利用热诱导相位转换的磁介质图案化 临时申请的交叉引用
本申请要求从美国临时专利申请，申请号为60/165284，获得优先权。该专利申请日期为1999年11月12日。这里并入该专利申请的整个公布文件作为参考。
【发明领域】
本发明涉及一种用于图案化磁数据/信息记录、存储、和恢复介质的改进方法以及由此获得的改进磁记录介质。更特别地，本发明涉及一种用于图案化诸如计算机和与计算机相关的应用中使用的硬盘格式中磁介质的改进方法。
【发明背景】
磁介质广泛地用在各种应用领域中，尤其用在计算机工业。并且不断地努力以提高磁介质的面记录密度，即位密度，或每单位面积的位(比特)数。传统磁薄膜介质依据颗粒的磁化方向，通常形成为“垂直的”或“纵向的”介质。在其中，细颗粒多晶磁合金层用作动态记录介质层。在这点上，已发现“垂直的”记录介质优于较普遍的“纵向的”介质，可达到非常高的位密度。然而，当减小颗粒大小以增加记录的位密度时，例如到约20Gb/in2，就遇到由热不稳定性引起地影响，例如“超顺磁性”。对于热不稳定性问题，包括超高密度的磁记录介质所遇到的所谓“超顺磁性”问题，一种建议的解决方案是增加晶态各向异性，和位的垂直度(squareness)，以补偿较小的颗粒尺寸。
然而，一种替代方法是形成“图案化”介质，以形成超高位密度的磁记录介质。类似于用传统多晶薄膜磁介质的情况。依赖磁化方向是平行于还是垂直于介质表面，研制成两种“垂直”和“纵向”类型的磁介质。当按盘片格式制作时，这种“图案化”介质极易适用于传统的硬盘驱动器，与大多数驱动器设计推持相同的功能。这样，硬盘驱动器基的“图案化”介质技术实际上包括一片旋转磁盘片，该磁盘片带有在盘片上飞行的，与盘片间隔很小的浮动磁头，该浮动磁头带有读传感器或一个读/写读头。该读/写磁头磁化和/或检测磁介质上的磁区。
按照第一种方法，如IBM(B.Terris等人，数据存储，1998年8月，pp.21-26)的原子力显微术(AFM)方法中举例的，将灵敏的尖磁头紧贴数据/信息存储介质表面，并进行扫描。该尖磁头固定于可伸缩悬臂的端部。在扫描期间，尖磁头下垂以响应施加在该磁头上的力的变化。施加于磁头上的力可以由各种因素引起，其中包括磁力。到目前为止，实验证明了仅两种类型的AFM驱动器，即，一次写入/只读类型和只读类型。前一类型的AFM驱动器，提供一次写入/只读的能力，是利用加热的AFM磁头通过在衬底表面，例如聚碳酸酯表面，形成浅刻痕或凹点来一次写入。通过AFM磁头扫描这种刻痕表面，并检测由刻痕引起的施加于AFM磁头上的力的变化，读入数据。
后一类型的AFM驱动器只能按只读功能运行，而数据最初是按刻痕(凹点)的格式写入的，依靠电子束在二氧化硅母片表面形成这些刻痕。然后，通过复制将刻痕格式的数据转换移到玻璃衬底上的光敏树脂层，该光敏树脂层由紫外线曝光进行处理，从而形成代表数据的表面形貌。然后，通过AFM磁头扫描检测由刻痕引起的磁头上力的变化，从经处理的光敏树脂表面读入数据。
按照第二种平版印刷方法，如同在半导体集成电路制造中所用的，包括微米型特征的薄膜处理适合于制造高纵横比，单列/位，垂直图案介质。一种特殊方法(M.Todorovic等人，数据存储(Data Storage)，1999年5月，pp17-20)，设计能增强磁矫顽力，并因此增加单列的稳定性。按照该方法，用电镀镍形成列，并用砷化镓(GaAs)和氧化铝(Al2O3)用作列的嵌入介质。制作过程从导电性砷化镓衬底开始，当经过分子束外延(MBE)时，砷化铝(AlAs)和GaAs(砷化镓)连续沉积在衬底上。然后，利用扫描电子束光刻法确定树脂涂层样本上的磁体图案。用合适的溶剂系统，在经过电子束曝光的树脂上显影出该图案。然后，通过用化学辅助的离子蚀刻法(“CAIBE”)，将图案转刻到AlAs/GaAs层上。在图案清晰后，通过湿热氧化法，将AlAs层转变成Al2O3层。这样产生的图案层用作其他蚀刻法的掩膜，用于将凹陷的图案垂直地深刻入GaAs衬底中。然后，用电镀镍填充Al2O3衬底上蚀刻的凹陷。然后，经过抛光除去“蘑菇”状的多余电镀镍，使表面平滑，由此适合于浮动块触点。
