JP5293128B2 - Nanostructure manufacturing method and magnetic storage medium manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本件は、ナノサイズの構造体を製造するナノ構造体製造方法、そのようなナノ構造体製造方法で製造されたナノ構造体、そのようなナノ構造体製造方法で製造された磁性ナノ構造体、そのようなナノ構造体製造方法で製造されたナノサイズの磁性材料の構造体を利用した磁気記憶媒体を製造する磁気記憶媒体製造方法、そのような磁気記憶媒体製造方法で製造された磁気記憶媒体、そのような磁気記憶媒体が搭載された情報記憶装置に関する。 The present invention relates to a nanostructure manufacturing method for manufacturing a nanosized structure, a nanostructure manufactured by such a nanostructure manufacturing method, a magnetic nanostructure manufactured by such a nanostructure manufacturing method, Magnetic storage medium manufacturing method for manufacturing magnetic storage medium using structure of nano-sized magnetic material manufactured by such nanostructure manufacturing method, magnetic storage medium manufactured by such magnetic storage medium manufacturing method The present invention relates to an information storage device on which such a magnetic storage medium is mounted.
ハードディスクドライブ(HDD)は、データの高速アクセス及び高速転送が可能な大容量記憶装置として、情報記憶装置の主流になっている。このHDDについては、これまでも高い年率で面記録密度が高まっており、現在でもさらなる記録密度向上が求められている。 Hard disk drives (HDD) have become the mainstream of information storage devices as mass storage devices capable of high-speed data access and high-speed transfer. With respect to this HDD, the surface recording density has been increasing at a high annual rate so far, and further improvement in recording density is still required.
近年、このようなHDDに搭載される次世代の磁気記憶媒体として、高い記録密度と安定的な情報記録や情報再生が期待される、例えばFePt等の磁性材料で形成されたナノサイズの磁性粒子が基板上に配列された構造を有する磁気記憶媒体が研究されている。 In recent years, nano-sized magnetic particles formed of magnetic materials such as FePt, which are expected to have high recording density and stable information recording and information reproduction as next-generation magnetic storage media mounted on such HDDs in recent years Magnetic storage media having a structure in which are arranged on a substrate have been studied.
ここで、一般的な磁気記憶媒体としては、基板上に磁性材料で連続的に形成された記録層を有するいわゆる連続媒体や、基板上に磁性材料で連続的に形成された複数のトラックを有し、各トラック間が非磁性材料で分離されたいわゆるディスクリートメディアや、各々が磁性材料で形成され情報の最小単位が記録される複数のビットが等間隔で並べられたいわゆるビットパターンドメディア等が知られている。ここで、上記の次世代の磁気記憶媒体の構造は、これら連続媒体やディスクリートメディアやビットパターンドメディアのいずれにも応用することができる。 Here, as a general magnetic storage medium, there is a so-called continuous medium having a recording layer continuously formed of a magnetic material on a substrate, or a plurality of tracks continuously formed of a magnetic material on a substrate. In addition, there are so-called discrete media in which each track is separated by a non-magnetic material, and so-called bit patterned media in which a plurality of bits each of which is formed of a magnetic material and records a minimum unit of information are arranged at equal intervals. Are known. Here, the structure of the above-mentioned next-generation magnetic storage medium can be applied to any of these continuous media, discrete media, and bit patterned media.
例えば、連続媒体への応用では、上記のような磁性粒子を基板上に稠密構造で配列することで、連続媒体における記録層が得られることとなる。また、ディスクリートメディアへの応用では、上記のような磁性粒子をトラックとなるべき箇所のみに稠密構造で配列することで、ディスクリートメディアにおける複数のトラックが得られることとなる。さらに、ビットパターンドメディアへの応用では、上記のような各磁性粒子が、情報の最小単位が記録されるビットとして利用されることとなる。 For example, in application to a continuous medium, a recording layer in a continuous medium can be obtained by arranging the above magnetic particles in a dense structure on a substrate. Also, in the application to discrete media, a plurality of tracks on the discrete media can be obtained by arranging the magnetic particles as described above in a dense structure only at the locations to be tracks. Furthermore, in application to bit patterned media, each magnetic particle as described above is used as a bit in which a minimum unit of information is recorded.
