3】

前記第１磁性体層の表面と前記第２磁性体層の表面は共通の平面上に存在することを特徴とする請求項２に記載の磁気パターン転写用マスター。

【請求項4】

前記第１の硬磁性材料、前記第２の硬磁性材料は、それぞれＦｅ又はＣｏを含む合金であることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の磁気パターン転写用マスター。

【請求項5】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の磁気パターン転写用マスターの製造方法であって、
前記基板上に前記第１磁性体層を形成する第１磁性体層形成工程と、
前記基板上の、平面視における前記第１磁性体層が形成された領域及び前記第１磁性体層が形成されない領域に、前記第１磁性体層が形成されない領域を埋め込むように、前記第２の硬磁性材料を成膜する第２成膜工程と、
前記第１磁性体層の上の前記第２の硬磁性材料を除去し、上面から見て前記第１磁性体層を露出させると共に、前記第１磁性体層が形成されない領域に前記第２磁性体層を形成する平坦化工程と、
を具備することを特徴とする磁気パターン転写用マスターの製造方法。

【請求項6】

前記平坦化工程は、化学機械研磨により行われることを特徴とする請求項５に記載の磁気パターン転写用マスターの製造方法。

【請求項7】

前記第１磁性体層形成工程において、
前記基板上に前記第１の硬磁性材料を成膜した後に、成膜された前記第１の硬磁性材料を部分的に除去することを特徴とする請求項５又は６に記載の磁気パターン転写用マスターの製造方法。

【請求項8】

請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の磁気パターン転写用マスターを用いた磁気パターン転写方法であって、
前記磁気記録媒体であるスレーブの表面の磁化を一様に前記スレーブの法線方向に沿った一方の向きにするスレーブ磁化工程と、
マスター初期化磁場を前記磁気パターン転写用マスターの法線方向に印加することにより前記磁気パターン転写用マスターの表面の磁化を一様に前記磁気パターン転写用マスターの法線方向に沿った一方の向きにするマスター磁化工程と、
前記スレーブ磁化工程後の前記スレーブの表面に、前記マスター磁化工程後の前記磁気パターン転写用マスターの表面を当接又は近接させ、前記第２の飽和磁界よりも大きく、かつ前記第１の核形成磁界よりも小さく、かつ前記マスター初期化磁場と逆向きのバイアス磁場を前記磁気パターン転写用マスターに印加する転写工程と、
を具備することを特徴とする磁気パターン転写方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁性記録媒体に一定のパターンを記録するために用いられる磁気パターン転写用マスター、及びその製造方法、この磁気パターン転写用マスターを用いた磁気パターン転写方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ハードディスク等の高密度の磁気記録媒体におけるデータの記録や読出しに際しては、磁気ヘッドを磁気記録媒体に近接させて制御する必要がある。記録の高密度化に伴って、この際の磁気記録媒体と磁気ヘッドの間の位置関係の制御には、高い精度が要求される。このために、磁気記録媒体の一部には、本来これが使用される際に記録されるべきデータとは別に、磁気ヘッドを適切に誘導してその位置精度を高めるために用いられる専用の信号となるサーボ信号が記録されている。通常のデータと同様の方法でこのサーボ信号を磁気記録媒体に記録することも不可能ではないが、特に磁気記録媒体を大量に生産する場合においては、この手法では個々の磁気記録媒体にサーボ信号を記録するために長時間を要するため、生産効率が著しく低下する。

【0003】

磁気記録媒体を大量生産する場合において、記録されるサーボ信号は共通であるために、このサーボ信号に対応したマスター（磁気パターン転写用マスター）を予め製造し、新たに製造された磁気記録媒体（スレーブ）にこのマスターにおけるサーボ信号に対応した記録パターンを転写することによって、サーボ信号を記録するための作業時間を大幅に短縮化できる。図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃは、この場合におけるスレーブ、サーボ信号、マスターの例をそれぞれ示す。図８Ａにおいて、磁気記録媒体であるスレーブ１０は、スレーブ基板１１の上に強磁性体材料で構成された磁気記録層１２が形成された平板状とされる。このスレーブ１０に対して、法線方向の一様な磁場（スレーブ初期化磁場Ｂ０）が印加された場合、磁気記録層１２はスレーブ初期化磁場Ｂ０と同一の方向の初期磁化Ｍ０で一様に磁化する。ここで、矢印は磁化の向きを示す。なお、図８Ａにおいては、便宜上磁気記録層１２が面内方向において分割されて示されているが、この分割は以降の説明に対応するような仮想的なものである。また、スレーブ１０は後にハードディスクとして用いられるために、磁気記録層１２の表面は、磁気ヘッドと接触することがないように高い平坦性を具備する。