这样，制作这种介质的整个处理顺序要求连续的各种技术步骤：(1)分子束外延(MBE)生长和掩膜沉积；(2)电子束光刻；(3)化学辅助离子束蚀刻；(4)湿热氧化；和(5)电镀和抛光，例如，化学机械抛光(“CMP”)。结果是复杂的和耗时的制作过程。而且，图案制作的每种上述方法通常包括处理设备的巨额投资，加之固有的复杂处理，使这些方法变得太昂贵，不能用于大批量制造磁盘介质。
还有另一种制造图案化磁介质的处理过程，该处理过程也利于在磁介质表面形成伺服图案。该处理过程是由D.S.Kuo在共同转让的继续美国专利申请09/130657中揭示，该专利申请日期为1998年8月7日。该处理过程是基于众所周知的磁薄膜特性或现象：随着温度的增加，磁薄膜的磁矫顽力(Hc)减小。这种Hc随温度的增加而减小的特征目前用于在热磁材料中产生磁转换。例如，该热磁材料为稀土过渡金属(“RE-TM”)材料，例如磁光记录装置中使用的铽铁(TbFe)薄膜。这种装置通常用聚焦激光束在RE-TM基介质表面产生“热点”，而同时将一个外部磁场施加到该介质上，以将局部加热区内的局部磁化方向倒转。
基于这种效应或现象，Kuo已经在上述的美国专利申请中提议一种形成图案化磁介质的方法，例如，该图案为磁记录层表面的伺服图案。按照这里公布的处理过程，不是用聚焦激光辐射点加热磁介质，而是将辐射能量(例如来自激光器)的聚焦图案(即图像)投射到磁记录薄膜或磁层的表面，有选择地进行加热，因而降低了在曝光区上磁性预排列薄膜的磁矫顽力Hc。该磁薄膜或磁层已经用初极性的强磁场进行了预排列处理。为了在磁性预排列薄膜或层上产生磁图案，在曝光/加热处理期间，将一个极性相反的弱磁场(从外部能源)施加到薄膜表面，该极性相反的弱磁场的磁场强度处于磁薄膜在室温(即常温时)时，和在有选择地辐射能量曝光时(即热时)所具有的磁矫顽力之间。在图案曝光/选择加热阶段，由于施加了极性相反的磁场，反转了相应于曝光图案的选择加热区磁薄膜或磁层的磁化方向或方位。结果，在磁薄膜或磁层上形成磁图案，在选择曝光部分磁薄膜或磁层的随后冷却时，保留了该图案。
虽然在实验研究中已经证明上述原理或处理的可行性，因为几种原因，获得的高质量磁性转换的图案存在几个问题：
(1)转换锐度(sharpness)和信号强度—利用RE-TM热磁材料和介质，例如TbFe的基本数据记录原理与利用传统磁合金的磁薄膜或磁层的磁记录介质的配合导致了复杂化问题，该传统磁合金包括铁(Fe)，钴(Co)，镍(Ni)，铬(Cr)，铂(Pt)等。即，虽然后面提及的磁材料磁矫顽力Hc随着温度的升高而减少，各向异性常数Ku也随着温度的升高而减少。结果，Hc和Ku随着温度升高而减少的共同影响，在几个方面存在缺点：包括在图案化和非图案化区域间形成宽转换；50％的峰值信号幅度(“PW50”)处的脉冲宽度较宽；和信号强度较低。
(2)图案的均匀性—不同磁化方向区域间的转换图案的形状是由磁薄膜或磁层选择加热区的温度分布决定的，该温度分布由辐射能量(例如激光)加热引起。因为几种因素，温度对沿薄膜表面轮廓的距离在各个区域是不同的。例如，由于激光器的脉冲对脉冲的能量变化，施加于图案各选择区的辐射能量是不同的，这样，即使图像的几何结构在整个薄膜表面是相当均匀的，导致的磁转换图案在大小和形状两方面实际上是不均匀的。另外，因为经曝光的磁合金薄膜或磁层的磁矫顽力Hc在整个磁盘表面的变化约为+/-10％，整个磁层区上图案均匀性和信号强度也必然变化。