このような次世代の磁気記憶媒体の構造が実現されれば、個々の磁性粒子がナノサイズであって非常に微小であることや、磁性粒子が基板上に整然と配列されていること等から、磁気記憶媒体への熱揺らぎに対する高い耐性の付与や、情報記録や情報再生の際の媒体ノイズの低減が実現され、延いては、高い記録密度や安定的な情報記録および情報再生が実現されることとなる。 If such a next-generation magnetic storage medium structure is realized, the individual magnetic particles are nano-sized and very small, and the magnetic particles are regularly arranged on the substrate. High resistance to thermal fluctuations on magnetic storage media and reduction of medium noise during information recording and information reproduction are realized, and consequently high recording density and stable information recording and information reproduction are realized. It will be.
ここで、従来、このようなナノサイズの磁性粒子の多くは、化学合成等によって製造され、ほとんどの場合、粒子形状が球形となっている。 Here, conventionally, many of such nano-sized magnetic particles are produced by chemical synthesis or the like, and in most cases, the particle shape is spherical.
一般的に、磁気記憶媒体では、情報が磁化の向きとして記録される記録層の全体に亘って、磁化容易軸が、例えば媒体表面に対して垂直な方向や媒体表面と平行な方向等に揃っている必要がある。ところが、球形の磁性粒子を、各磁性粒子が有する磁化容易軸を一方向に揃えて基板上に配列することは非常に困難である。このように、現状で得られるナノサイズの磁性粒子の多くが球形であることが、このような磁性粒子の配列による磁気記憶媒体の実現を阻害する大きな要因となっている。例えば円板形状の粒子等であれば、基板上に、円板の厚み方向が基板表面に対して垂直となるように配列することは比較的に容易である。このため、円板形状等といった所望の形状でナノサイズの磁性粒子を製造できる製造方法が望まれている。 In general, in a magnetic storage medium, the easy axis of magnetization is aligned in, for example, a direction perpendicular to the medium surface or a direction parallel to the medium surface over the entire recording layer in which information is recorded as the magnetization direction. Need to be. However, it is very difficult to arrange spherical magnetic particles on a substrate with the easy magnetization axes of the magnetic particles aligned in one direction. Thus, the fact that many of the nano-sized magnetic particles obtained at present are spherical, is a major factor that hinders the realization of a magnetic storage medium by such an array of magnetic particles. For example, in the case of a disk-shaped particle or the like, it is relatively easy to arrange on the substrate so that the thickness direction of the disk is perpendicular to the substrate surface. For this reason, a manufacturing method capable of manufacturing nano-sized magnetic particles in a desired shape such as a disk shape is desired.
また、上記のビットパターンドメディアへの応用では、各ビットの形状が球形であると仮定したときの各ビットの大きさは、各ビットに対して情報記録や情報再生を行うヘッドの大きさに応じて、直径が数10nm台であることが好ましい。しかし、上記の化学合成等によるナノサイズの磁性粒子の製造方法では、10nmを超えたサイズの粒子を製造することは容易ではなく、ナノサイズの磁性粒子について、所望の形状だけでなく、所望のサイズでの製造が可能な磁性粒子の製造方法が望まれている。 In addition, in the above-described application to bit patterned media, the size of each bit when the shape of each bit is assumed to be spherical is the size of the head that performs information recording and information reproduction for each bit. Accordingly, the diameter is preferably on the order of several tens of nm. However, in the method for producing nano-sized magnetic particles by the above-described chemical synthesis or the like, it is not easy to produce particles having a size exceeding 10 nm, and the nano-sized magnetic particles have not only a desired shape but also a desired shape. There is a demand for a method of manufacturing magnetic particles that can be manufactured in size.