【0004】

図８Ｂは、ここでスレーブ１０に記録されるべきサーボ信号の例であり、これはスレーブ１０（磁気記録層１２）の表面に形成されるべき２次元の磁気記録パターンに対応する。図８Ｂにおいて、ハッチングされた領域とハッチングされない領域では磁気記録層１２の表面における磁化の向きが逆転するように設定される。すなわち、例えば、図８Ｂにおけるハッチングされた領域の磁化は紙面手前向き、ハッチングされない領域の磁化は紙面奥向き（あるいはこの逆）となる。

【0005】

図８Ｃは、このサーボ信号の一部に対応して形成されるマスター９０の構造を示す斜視図である。マスター９０は磁性材料で構成され、その表面には、サーボ信号の磁気記録パターンに対応した凹凸が形成され、特にこの凸部は磁路となる。なお、マスター９０もスレーブ１０と同様の基板を具備してもよいが、ここではその記載は省略されている。ここで、例えば図８Ｂ中のＸの範囲では、この磁気記録パターンは図中横方向（１次元）で単純なライン＆スペースのパターンとなる。以下では、マスター９０、スレーブ１０におけるこのＸの範囲に対応する部分について説明する。図８Ｃでは、マスター９０に形成された凹凸はこのライン＆スペースのパターンに対応するように形成される。マスター９０における凸部９０Ａは、図８ＢにおけるＸの範囲においてハッチングされた領域、凹部９０Ｂはハッチングされない領域に対応する。

【0006】

図９Ａ〜図９Ｃにおいては、図８Ａのスレーブ１０に対して図８Ｃのマスター９０によって書き込みが行われる際の状況が、鉛直方向の断面に沿って模式的に示されている。図９Ａに示されるように、図８Ａのように初期磁化Ｍ０が一様に付与されたスレーブ１０に対して、図８Ｃとは上下が反転した状態で、表面の凸部９０Ａが磁気記録層１２と当接するようにマスター９０が接する。この状態で図９Ｂに示されるようにスレーブ１０から見て前記の初期化磁場Ｂ０とは逆向きの転写磁場Ｂ１が印加されると、転写磁場Ｂ１により凸部９０Ａからスレーブ１０内に至る磁場（記録磁場Ｂ５）が生成され、記録磁場Ｂ５の向きは初期磁化Ｍ０とは逆向きとなる。このため、その後にマスター９０を除去した後で、マスター９０における凸部９０Ａと接する磁気記録層１２側の領域（反転領域１２Ａ）では、その磁化は、初期磁化Ｍ０とは逆向きの書き換え磁化Ｍ１となる。凹部９０Ｂを介してスレーブ１０側に向かう磁場が無視できれば、凹部９０Ｂに対応する磁気記録層１２側の領域（非反転領域１２Ｂ）では、磁化の反転は生じず、その磁化は初期磁化Ｍ０のままとなる。このため、磁気記録層１２において、図８ＢのＸの範囲に対応した磁気記録パターンが形成される。

【0007】

上記の例では、サーボ信号に対応するパターンが単純なライン＆スペースのパターンである部分について説明されたが、図８Ｂにおけるハッチングされた領域に対応するように凸部が２次元パターンとして形成されたマスターを用いることにより、上記の手法によって図８Ｂのパターンをそのままスレーブに転写することができる。

【0008】

このようなマスター９０を用いてサーボ信号をスレーブ１０に転写する際には、マスター９０を上記のようにスレーブ１０に当接させて転写磁場Ｂ１を印加するという単純な工程が用いられるため、この工程に要する時間は短い。このため、サーボ信号が記録済みである磁気記録媒体（スレーブ１０）を高い生産性で得ることができる。また、サーボ信号が共通であれば、これに対応する共通のマスター９０を多数の磁気記録媒体に対して繰り返し用いることができるために、マスターを製造することによる製造コストの上昇も僅かである。記録の高密度化に伴ってマスターに形成される凹凸パターンを微細化する必要があるが、このパターンは、例えば電子線リソグラフィ等を用いて容易に形成することができる。

