垂直磁记录介质的制作方法_2

文档序号:8362646阅读:来源:国知局
界层能够具有至少Inm的厚度。
[0047]如果晶粒边界层的厚度比Inm薄,则具有形成于非磁性颗粒基底层上的中间层无法分离、互相相邻的中间层的晶粒耦合且中间层的粒径分散恶化的倾向。另外,晶粒边界层能够设为小于等于10nm。如果大于lOnm,则具有中间层也从非磁性颗粒基底层的平坦的氧化物表面开始结晶生长的倾向。
[0048]关于自组装材料
[0049]作为形成非磁性颗粒基底层的图案的材料,能够使用通过退火处理而表现出微相分离构造的嵌段共聚物等。
[0050]表现出微相分离构造的嵌段共聚物能够使用二嵌段共聚物。
[0051]作为表现出微相分离构造的二嵌段共聚物,可列举例如聚丁二烯-嵌段-聚二甲基硅氧烷、聚丁二烯-嵌段-聚4乙烯基吡啶、聚丁二烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚丁二烯-嵌段-聚_t-甲基丙烯酸丁酯、聚丁二烯-嵌段-聚_t-丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚氧化乙烯、聚丁二烯-嵌段-聚丙烯酸钠、聚丁二烯-嵌段-聚氧化乙烯、聚乙烯-聚氧化乙烯、聚-t-甲基丙烯酸丁酯-嵌段-聚4乙烯基吡啶、聚乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚_t-甲基丙烯酸丁酯-嵌段-聚2乙烯基吡啶、聚乙烯-嵌段-聚2乙烯基卩比唆、聚乙烯-嵌段-聚4乙烯基卩比唳、聚异戍二烯-嵌段-聚2乙烯基卩比唆、聚t-甲基丙烯酸丁酯-嵌段-聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯-嵌段-聚苯乙烯、聚丁二烯-嵌段-聚苯乙烯、聚异戊二烯-嵌段-聚苯乙烯、聚苯乙烯聚-嵌段-聚2乙烯基吡啶、聚苯乙烯-嵌段-聚4乙烯基吡啶、聚苯乙烯-嵌段-聚二甲基硅氧烷、聚苯乙烯-嵌段-聚-N,N- 二甲基丙烯酰胺、聚苯乙烯-嵌段-聚氧化乙烯、聚苯乙烯-嵌段-聚倍半硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚倍半硅氧烷、聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚_t-甲基丙烯酸丁酯-嵌段-聚氧化乙烯、聚苯乙烯-嵌段-聚丙烯酸等。
[0052]特别是,聚苯乙烯-嵌段-聚氧化乙烯、聚乙烯-嵌段-聚氧化乙烯、聚丁二烯-嵌段-聚氧化乙烯、聚t_甲基丙烯酸丁酯-嵌段-聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚氧化乙烯具有极性较高的聚氧化乙烯,与氢倍半硅氧烷和/或SOG (SPIN ON GLASS)等有机玻璃和/或无机玻璃、金属盐等具有极性的无机材料的相性良好。
[0053]从自组装材料向氧化物层的复制图案
[0054]作为构成非磁性颗粒基底层的晶粒边界层的氧化物图案层的制作方法,有如下两种方法,其一是以自组装材料等为掩模而对氧化物层进行蚀刻的方法,其二是通过使混入有用于形成氧化物的材料的自组装材料达到等于等于300°C的高温,从而使有机成分升华且使无机成分剩余,并且使无机成分交联反应、制造氧化物图案的烧成方法。
[0055]在通过蚀刻向氧化物层复制图案的方法中,对于氧化物层的材料没有特别限定。另外,形成图案的材料,除了上述列举的二嵌段共聚物之外,还能够通过细微粒和/或膜内漾印(imprint)而使用掩模。
[0056]作为制作1nm前后的氧化物图案层的方法,能够抑制由蚀刻引起的图案形状的变化的烧成法更优异。另外,在通过烧成形成氧化物图案层的情况下,通过以大于等于后述的回流工序温度的温度进行烧成,能够抑制在回流中产生的杂质的影响。
[0057]在通过烧成形成氧化物图案层的情况下,自组装材料能够利用聚苯乙烯-嵌段-聚氧化乙烯、聚乙烯-嵌段-聚氧化乙烯、聚丁二烯-嵌段-聚氧化乙烯、聚t_甲基丙烯酸丁酯-嵌段-聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯-嵌段-聚氧化乙烯等、具有聚氧化乙烯的二嵌段共聚物。另外,上述二嵌段共聚物为一例,只要是具有聚氧化乙烯那样的极性较高的高分子的共聚物,就能够得到同样的效果,并不限定于二嵌段共聚物,也能够使用三嵌段共聚物。
[0058]作为通过烧成制作的氧化物层的材料,只要是Si和/或Al、Mg、Cr、T1、Mn等的氧化物即可,优选为极性高且通过氢键与聚氧化乙烯耦合的有机金属。具体地说,在是Si的情况下,能够使用氢倍半娃氧烧(hydrogen-silsesqu1xane)和/或SOG等,在是Al的情况下,能够使用双(2-甲氧乙氧基)招氢化钠(Sodium bis (2-methoxyethoxy) aluminumhydride, NaAlH2 (0C2H40CH3) 2)等,此外在是Mg和/或Cr、T1、Mn等的情况下,能够使用含这些金属的络合物。