磁気記録媒体における磁性粒子の磁気特性は、熱安定性を維持するために、微細であるほど結晶磁気異方性が大きい必要がある。しかしながら磁化反転に必要な磁界強度も増大し、記録密度とともに微細化する磁気ヘッドでの記録が困難になる。そこで近年の磁気記録連続媒体では熱安定性を維持する磁性層と記録を容易にする磁性層を組み合わせた複合材料で所望の特性を達する試みがされている。例えば、Graded媒体やECC媒体はその一例であり、結晶磁気異方性の高い層と低い層を適度な交換結合力で結合し組み合わせることが提案されている。このような構造は、磁性粒子の内部で達成する必要があるが、従来の粒子形成方法では、粒子の形成後に表面を化学的に改質したり、層を形成するなど、内核と外殻で材料を変化させる方法がとられてきた。このような方法では形状に対し特定の方向に結晶や磁化容易軸を向けることは困難であり、新しい方法が求められている。 The magnetic properties of magnetic particles in a magnetic recording medium need to have greater magnetocrystalline anisotropy as they become finer in order to maintain thermal stability. However, the magnetic field intensity required for magnetization reversal also increases, making it difficult to record with a magnetic head that is miniaturized with the recording density. Therefore, in recent magnetic recording continuous media, attempts have been made to achieve desired characteristics with a composite material in which a magnetic layer that maintains thermal stability and a magnetic layer that facilitates recording are combined. For example, a graded medium and an ECC medium are examples thereof, and it has been proposed to combine and combine a layer having a high magnetocrystalline anisotropy and a layer having a low magnetocrystalline anisotropy with an appropriate exchange coupling force. Such a structure needs to be achieved inside the magnetic particle, but in the conventional particle forming method, the surface is chemically modified after the particle is formed, or a layer is formed. Methods have been taken to change the material. With such a method, it is difficult to direct the crystal or the easy magnetization axis in a specific direction with respect to the shape, and a new method is required.
ここで、リソグラフィ法により形成されたナノサイズの鋳型を使って、ナノサイズの粒子を所望の形状やサイズで製造する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。この技術によれば、リソグラフィ法により所望の形状やサイズの鋳型を形成することができるので、そのような所望の形状やサイズの粒子を得ることができる。しかしながら、上記の特許文献1に記載の技術は、ナノサイズの鋳型上に、金属酸化物等の膜を化学的に形成し、その後に鋳型を除去することでナノサイズの粒子を得るというものであり、この技術を使って、例えば、多層膜構造におけるエピタキシャル成長を利用した結晶構造等による磁気異方性を有した磁性粒子を製造すること等は不可能である。 Here, a technique for producing nano-sized particles with a desired shape and size using a nano-sized template formed by lithography has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to this technique, since a template having a desired shape and size can be formed by a lithography method, particles having such a desired shape and size can be obtained. However, the technique described in Patent Document 1 described above is to form a film of metal oxide or the like on a nano-sized template, and then remove the template to obtain nano-sized particles. With this technique, it is impossible to produce magnetic particles having magnetic anisotropy due to, for example, a crystal structure using epitaxial growth in a multilayer structure.
現状において実現可能なナノサイズの構造を有する磁気記憶媒体としては、上記のようにナノサイズの磁性粒子を基板上に配列したものではなく、例えば陽極酸化法等によって基板表面にナノサイズの穴の配列を形成し、各穴の中にメッキ法等によって磁性材料を充填して形成される磁気記憶媒体等が挙げられる。
しかしながら、ハードディスク装置に搭載される磁気ディスクの表面全体等といった広範な範囲に亘って、大きさの揃った均一なナノサイズの穴を陽極酸化法等で設け、FePtなど任意の合金材料結晶を均一にエピタキシャル成長させて媒体を作成する技術は確立していない。また、このようなナノサイズの穴を精度良く形成する方法としては電子線描画等が挙げられるが、電子線描画で上記のような広範な範囲に亘ってナノサイズの穴を形成すると時間がかかり過ぎてしまう。 However, uniform nano-sized holes of uniform size are provided by anodic oxidation over a wide range such as the entire surface of the magnetic disk mounted on the hard disk device, and any alloy material crystal such as FePt is uniform. No technology has been established for producing a medium by epitaxial growth. In addition, as a method of forming such nano-sized holes with high accuracy, electron beam drawing or the like can be mentioned. However, it takes time to form nano-sized holes over a wide range as described above by electron beam drawing. It will pass.
結局、ナノサイズの構造を有する磁気記憶媒体としては、ナノサイズの磁性粒子を基板上に配列したものが好ましいが、このような磁気記憶媒体に適した形状やサイズでナノサイズの磁性粒子を製造することができる現実的な方法が無いことが、このような磁気記憶媒体の実現上のネックとなっている。 In the end, a magnetic storage medium having a nano-sized structure is preferably a nano-sized magnetic particle arrayed on a substrate. However, a nano-sized magnetic particle having a shape and size suitable for such a magnetic storage medium is manufactured. The lack of a realistic method that can do this is a bottleneck in the realization of such a magnetic storage medium.