【0009】

特許文献１、２には、このような凹凸構造を具備するマスターにおいて、特に凸部の表面の磁性体の構造を調整することによって、転写後における上記の初期磁化Ｍ０や書き換え磁化Ｍ１の絶対値を大きく保つ（磁化のコントラストを高める）ことができる技術が記載されている。これによって、書き込みエラーを低減することができ、磁気記録媒体を特に安価とすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００９−２５９３７２号公報

【特許文献2】特開２００９−２９５２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、図９Ｂの状態において、スレーブ１０の磁気記録層１２における非反転領域１２Ｂ（反転領域１２Ａと隣接する領域）も、実際には転写磁場Ｂ１の影響を受ける。非反転領域１２Ｂにおける磁化は本来は前記のように初期磁化Ｍ０とすべきであるが、これにより、非反転領域１２Ｂの磁化が影響を受けることがあった。あるいは、非反転領域１２Ｂに磁場が漏れるために、反転領域１２Ａにおける記録磁場Ｂ５を十分に高めることが困難となり、書き込み効率を十分に高めることは困難であった。すなわち、マスターを用いて磁気パターンを磁気記録媒体（スレーブ）に転写する際の書き込み効率を十分に高くすることが求められた。

【0012】

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する発明を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明は、上記課題を解決すべく、以下に掲げる構成とした。
本発明の磁気パターン転写用マスターは、予め設定された磁気パターンを磁気記録媒体の表面に転写するマスターとなる磁気パターン転写用マスターであって、平板状の基板と、第１の飽和磁界及び第１の核形成磁界を有する第１の硬磁性材料で構成され平面視において前記基板の表面に部分的に形成された第１磁性体層と、共に前記第１の核形成磁界よりも小さな第２の飽和磁界及び第２の核形成磁界を有する第２の硬磁性材料で構成され平面視において前記基板の表面における前記第１磁性体層が形成された領域以外の領域に形成され、前記第１磁性体層と異なる保磁力を有する第２磁性体層と、を具備し、前記第１磁性体層の表面と前記第２磁性体層の表面との高さの差が、前記第１磁性体層、前記第２磁性体層の平面視における最小パターン幅の１／２未満であることを特徴とする。
本発明の磁気パターン転写用マスターは、
前記基板の表面において、前記第１磁性体層、前記第２磁性体層のうちの一方が隣接して形成された間を、前記第１磁性体層、前記第２磁性体層のうちの他方が充填するように形成されたことを特徴とする。
本発明の磁気パターン転写用マスターにおいて、前記第１磁性体層の表面と前記第２磁性体層の表面は共通の平面上に存在することを特徴とする。
本発明の磁気パターン転写用マスターにおいて、前記第１の硬磁性材料、前記第２の硬磁性材料は、それぞれＦｅ又はＣｏを含む合金であることを特徴とする。
本発明の磁気パターン転写用マスターの製造方法は、前記磁気パターン転写用マスターの製造方法であって、前記基板上に前記第１磁性体層を形成する第１磁性体層形成工程と、前記基板上の、平面視における前記第１磁性体層が形成された領域及び前記第１磁性体層が形成されない領域に、前記第１磁性体層が形成されない領域を埋め込むように、前記第２の硬磁性材料を成膜する第２成膜工程と、前記第１磁性体層の上の前記第２の硬磁性材料を除去し、上面から見て前記第１磁性体層を露出させると共に、前記第１磁性体層が形成されない領域に前記第２磁性体層を形成する平坦化工程と、を具備することを特徴とする。
本発明の磁気パターン転写用マスターの製造方法において、前記平坦化工程は、化学機械研磨により行われることを特徴とする。
本発明の磁気パターン転写用マスターの製造方法は、前記第１磁性体層形成工程において、前記基板上に前記第１の硬磁性材料を成膜した後に、成膜された前記第１の硬磁性材料を部分的に除去することを特徴とする。
本発明の磁気パターン転写方法は、前記磁気パターン転写用マスターを用いた磁気パターン転写方法であって、前記磁気記録媒体であるスレーブの表面の磁化を一様に前記スレーブの法線方向に沿った一方の向きにするスレーブ磁化工程と、マスター初期化磁場を前記磁気パターン転写用マスターの法線方向に印加することにより前記磁気パターン転写用マスターの表面の磁化を一様に前記磁気パターン転写用マスターの法線方向に沿った一方の向きにするマスター磁化工程と、前記スレーブ磁化工程後の前記スレーブの表面に、前記マスター磁化工程後の前記磁気パターン転写用マスターの表面を当接又は近接させ、前記第２の飽和磁界よりも大きく、かつ前記第１の核形成磁界よりも小さく、かつ前記マスター初期化磁場と逆向きのバイアス磁場を前記磁気パターン転写用マスターに印加する転写工程と、を具備することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明は以上のように構成されているので、磁気パターンを磁気記録媒体に転写する際の書き込み効率を十分に高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの構成を示す断面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターにおいて用いられる２種類の磁性体材料の磁気ヒステリシス特性を示す図である。