(3)动态磁矫顽力—磁开关或转换时间基本上由磁薄膜或磁层所经受热周期(即加热和冷却时间的组合)的冷却间隔的长短决定。为了形成具有尖锐磁转换的磁图案，必需产生所选区域的加热图案，该所选区域在近边缘区具有大温度梯度。为了达该目的，需要一个短的热周期，使温度轮廓扩展(拓宽)缩少到最小。该温度轮廓是由磁薄膜或磁层的热诱导引起的。然而，因为热循环周期的减小，增加了相应于该循环(即开关)时间的磁薄膜或磁层的磁矫顽力，该磁矫顽力称为“动态磁矫顽力”。从而，利用上限怎样快速加热磁薄膜或磁层，不使动态磁矫顽力受明显影响。对于有限加热间隔，相同的上限决定温度对沿薄膜表面轮廓距离的最小的扩展(即加宽)量。
因此，需要一种在磁数据/信息存储和恢复介质，例如硬磁盘上形成磁图案的改进方法，该方法消除了与上述处理过程有关的缺陷和缺点，并且该方法实施的制造费用低于，或至少相等于传统的形成图案化磁介质的制造方法和技术的费用。还需要改进例如磁盘格式的图案化磁介质，该图案化磁介质具有形状均匀的，和界限非常清晰的磁图案，如为薄膜磁介质的伺服图案所应用的。
因此，按照上述处理过程，本发明从事并解伴决随图案化磁介质制造的问题，并且提供快速的，有成本效益的高位密度图案化磁介质制造方法，例如硬磁盘格式。同时，该制造方法实际上与传统的硬盘技术的所有机械和电气完全兼容。另外，通过对传统制造技术和装置的适当改进和/或修改，能够简单并可靠地制造本发明的图案化磁介质。
【发明内容】
本发明的一个优点是一种在磁数据/信息存储和恢复介质上形成磁图案的改进方法。
本发明的另一个优点是一种改进的磁性图案化磁数据/信息存储和恢复介质。
本发明的又一个优点是一种改进的装置，用于在磁数据/信息存储和恢复介质上形成磁图案。
本发明的另外优点，特征，和其他功能将在下面描述中阐明，那些具有普通技术技能的人员将从下列的示例中将会部分明白，并从本发明的实践中懂得这些优点，特征和功能。按附加的权利要求中特别指出的方法，可以实现和获得本发明的这些优点。
按照本发明的一个方面，通过磁数据/信息存储和恢复介质上形成磁图案的方法能部分地获得前述的和其他优点，该方法包括步骤：
(a) 提供含有一个表面的磁记录层的磁介质，该磁记录层包括具有居里温度(Tc)的一种磁性材料，该Tc实质上高于室温；
(b) 将具有第一方向和一定强度的第一均匀磁场施加到磁层，其中，该磁场足够基本上均匀化磁状态；
(c) 将第二方向的第二个均匀磁场施加到该磁层，该方向与第一个磁场相反，其强度也小于第一个磁场强度，当所述磁层处于等于或高于Tc的第一升高温度时，所述第二磁场的所述强度足够改变所述磁层的磁状态，当所述磁层处于是低于Tc的第二较低温度时，所述第二磁场的所述强度不足够改变所述磁层的磁状态；
(d) 当将第二个磁场施加到磁层时，有选择地将至少一个所选部分磁层表面区的温度至少提高到Tc达一段间隔时间，由此，有选择地改变至少一个所选部分磁层的磁化状态；
(e) 在完成步骤(d)后，中断施加于磁层的第二磁场；
(f) 让至少一个所选部分磁层冷却到低于Tc的温度；