[0059]金属膜回流工序
[0060]作为非磁性颗粒基底层的金属微粒而使用的金属,能够选择表面自由能高且在氧化物上岛状生长的材料。
[0061]作为这样的金属,可列举例如Al、Cu、Ag、Au以及Pt。这些金属的表面能高,与制膜方法无关,容易在氧化物层上岛状生长并具有fee构造,能最小面(111)面容易通过加热而形成于表面。从与形成于基底层即非磁性颗粒基底层上的中间层的结晶生长的观点出发,能够作为形成磁性颗粒层的金属层而使用。Al、Ag、Au的融点低,所以对制造工艺的适应性高,更良好。
[0062]作为形成非磁性颗粒基底层的金属层的方法,能够通过在氧化物图案层上形成Inm到5nm膜厚的上述金属层、然后在真空中加热,从而将金属埋入凹陷内,制作出该金属层。此时,加热温度与使用的金属的融点有关系,上述金属中对于融点较低的Al以400°C左右的温度、对于Ag和/或Au以500°C左右的温度、对于Cu以700°C左右的温度、对于Pt以800°C左右的温度来加热,由此能够将金属充填于由氧化物形成的凹陷图案内。
[0063]制膜的膜厚与由氧化物形成的凹陷图案层的图案间距有关系,在间距为1nm左右的情况下需要制造约Inm的膜厚然后加热,在间距为30nm左右的情况下,能够通过在制造3nm左右的金属层后进行加热从而在孔图案内形成金属层。如果间距为30nm的氧化物凹陷图案层上制造Inm的金属层然后加热,则金属层仅凝集于孔图案的边缘。在金属层比图案的尺寸小的情况下,能够通过追加制造所需要的膜厚并加热,由此补充凹陷图案不足的区域。另一方面,如果图案间距为1nm左右的氧化物基底层上制造3nm左右的金属层然后加热,则与基底的图案无关地形成有间距为20nm到30nm的凝集了的岛状金属部。在凹陷图案的间距较宽且制膜的膜厚较厚的情况下,如果一次制造出较厚的膜厚并进行加热,则与氧化物的凹陷图案无关地通过凝集而形成图案。在该情况下,能够通过减薄制膜的膜厚并数次进行制膜.加热的工序从而解决凝集的问题。另外,成膜的膜厚的良好的值也根据孔图案的图案纵横比而变化,所以能够与基底层的孔图案形状相匹配地适宜变更制膜的金属的膜厚。
[0064]关于回流后的凹凸高度与角度
[0065]在回流后形成的金属部的凹凸高度根据基底层的孔图案尺寸和/或制膜的膜厚、材料而变化。作为为了回流所需要的条件,制膜于无图案的氧化物上的金属与氧化物表面所成的角必须小于等于85°。在比85°大的情况下,与被埋入孔图案内相比较、在基板上较大地凝集就更稳定,即使在减薄了膜厚的情况下,也形成有凝集了的图案,不会发生由于加热而填埋了孔图案的回流现象。
[0066]因此,作为回流后的凹凸高度,仅能形成为孔图案的半径左右的凹凸,在孔图案的直径为1nm的情况下,凹凸高度最大也就是5nm左右,在孔直径为5nm的情况下,凹凸高度最大为2nm左右。
[0067]另外,凹凸高度也根据埋入的材料而变化,在凹凸与氧化物层所成的角较小的情况下,凹凸高度进一步更小。但是,通过回流形成的非磁性颗粒基底层,需要具有控制制造于其上的中间层的作用,所以凹凸优选为Inm左右。
[0068]凹凸高度也根据金属层的制膜的膜厚而变化。在合计制造出大于等于足够将孔图案埋没的膜厚的膜厚的情况下,金属从孔图案溢出,其结果,形成有大于等于孔图案直径的尺寸的图案,能够将凹凸高度设为大于等于孔图案半径。但是,在该方法中,具有将邻接图案间分离开的绝缘层的区域减少的问题。
[0069]在实施方式中,作为基板能够使用玻璃基板、Al系合金基板、陶瓷、具有碳和/或氧化表面的Si单晶基板等。特别是,特别适于使用在加热温度大于等于400°C时不会产生变形、变质等的玻璃基板、陶瓷、Si单晶基板等。
[0070]另外,作为在实施方式中使用的颗粒膜型垂直磁记录层的磁性晶粒材料,优选实质上按(0001)面取向且含有Co以及Pt的hep构造的合金材料。如果hep构造的Co合金晶粒按(0001)面取向,贝U易磁化轴在相对于基板面垂直的方向上取向,并具有表现出垂直磁各向异性的倾向。进而,能够使用例如Co-Pt以及Co-Pt-Cr系的合金材料。这些合金具有较高的磁晶各向异性能量,所以热波动耐性较高。在这些合金材料中,出于改善磁特性的目的,能够根据需要添加Ta和/或Cu,B, Nd等添加元素。
[0071]另外,作为颗粒膜型记录层的非磁性晶粒边界区域材料,优选使用S1、Cr、Ti等氧化物。这些氧化物几乎不与上述的Co-Pt合金固溶,所以容易在磁性晶粒间的结晶晶粒边界析出,能够比较容易地得到颗粒构造。构成晶粒边界区域的材料可以是结晶的,也可以是
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