【図3A】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターにおけるバイアス磁場印加の前後の磁化の状況を示す図（その１）である。

【図3B】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターにおけるバイアス磁場印加の前後の磁化の状況を示す図（その２）である。

【図4A】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターを用いたスレーブへの磁気パターン転写方法（特に転写工程）を示す図（その１）である。

【図4B】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターを用いたスレーブへの磁気パターン転写方法（特に転写工程）を示す図（その２）である。

【図4C】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターを用いたスレーブへの磁気パターン転写方法（特に転写工程）を示す図（その３）である。

【図4D】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターを用いたスレーブへの磁気パターン転写方法（特に転写工程）を示す図（その４）である。

【図5】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターを用いた場合(実施例）と、従来のマスターを用いた場合（比較例）における記録磁場を比較した計算結果である。

【図6A】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの製造方法を示す工程断面図（その１）である。

【図6B】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの製造方法を示す工程断面図（その２）である。

【図6C】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの製造方法を示す工程断面図（その３）である。

【図6D】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの製造方法を示す工程断面図（その４）である。

【図6E】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの製造方法を示す工程断面図（その５）である。

【図6F】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの製造方法を示す工程断面図（その６）である。

【図6G】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの製造方法を示す工程断面図（その７）である。

【図7】本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターの製造方法に用いられる平坦化工程における形態を示す図である。

【図8A】従来の磁気パターン転写方法を実行する際のスレーブの構造を示す図である。

【図8B】従来の磁気パターン転写方法を実行する際の転写される磁気パターンの例を示す図である。

【図8C】従来の磁気パターン転写方法を実行する際の磁気パターン転写用マスターの構造を示す図である。

【図9A】従来の磁気パターン転写用マスターを用いた磁気パターン転写方法を示す図（その１）である。

【図9B】従来の磁気パターン転写用マスターを用いた磁気パターン転写方法を示す図（その２）である。

【図9C】従来の磁気パターン転写用マスターを用いた磁気パターン転写方法を示す図（その３）である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明の実施の形態に係る磁気パターン転写用マスターについて説明する。図１は、この磁気パターン転写用マスター（マスター）２０の断面図であり、これは図９Ａ、図９Ｂにおけるマスター９０を上下反転させた状態に対応する。また、ここでも、マスター２０における図８Ｂ中のＸの範囲に対応する部分、すなわち、記録される磁気パターンが単純なライン＆スペースである箇所が示されている。また、このマスター２０を用いて磁気パターンが転写される磁気記録媒体（スレーブ１０）は、前記のものと同様に、前記の磁気パターンに対応するサーボ信号が書き込まれるハードディスクである。ただし、後述するように、ハードディスク以外であっても磁気パターンが書き込まれるものであればスレーブ１０とすることができ、ここでは、磁気パターンが記録されるものを磁気記録媒体と呼称する。