本件は、上記事情に鑑み、ナノサイズの磁性粒子を所望の形状やサイズで製造することができるナノ構造体製造方法、そのようなナノ構造体製造方法で製造されたナノ構造体、そのようなナノ構造体製造方法で製造された磁性ナノ構造体、そのようなナノ構造体製造方法を利用して磁気記憶媒体を製造する磁気記憶媒体製造方法、そのような磁気記憶媒体製造方法で製造された磁気記憶媒体、および、そのような磁気記憶媒体を搭載した情報記憶装置を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present case is a nanostructure manufacturing method capable of manufacturing nanosized magnetic particles in a desired shape and size, a nanostructure manufactured by such a nanostructure manufacturing method, such a Magnetic nanostructure manufactured by nanostructure manufacturing method, magnetic storage medium manufacturing method for manufacturing magnetic storage medium using such nanostructure manufacturing method, manufactured by such magnetic storage medium manufacturing method It is an object of the present invention to provide a magnetic storage medium and an information storage device equipped with such a magnetic storage medium.
上記目的を達成するナノ構造体製造方法の基本形態は、
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成する型作成過程と、
上記型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性がその材料よりも高い耐性材料の粒子を上記型に向かって飛ばして、その耐性材料をその型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させる堆積過程と、
凹部内に上記耐性材料が堆積された型を上記除去処理によって除去する型除去過程とを有したことを特徴とする。
The basic form of the nanostructure manufacturing method that achieves the above object is as follows.
A mold creation process for creating a mold having nano-sized irregularities with a predetermined material,
The particles of the resistant material having higher resistance to the removal process for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the resistant material is deposited on the convex portion and / or in the concave portion of the mold. The deposition process,
And a mold removing process for removing the mold in which the resistant material is deposited in the recess by the removing process.
ここで、上記にいう堆積過程は、分子線エピタキシー(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法やスパッタ法等の材料堆積技術を使って材料の粒子を飛ばして型上に材料を堆積させる技術のことを意味する。 Here, the above-described deposition process means a technique for depositing a material on a mold by using a material deposition technique such as a molecular beam epitaxy (MBE) method or a sputtering method. To do.
このナノ構造体製造方法の基本形態によれば、ナノサイズの凹部を有する型を使って、その型の凹部の形状やサイズに応じた形状やサイズを有する構造体が製造される。このため、その型における凹部の形状やサイズを、所望の形状やサイズに形成することで、ナノサイズの構造体として、所望の形状やサイズの粒子等を得ることができる。また、このナノ構造体製造方法の基本形態によれば、上記の型上への材料の堆積が、例えばMBE法やスパッタ法等の材料堆積技術を使って行われる。これらの技術によれば、上記材料として磁性材料を用い、その磁性材料を均一にエピタキシャル成長させて上記型上に所望の結晶構造で堆積させることで、所望の方向に磁化容易軸を有する等といった望ましい磁気特性を持った堆積層を形成させることができる。そして、その堆積層のうち、上記凹部内に堆積した部分を取り出すことで、そのような望ましい磁気特性を持ったナノサイズの磁性粒子を得ることができる。つまり、このナノ構造体製造方法の基本形態によれば、ナノサイズの磁性粒子を所望の形状やサイズで製造することができ、さらに、その磁性粒子に所望の磁気特性を持たせることもできる。 According to the basic form of this nanostructure manufacturing method, a structure having a shape and a size corresponding to the shape and size of the recess of the mold is manufactured using a mold having a nanosize recess. For this reason, the particle | grains of a desired shape and size can be obtained as a nanosize structure by forming the shape and size of the recessed part in the type | mold into a desired shape and size. Further, according to the basic form of this nanostructure manufacturing method, the material is deposited on the mold using a material deposition technique such as MBE or sputtering. According to these techniques, a magnetic material is used as the material, and the magnetic material is uniformly epitaxially grown and deposited with a desired crystal structure on the mold, so that it has an easy axis of magnetization in a desired direction. A deposited layer having magnetic properties can be formed. And the nano-sized magnetic particle which has such a desirable magnetic characteristic can be obtained by taking out the part accumulated in the said recessed part among the deposition layers. That is, according to the basic form of this nanostructure manufacturing method, nanosized magnetic particles can be manufactured in a desired shape and size, and furthermore, the magnetic particles can have desired magnetic properties.