按照本发明的实施例，步骤(a)包括提供纵向的或垂直的磁介质，例如含有支撑磁层的圆盘形衬底的盘形介质，其中磁层包括含有金属的磁合金，而磁合金的Tc约为300℃。该金属从一组Fe，Co，Ni，Cr，和Pt中选出；步骤(b)包括通过预排列磁区后，基本上均匀化磁层的磁状态，例如通过直接沿磁层的易磁化轴，施加第一均匀磁场作为直流磁场来执行一次直流擦除。第一磁层的磁场的强度实质上大于室温下磁层的直流磁矫顽力，并且将第一磁场施加于整个磁层表面达一段所需的间隔时间；步骤(c)包括施加第二个均匀磁场，该磁场的方向与第一磁场相反，其强度低于，但接近于第一磁场，当磁层温度接近于Tc时，磁层的磁化强度降低，例如，对于具有恒定垂直度(squareness)值(S)的磁性材料，用下列公式确定其磁化强度：
Hc(dM/dH)Hc-Mr
(dM/dH)Hc-(dM/dH)0
这里，Hc＝磁矫顽力(Oe)；M＝磁化强度(emu/mm3)；Mr＝剩余磁化强度；而下标0＝零施加磁场；步骤(d)包括将磁层表面的多个图案化所选部分的温度至少升到Tc，例如，通过将磁层多个图案部分经辐射能量有选择地曝光，通过为选择曝光的多个图案化部分产生辐射能量图案，通过用光刻技术将聚焦图像投影在磁层表面的选择部分，通过图案孔眼掩膜接触/非接触(接近)成像，或近场成像，其中步骤(d)包括利用一种从光(例如连续的或脉冲激光器)，电子束，和离子束源中选择的辐射能量源，并且进行磁层表面的光栅扫描或区域成像；和步骤(e)包括迅速冷却至少一个所选部分区，该冷却经过从对流，传导和热转换中选出的至少一种处理过程。
按照本发明的另一方面，一种图案化磁介质包括：
(a) 衬底；及
(b) 在该衬底上的一层图案化磁记录层，该图案化磁记录层具有实质上高于室温的居里温度Tc，和包括一表面，该表面含有在该表面上经过下列步骤处理形成的磁图案：
i.将具有第一方向和一定强度的第一均匀磁场施加到磁层的易磁化轴，该强度足以通过磁区的预排列而基本上均匀化磁层的磁状态；
ii.将第二方向的第二均匀磁场施加到磁层，该磁场方向与第一磁场相反，其强度小于所述的第一磁场，当所述磁层处于等于或高于Tc的第一升高温度时，所述第二磁场的强度足够改变所述磁层的排列，当所述磁层处于是低于Tc的第二较低温度时，所述第二磁场的强度不足够改变所述磁层的排列；
iii.当将第二磁场施加到磁层时，有选择地将磁层的多个图案化所选部分的温度至少升高到Tc达一段所需的间隔时间，由此，有选择地改变磁层多个图案化所选部分的磁区的排列；
iv.在完成步骤iii后，中断施加到磁层上的第二磁场；以及
v.将磁层上多个图案化所选部分冷却到低于Tc的温度。
按照本发明实施例，图案化磁介质包括圆盘形衬底和一层纵向或垂直磁记录层，该记录层包括一种从Fe，Co，Ni，Cr，和Pt中选出的元素合金，并具有在约300℃量级上的Tc。
还按照本发明的另一方面，一种形成磁数据/信息存储和恢复介质的系统，该介质含有图案化磁记录层，该系统包括：
将磁场施加到磁记录层的装置，该磁记录层具有远高于室温的居里温度Tc；及
在所述磁层上形成磁图案的装置，该装置能有选择地将磁层的多个所选部分的温度至少升高Tc达一段所需的间隔时间。
按照本发明实施例，将磁场施加到磁记录层的装置包括：施加具有所需方向和一定强度的均匀磁场的装置，当所述磁层处于Tc或高于Tc的第一升高温度时，该强度足够改变所述磁层的磁状态，当所述磁层处于是低于Tc的第二较低温度时，该强度不足够改变所述磁层的磁状态；和形成磁图案的装置，该装置包括一种辐射源，用于有选择地将磁层的所选多个部分升高到等于或高于Tc的温度。
那些技术熟练人员将从下列详述中会明白本发明另外优点和方面，其中示出并介绍了本发明实施例，简单地通过最好方式描述本发明的实现。如将描述的，本发明具有其他的和不同的实施例，并且它的一些详述适合于前述几方面的修改，所有这些并不违背本发明的精神。因此，附图和描述称作为实际的说明，并不作为限制。
附图简述