【0017】

このマスター２０においては、基板２１の上に、第１磁性体層２２、第２磁性体層２３が交互に形成され、第１磁性体層２２の表面、第２磁性体層２３の表面は共通の平面を構成する。また、第１磁性体層２２（第２磁性体層２３）が形成されない領域は第２磁性体層２３（第１磁性体層２２）で充填されているため、マスター２０の表面は平坦とされる。基板２１としては、マスター２０として機能させるだけの十分な面積を確保することができ、第１磁性体層２２、第２磁性体層２３をその上に形成することが可能であり充分な機械的強度を有する非磁性の材料が用いられ、例えばガラス基板が用いられる。

【0018】

第１磁性体層２２は第１の硬磁性材料、第２磁性体層２３は第１の硬磁性材料とは異なる第２の硬磁性材料で構成され、両者の磁気特性は異なる。図２は、これらの磁気ヒステリシス特性（横軸：印加磁場、縦軸：磁化）を示す図である。ここで、第１磁性体層２２の磁気ヒステリシス特性は実線、第２磁性体層２３の磁気ヒステリシス特性は点線で示されている。ここで示されるように、両者の間では特に保磁力が大きく異なり、第１磁性体層２２の保磁力は第２磁性体層２３の保磁力よりも大きく設定される。

【0019】

具体的には、第１の硬磁性材料としては、Ｆｅ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｐｔ合金を用いることができ、第２の硬磁性材料としては、他のＦｅ合金、Ｃｏ合金を用いることができる。これらの合金組成は、上記のような保磁力や飽和磁化等に応じて適宜設定される。

【0020】

図１の状態の法線方向（図１における上下方向）において、第１磁性体層２２、第２磁性体層２３の磁化を共に飽和させる程度の磁場（図２におけるマスター初期化磁場Ｂ２）を印加した場合には、第１磁性体層２２の磁化はＭ２１、第２磁性体層２３の磁化はＭ２２となる。Ｍ２１、Ｍ２２の絶対値は異なっていても、その向きは等しく、図２においては負側となる。この場合におけるマスター２０の磁化の状況は、図３Ａに示される通りとなる。

【0021】

その後に、マスター初期化磁場Ｂ２と逆向きであり、かつ図２に示されるように第２磁性体層２３の磁化は飽和させるが第１磁性体層２２の磁化は飽和させない強度の磁場（バイアス磁場Ｂ３、｜Ｂ２｜＞｜Ｂ３｜）を印加した場合には、第１磁性体層２２の磁化はＭ３１、第２磁性体層２３の磁化はＭ３２となり、図２より、Ｍ３１≒Ｍ２１、Ｍ３２≒−Ｍ２２となる。すなわち、バイアス磁場Ｂ３を印加することによって、図３Ｂに示されるように、第１磁性体層２２の磁化、第２磁性体層２３の磁化を逆向きとすることができる。これにより、図３Ｂに示される記録磁場Ｂ４を生成することができる。

【0022】

図２において、第１磁性体層２２（第１の硬磁性材料）における保磁力、核形成磁界、飽和磁界はそれぞれＨｃ１、Ｈｎ１、Ｈｓ１であり、第２磁性体層２３（第２の硬磁性材料）における保磁力、核形成磁界、飽和磁界はそれぞれＨｃ２、Ｈｎ２、Ｈｓ２である。上記のような作用を奏するようにＢ３（バイアス磁場）を余裕度をもって設定できるためには、第１磁性体層２２の核形成磁界Ｈｎ１、バイアス磁場Ｂ３、第２磁性体層２３の飽和磁界Ｈｓ２の間が十分に離れている（それぞれの磁場強度が異なる）ことが好ましい。このためには、第２の飽和磁界Ｈｓ２、第２の核形成磁界Ｈｎ２は、第１の核形成磁界Ｈｎ１よりも十分に小さいことが好ましい。

【0023】

このマスター２０を用いて磁気記録パターンをスレーブ１０に転写する際の磁気パターン転写方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｄは、この磁気パターン転写方法を示す図である。ここでは、まず図４Ａに示されるように、図９Ａ〜図９Ｃの場合と同様に一様の磁化が付与されたスレーブ１０と、前記のように一様の向きの磁化が付与されたマスター２０が準備される。図４Ａ〜図４Ｄにおいては、マスター２０は図３における場合と上下が逆転して示されている。

【0024】

一様に初期磁化Ｍ０が付与されたスレーブ１０（磁気記録層１２）を得るためには、図８Ａに示されたように、スレーブ１０にスレーブ初期化磁場Ｂ０が印加される（スレーブ磁化工程）。また、図３Ａに示されたような一様の向きに磁化されたマスター２０を得るためには、前記の通り、マスター２０にマスター初期化磁場Ｂ２が印加される。これによって、第１磁性体層２２の磁化をＭ２１、第２磁性体層２３の磁化をＭ２１と同じ向きのＭ２２としたマスター２０が準備される（マスター磁化工程）。なお、便宜上図３Ａ、図４Ａにおいては磁化Ｍ２１、Ｍ２２は同様に示されているが、磁化Ｍ２１、Ｍ２２の絶対値が等しい必要はない。

【0025】

次に、図４Ｂに示されるように、この状態のマスター２０と、スレーブ１０の磁気記録層１２とを密着させる。前記の通り、スレーブ１０、マスター２０の表面は平坦であるため、これらの表面を密着させる、あるいはこれらの表面間の距離を極めて狭くすることができる。この状態で前記のようにマスター２０にバイアス磁場Ｂ３を印加した場合には、図３Ｂに示されるように第１磁性体層２２の磁化は反転せず、第２磁性体層２３の磁化だけが反転するため、図４Ｃに示されるように、前記の記録磁場Ｂ４が生成される（転写工程）。この記録磁場Ｂ４の向きは、スレーブ１０の磁気記録層１２において磁化を反転させるべき反転領域１２Ａにおいては初期磁化Ｍ０と逆向きに、磁化を反転させない非反転領域１２Ｂにおいては初期磁化Ｍ０と同じ向きとなる。

【0026】

このため、バイアス磁場Ｂ３とマスター２０を除去した後は、図４Ｄに示されるように、図９Ｃと同様に、非反転領域１２Ｂにおける磁化を初期磁化Ｍ０とし、反転領域１２Ａにおける磁化をこれと逆向きの書き換え磁化Ｍ１とすることができる。ただし、上記の記録磁場Ｂ４は非反転領域１２Ｂと反転領域１２Ａにおいては逆向きに作用するため、書き込み効率を図９Ｃの場合よりも高めることができる。

【0027】

図５は、このようにスレーブ１０の表面における磁場（記録磁場）の強度分布を図４Ｃ（実施例）、図９Ｂ（比較例）の場合において計算した結果である。ここでは、１組の反転領域１２Ａ、非反転領域１２Ｂが隣接する範囲（幅５０ｎｍ）についての結果が示されており、実施例（図４Ｃ）におけるバイアス磁場Ｂ３、比較例（図９Ｂ）における転写磁場Ｂ１は共に５ｋＯｅとしている。この結果より、幅５０ｎｍの範囲内においても、実施例においては、反転領域１２Ａ、非反転領域１２Ｂにおける記録磁場Ｂ３の差（コントラスト）を高めることができる。これにより、磁気パターンの書き込み効率を高めることができる。

【0028】

次に、上記のマスター２０の製造方法について説明する。図６Ａ〜図６Ｇは、この製造方法を示す工程断面図である。ここでは、まず、図６Ａに示されるように、基板２１の全面に一様に、第１磁性体層２２を構成する第１の硬磁性材料４１を、スパッタリング法等によって成膜する(第１成膜工程)。この際の成膜厚さは、最終的なスレーブ２０（図１等）における第１磁性体層２２厚さに設定され、例えば１０ｎｍとすることができる。その後、図６Ｂに示されるように、フォトレジスト層１００を、電子線リソグラフィを用いて形成する。フォトレジスト層１００の幅、間隔は、それぞれ図１における第１磁性体層２２の幅、第２磁性体層２３の幅に対応し、例えば１０ｎｍ〜１５ｎｍとすることができる。このような幅、間隔のフォトレジスト層１００は、特に電子線リソグラフィによって形成することができる。

【0029】

その後、図６Ｃに示されるように、フォトレジスト層１００をマスクとして第１の硬磁性材料４１のドライエッチングを行った後に、図６Ｄに示されるように、フォトレジスト層１００を除去すれば、パターニングされた第１磁性体層２２が得られる（パターニング工程）。すなわち、第１磁性体層２２を得るための第１磁性体層形成工程として、第１成膜工程（図６Ａ）と、パターニング工程（図６Ｂ，図６Ｃ）が行われる。