参考附图一起阅读时，能最好地明白下列的本发明实施例的详细描述，图中的各功能不需按比例绘出，但尽可能最清楚地描述有关的功能，并在图中全部用参考数字指明相同的功能。其中：
图1是一张实现本发明方法的示范装置简化原理表示图；及
图2是一张图1装置磁部件简化的原理平面图。
本发明描述
本发明的主要目的是提供一种简单、方便和可靠的方法。该方法用于在磁记录层表面形成磁图案；该方法还用于制造高面记录密度的数据/信息记录、存储和恢复介质，以与传统盘驱动技术一起工作，它还包括由本发明方法形成伺服图案。本发明极大地依赖于当前在磁介质制造中使用的技术、方法、和装置(或根据本发明修改过的)。本发明的另一个主目的是提供改进的高面记录密度的图案化磁数据/信息记录、存储和恢复介质，例如磁盘，该介质的制造成本与传统磁介质的制造成本相同。
本发明是基于发现一种方法，按照该方法能够制造高图案清晰度的图案化磁介质，并且基本上免除了Kuo的继续美国专利申请09/130657中公布方法中揭示的上述缺陷和缺点。本发明方法能够用于纵向或垂直记录介质，并包括将磁层的选择加热部分图案的温度至少升高到居里温度(Tc)，即在该温度，磁材料经受从铁磁性(即Hc为有限值)到顺磁性(即Hc＝0)的一次相位转换。在这点上，本发明的方法与Kuo基本考虑不同的在于后者相信在单个铁磁性相位内磁矫顽力的减小需要较低的加热温度，而不是较高的加热温度易于利用两个截然不同的磁相位(即铁磁性和顺磁性相位)间的转换。
更具体地，本发明的处理过程依赖于类似Kuo的步骤序列，随同下列考虑，将有效地在磁薄膜的图案化和非图案化区之间实现迅速转换，以导致高图案分辨率：
(1)磁场颗粒或区域的预排列—按照本发明，磁性薄膜或磁层的磁颗粒或磁区的预排列是通过名为“直流擦除”的过程实现的。其中将均匀，高强度的直流磁场沿磁薄膜或磁层易磁化轴施加到磁薄膜或磁层表面。在通常室温(即从约18℃至约28℃)下，该步骤所施加的直流磁场的磁场强度必须远高于磁薄膜或磁层的直流磁矫顽力，以有效地达到磁饱和。施加的磁场强度至少比Hc高20％，并且该磁场强度的范围通常为磁材料磁矫顽力的约4倍到约5倍，例如，该磁材料为从一组Fe，Co，Ni，Cr，和Pt中选出的一种金属磁合金。在使用期间，必需将磁场覆盖在磁层或磁薄膜的整个表面，并且，对于纵向记录的介质，所施加的排列区域的方向必须沿圆周方向。
(2)反转磁场—在执行上述的磁预排列步骤之后，在有效地降低磁薄膜或磁层磁材料的磁化前，产生一个均匀磁场，该磁场的方向或极性与预排列磁场相反(“反相偏置磁场”)，并且该磁场的较低强度设定为低于，但接近于预排列磁场强度。例如，对于具有基本上是恒定垂直度值S和S*(这里S等于剩磁化强度Mr除以饱和磁化强度Ms，而S*等于剩磁矫顽力Hr除以Hc)的磁性材料，能将反向磁场的强度设定为低于，但接近于由下列公式所确定的值：
Hc(dM/dH)Hc-Mr
(dM/dH)Hc-(dM/dH)0
这里，Hc＝磁矫顽力(Oe)；M＝磁化强度(emu/mm3)；Mr＝剩磁化强度；而下标0＝零施加磁场。
在本发明发处理顺序的下一步中，将该反向磁场用于改变磁薄膜或磁层的选择加热部分图案的磁化范围或磁区的排列；