【0030】

その後、図６Ｅに示されるように、第２磁性体層２３を構成する第２の硬磁性材料４２を全面に成膜する（第２成膜工程）。この場合の成膜方法は、図６Ａの場合と同様にスパッタリング法等を用いることができ、成膜される厚さは、隣接する第１磁性体層２２の間が十分に充填される程度とする。この場合に形成される構造の表面は第２の硬磁性材料４２で構成され、第１磁性体層２２のある箇所が凸部となり第１磁性体層２２のない箇所が凹部となるような凹凸が形成される。

【0031】

その後に、図６Ｅの状態の表面に対する平坦化処理を行う（平坦化工程）。この平坦化処理は、第１磁性体層２２間の第２の硬磁性材料４２を残存させた状態で第１磁性体層２２上の第２の硬磁性材料４２を除去することにより、第２磁性体層２３を得るために行われる。具体的には、この平坦化処理として、ＣＭＰ（化学機械研磨）を行うことができる。図７は、ＣＭＰを行う際の形態を模式的に示す斜視図である。ここでは、回転する研磨治具１１０の下面に、図６Ｅの状態のウェハ（基板２１）が図６Ｅとは上下反転された形態で装着され、その下側において回転する大きな研磨盤１２０と当接する。この際に、研磨盤１２０には、スラリーが滴下される。研磨盤１２０やスラリーは、第２の硬磁性材料４２に対する研磨速度が高く、第１の硬磁性材料４１（第１磁性体層２２）に対する研磨速度が低くなるように設定される。第１の硬磁性材料４１と第２の硬磁性材料４２とは異なるために、こうした設定を行うことができる。

【0032】

このため、図６Ｆに示されるように、図６Ｅの状態における第２磁性体層２３で構成された表面を平坦化し、最終的に、図６Ｇに示されるように、第１磁性体層２２の表面を露出させると共に、第１磁性体層２２の間に第２磁性体層２３を形成することができる。この際、第１磁性体層２２の表面と第２磁性体層２３の表面が同一の平面を構成する、すなわち、これらで構成された表面が平坦とされたマスター２０が得られる。

【0033】

なお、上記の製造方法においては、初めに第１磁性体層２２が成膜され（第１成膜行程：図６Ａ）、その後に第１磁性体層２２がパターニングされた（パターニング工程：図６Ｂ、図６Ｃ）後で第２磁性体層２３が成膜された（第２成膜工程：図６Ｅ）。しかしながら、第１磁性体層２２（第１の硬磁性材料４１）と第２磁性体層２３（第２の硬磁性材料４２）をこの例と入れ替えて上記の製造方法を同様に行うこともできる。平坦化（図６Ｆ、図６Ｇ）の条件は、これに応じて設定が可能である。この際、第１の硬磁性材料４１、第２の硬磁性材料４２のうち上記のような平坦化処理（図６Ｆ、図６Ｇ）を行うことが容易である一方を後に成膜し（図６Ｅ）、他方を先に成膜しパターニングする(図６Ｃ）ことができる。あるいは、第１の硬磁性材料４１、第２の硬磁性材料４２のうちパターニングする（図６Ｃ）ことが容易となる一方を先に成膜してパターニングし（図６Ａ〜図６Ｃ）、他方をその後で成膜し（図６Ｅ）、平坦化する（図６Ｆ、図６Ｇ）こともできる。すなわち、成膜の順序等は、第１の硬磁性材料４１、第２の硬磁性材料４２の種類に応じて適宜設定が可能である。

【0034】

上記の製造方法においては、図１における第１磁性体層２２、第２磁性体層２３のパターンは、図６Ｂにおけるフォトレジスト層１００で定まる。前記のような幅、間隔１０ｎｍの第１磁性体層２２のパターンは、電子線リソグラフィを用いて容易に実現することができる。その後のリソグラフィは不要である。このため、上記の製造方法によってこのマスター２０を安価に製造することができる。