(3)产生磁相位图案—通过有选择地改变其所选部分的磁相位，在磁薄膜或磁层中产生磁图案，由此(形成所希望的图案)依靠从高密度源中吸收辐射能量，快速加热所选择部分，实现从铁磁性相位(有限定的Hc)到顺磁性相位(有等于0的Hc)的转换。该高密度能源例如为激光器，如调制成短脉冲光束的连续波激光器或者脉冲激光器；电了束源；或离子束源。例如，用传统的包含磁合金材料的薄膜磁介质，辐射能量源必须具有足够的能量，以将磁薄膜选择部分从室温(即从约18℃到约25℃)迅速地升高到约300℃的居里温度(Tc)，该磁合金材料包括从Fe，Co，Ni，Cr，和Pt中选出的金属。所选的加热部分图案或通过使用一幅聚焦的投影图像产生，例如用光刻技术，或通过使用接触/非接触(接近)成像或近场技术产生，该技术利用脉冲激光器(例如提供约10ns周期的短波脉冲)作为辐射能量源。无论如何，能够通过表面的光栅型扫描，或者通过磁层的离散表面区的连续成像实现所需图案到磁层表面的转移。当磁层选择部分的温度至少达到特殊磁材料的居里温度(Tc)时，传统铁磁性金属基合金的Tc通常约为300℃，选择部分的磁矫顽力(Hc)变成0，而在那时，磁材料经受从铁磁性到顺磁性的第二次相位转换。结果，在预排列铁磁性薄膜或层的互补较大区域图案内，磁薄膜或磁层的选择部分的加热生成顺磁性薄膜部分或区域的图案。在存在反向偏置的磁场中(上文介绍)，按照所加反向偏置磁场的方向，磁场或磁层的经加热的顺磁性部分的这样生成的图案变成磁方位。反之，未加热部分，磁场或磁层的铁磁性区域未受低强度反向偏置磁场的影响。
(4)通过将磁薄膜或磁层的选择加热部分图案快速冷却到低于Tc的温度，保留这样形成的磁相位转换图案，在那上面，形成磁相位图案的每一选择部分恢复到铁磁性状态。在那时，磁图案包括具有磁化区的磁薄膜或磁层的选择部分，该磁化区具有与周围(即大块)区域相反的磁排列或方向。通常，通过对流和/或传导，将磁薄膜或磁层的选择部分的温度从Tc冷却到室温。然而，通过提供动态的热传递装置，例如散热片或其他冷却装置，能增大冷却速率。
用上述的处理过程，能在纵向和垂直方向磁薄膜表面上形成磁图案。因为由磁相位的转换而不是单个相位内磁矫顽力的不同(即减弱/增强)来确定该转换，该处理过程基本上消除了由伴随的各向异常数Ku的减小而产生的不利影响。结果，按照本发明的方法可产生非常尖锐的转换。并且，因为由居里温度(Tc)等温线而不是整个温度分布确定磁相位转换，，激光脉冲能量/功率稳定性的要求低于基于单个磁相位内磁矫顽力变化(即减小)的处理过程的苛刻要求。
现在参考图1，图中所示的是一张简化原理图，示出按照本发明实施例的示范性透镜投影型磁图案形成系统10。如所述的，系统10包括辐射能量2(例如脉冲激光器)的能源1和一套聚焦装置3(例如透镜)，用于按某一密度提供足够的辐射能量2，以将薄膜磁介质4，例如按磁盘格式的所选表面区域4S的温度快速升高到等于或高于介质的居里温度(Tc)，即，通常对于金属基铁磁性薄膜转换，Tc在至少约300℃的量级上。然后，聚焦的辐射能量2依靠透镜3引导穿过图案掩膜5(按照所需形成的磁图案)，并依靠透镜6照在磁盘4的所选表面区域4S上。掩膜5包括不透明区，该区基本上阻止了从能源1来的辐射能量2(例如激光)的穿过，而掩膜5的透明区允许辐射能量2从这里通过。掩膜5的不透明区和透明区形成所需磁图案的图像，例如格式化图案，该图案经过透镜6投射到磁盘4的所选表面区域4S。
还参考图2的平面图，为了将所需磁图案转移到磁盘表面，在马鞍形电磁铁11的磁极8和9之间的磁盘4表面，建立方向一致(由图1中箭头所指方向)的强磁场7。该电磁铁11由图案控制系统12调节。如上所述，施加在磁盘4表面的方向一致的磁场7的强度足以导致磁薄膜的磁化区域或范围的预排列。磁盘4由马达13带动旋转通过磁场7，这样，其中磁薄膜的每一径向段曝光于磁场7达一间隔时间，足以使每一磁区或磁颗粒按所需的方向排列。在磁盘4曝光于磁场7时，磁盘4可以按连续方式旋转，或磁盘可以按分段方式旋转，直到该表面上所有部分都曝光于磁场7为止。
完成磁盘4的磁区或颗粒的预排列后，图案控制系统12使磁场7的方向反转，并将磁场强度减小到某一程度，当后者升高的温度等于或高于特殊磁薄膜材料的居里温度(Tc)时，该磁场强度足以改变磁区或磁颗粒的排列，但是当后者的温度低于Tc时，就不足以改变磁区或磁颗粒的排列。为了将图案从掩膜5转移到磁盘4所选表面区域4S，图案控制系统12调整磁盘和掩膜，因此，掩膜图案能投影到磁盘的适当区域。然后图案控制系统12激活辐射能量能源1，将图案图像光投影到磁盘4的表面。聚焦后的辐射能量2的强度足以将磁盘上所选表面照射区4S的温度升高到等于或高于磁薄膜的Tc。该聚焦辐射能量由辐射能量源1和聚焦透镜3(和6)结合提供。其中，通过特定辐射源1和它的输出，以及能源1的辐射能量曝光持续时间的选择，调节所选择表面区4S的温度。当所选表面区4S的温度等于或高于Tc时，经辐射能量选择曝光后，由电磁铁11施加于介质表面的低强度，图案化磁场7有选择地重新排列所选表面区4S的磁区或颗粒的方向，该图案化磁场的强度足够重新排列未加热表面区的方向。刚一中断施加于所选表面区4S的辐射能量，就允许将后者冷却到低于Tc，并将磁图案保留在磁盘的磁薄膜层表面。例如，通过传导，对流，它们的组合，或通过动态热交换进行冷却。
在掩膜图案转移到磁盘4的所选的曝光区4S后，图案控制系统12重新定位磁盘，以允许将图案转移到磁盘表面的其他区域。作为选择，可通过马达14重新定位掩膜，将掩膜图案投影到磁盘表面不同的区域。
其中，用于本发明方法的各种实施方案中的掩膜5的类型取决于磁图案功能部件的大小和辐射能量源2的特性。例如，在利用紫外(“UV”)辐射能量源2的系统10中，图案掩膜5可以是紫外透明衬底(例石英)，其图案功能部件以2-4微米厚的摄影乳剂形成，该功能部件可以通过标准的光刻技术用乳剂制成。作为选择，掩膜可以利用覆盖在UV透明衬底上的1000-2000埃厚的铬或铁氧化物涂层。
另外，当本发明试图使用各种各样的辐射能量源2时，例如激光器，脉冲激光器，如紫外(UV)线灯的高密度灯，电子束源和离子束源，用于特定应用中的辐射能量源的选择取决于各种因素，例如取决所需图案的清晰度和避免在磁盘薄膜和任何涂层上有害变化的需要。一般，光源的波长越短，提供的分辨率越高，但是，由此对磁薄膜和/或任何涂层产生损坏的可能性就越大。例如，在汞(Hg)光源可以提供所需图案功能部件的清晰度时，它可能增加对通常施加于盘表面的碳基保护涂层的耐磨程度损害的风险。在这种过程中，一种低能量(即波长较长的)光源，例如工作于绿光区的氩激光器，可能更为合适。
此外，在本发明方法的其他实施例中，可以使用接触图案配置，而不是所述的投影型配置。在这种接触图案配置中，图案掩膜5可以直接与磁盘4表面接触，因此，不需光投影系统，就允许图案图像转移到所选表面区4S。在又一其他实施例中，在图案化处理期间，磁盘和掩膜均可同时旋转；在再一其他实施例中，可用直接可控辐射能量源，例如调制激光器，代替辐射源2，图案掩膜5，和透镜3和6。
这样，本发明的方法易于快速，方便，及工艺简单地制作高质量，高清晰，图案化磁介质，其产品生产力与所要求的低成本自动生产磁介质的生产力相一致。而且，本发明不限于用在形成任何特定类型的磁图案或排列；而是，所有式样的磁图案或排列的形成均在本发明范围内。
在前面的介绍中，为了能更好地理解本发明，描述了许多特殊的细节，例强特殊材料，结构，处理过程，装置等等。然而，不需要采取专门详述，也能够实现本发明。在其他例子中，没有详细描述众所周知的处理技术，以免使本发明模糊不清。
在本公布中只示出和描述本发明的较佳实施例和几个多功能性的例子。应当明白，本发明具有用于各种其他组合和环境的能力，并容许在这里描述的本发明内容的范围内进行改动和/或修改。