【0035】

また、図６Ａ〜図６Ｇにおいては、マスター２０の図８Ｂ中のＸの範囲に対応した部分が示されたが、図８Ｂにおけるハッチングされた領域（あるいはハッチングされない領域）を図６Ｂにフォトレジスト層１００のパターンとして形成すれば、図８Ｂのパターン全体に対応したマスター２０を、図６Ａ〜図６Ｇの製造方法によって製造することができる。すなわち、任意の磁気パターンに対応したマスター２０を上記の製造方法によって製造することができる。

【0036】

なお、図６Ｇの状態において、第１磁性体層２２の表面と第２磁性体層２３の表面は同一の平面を構成する、すなわち、これらで構成される表面は完全に平坦であるものとした。実際には、これらで構成される表面を完全に平坦とすることは困難であり、かつ上記の効果を得るためにこの表面が完全に平坦である必要もない。ただし、この表面が平坦に近いことが好ましいことは明らかである。このように要求される平坦度は、最小パターン幅に依存し、最小パターン幅が小さいほど高い平坦度が要求される。ここで、最小パターン幅とは、平面視における第１磁性体層２２のパターン、第２磁性体層２３のパターンのうちで最小の幅を意味する。具体的には、第１磁性体層２２の表面と第２磁性体層２３の表面との高さの差が、この最小パターン幅の１／２未満であればよい。例えば、最小パターン幅が１０ｎｍであれば、この高さの差が５ｎｍ未満であればよい。こうした平坦性は、ＣＭＰによって実現することが可能である。こうした場合においても、図４Ｃの状態が実現できるように、マスター２０とスレーブ１０（磁気記録層１２）とが十分に近接した状態を実現させることができる。また、平坦化のために、ＣＭＰ以外の手法を用いてもよい。

【0037】

なお、上記の例では、マスター２０がスレーブ１０に転写するのはサーボ信号のパターンであるものとしたが、スレーブ（磁気記録媒体）に記録すべき任意のパターンに対して、上記の磁気パターン転写用マスター、磁気パターン転写方法を同様に用いることができることは明らかであり、これによって、このパターン（信号）が転写された磁気記録媒体を安価に得ることができる。更に、予め定められた磁気パターンが用いられる磁気エンコーダ等の製造においても、上記の磁気パターン転写用マスター、磁気パターン転写方法が有効であることが明らかである。すなわち、上記のスレーブ１０として用いられる磁気記録媒体は、ハードディスクとして用いられるものに限定されず、磁気パターンが記録される任意のものをスレーブ１０とすることができる。

【符号の説明】

【0038】

１０ スレーブ（磁気記録媒体）
１１ スレーブ基板
１２ 磁気記録層
１２Ａ 反転領域
１２Ｂ 非反転領域
２０、９０ マスター（磁気パターン転写用マスター）
２１ 基板
２２ 第１磁性体層
２３ 第２磁性体層
４１ 第１の硬磁性材料
４２ 第２の硬磁性材料
９０Ａ 凸部
９０Ｂ 凹部
１００ フォトレジスト層
１１０ 研磨治具
１２０ 研磨盤
Ｂ０ スレーブ初期化磁場
Ｂ１ 転写磁場
Ｂ２ マスター初期化磁場
Ｂ３ バイアス磁場
Ｂ４、Ｂ５ 記録磁場
Ｍ０ 初期磁化
Ｍ１ 書き換え磁化
Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ３１、Ｍ３２ 磁化

【要約】

磁気パターンを磁気記録媒体に転写する際の書き込み効率を十分に高くする。
一様の磁化が付与されたスレーブ（１０）と、一様の向きの磁化が付与されたマスター（２０）が準備される。次に、この状態のマスター（２０）と、スレーブ（１０）の磁気記録層（１２）とを密着させる。この状態で前記のようにマスター（２０）にバイアス磁場（Ｂ３）を印加した場合には、第１磁性体層（２２）の磁化は反転せず、第２磁性体層（２３）の磁化だけが反転するため、図４Ｃに示されるように、記録磁場（Ｂ４）が生成される。このため、バイアス磁場（Ｂ３）とマスター（２０）を除去した後は、非反転領域（１２Ｂ）における磁化を初期磁化（Ｍ０）とし、反転領域（１２Ａ）における磁化をこれと逆向きの書き換え磁化（Ｍ１）とすることができる

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】

【図6E】

【図6F】

【図6G】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図9A】

【図9B】

【図9C】