また、上記目的を達成するナノ構造体の基本形態は、
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成し、その型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性がその材料よりも高い耐性材料の粒子をその型に向かって飛ばして、その耐性材料をその型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させ、その凸部上及び/又はその凹部内に上記耐性材料が堆積された型を上記除去処理によって除去し、その除去処理の後に残った、上記凸部上又は上記凹部内に堆積した上記耐性材料からなることを特徴とする。
In addition, the basic form of the nanostructure that achieves the above object is as follows:
A mold having nano-sized irregularities is made of a predetermined material, and particles of a resistant material having higher resistance to the removal treatment that removes the material constituting the mold are blown toward the mold, and the resistant material is removed. Depositing on the convex part and / or in the concave part of the mold, removing the mold on which the resistant material is deposited on the convex part and / or in the concave part by the removing process, and remaining after the removing process; It consists of the said resistant material deposited on the said convex part or in the said recessed part.
また、上記目的を達成する磁性ナノ構造体の基本形態は、
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成し、その型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性がその材料よりも高い磁性材料の粒子をその型に向かって飛ばして、その磁性材料をその型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させ、その凸部上及び/又はその凹部内に上記磁性材料が堆積された型を上記除去処理によって除去し、その除去処理の後に残った、上記凸部上又は上記凹部内に堆積した上記磁性材料からなることを特徴とする。
In addition, the basic form of the magnetic nanostructure that achieves the above object is as follows:
Create a mold with nano-sized irregularities with a predetermined material, and blow particles of magnetic material having higher resistance to the removal treatment that removes the material constituting the mold toward the mold, Depositing on the convex part and / or in the concave part of the mold, removing the mold on which the magnetic material is deposited on the convex part and / or in the concave part by the removing process, and remaining after the removing process; It consists of the said magnetic material deposited on the said convex part or in the said recessed part.
これらの基本形態によれば、ナノ構造体や磁性ナノ構造体について所望の形状やサイズや磁気特性を容易に実現することができる。 According to these basic forms, it is possible to easily realize a desired shape, size, and magnetic characteristics of the nanostructure and the magnetic nanostructure.
また、上記目的を達成する磁気記憶媒体製造方法の基本形態は、
ナノサイズの凹部を有する型を所定材料で作成する型作成過程と、
上記型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性がその材料よりも高い磁性材料の粒子を上記型に向かって飛ばして、その磁性材料をその型の凹部内に堆積させる堆積過程と、
凹部内に上記磁性材料が堆積された型を上記除去処理によって除去する型除去過程と、
上記型除去処理の後に残った、上記凹部内に堆積した上記磁性材料からなる構造体を、所定基板上に配列する配列過程とを有したことを特徴とする。
In addition, the basic form of the magnetic storage medium manufacturing method that achieves the above object is as follows:
A mold making process for creating a mold having a nano-sized recess with a predetermined material;
A deposition process in which particles of a magnetic material having higher resistance to the removal treatment for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the magnetic material is deposited in the recess of the mold;
A mold removal process for removing the mold in which the magnetic material is deposited in the recess by the removal process;
And an arrangement process in which the structure made of the magnetic material deposited in the recess and remaining after the mold removal process is arranged on a predetermined substrate.
この磁気記憶媒体製造方法の基本形態によれば、ナノサイズの磁性粒子を所望の形状やサイズで製造することができる上述のナノ構造体製造方法によって、磁性材料からなるナノサイズの構造体が得られる。このため、ナノサイズの構造体として、円板形状等といった、磁化容易軸を一方向に揃えて基板上に配列すること等に適した望ましい形状の磁性粒子を得ることができるので、そのような磁性粒子を上記基板上に確実に配列して、ナノサイズの構造によって熱揺らぎに対する高い耐性や媒体ノイズの低減が実現された好ましい磁気記憶媒体を得ることができる。 According to the basic form of this magnetic storage medium manufacturing method, a nano-sized structure made of a magnetic material can be obtained by the above-described nano-structure manufacturing method capable of manufacturing nano-sized magnetic particles in a desired shape and size. It is done. For this reason, since it is possible to obtain magnetic particles having a desirable shape suitable for arranging on the substrate with the easy axis of magnetization aligned in one direction, such as a disk shape, as a nano-sized structure, A preferable magnetic storage medium in which magnetic particles are reliably arranged on the substrate and high resistance to thermal fluctuation and reduction of medium noise are realized by a nano-sized structure can be obtained.
また、上記目的を達成する磁気記憶媒体の基本形態は、
基板と、
ナノサイズの凹部を有する型を所定材料で作成し、その型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性がその材料よりも高い磁性材料の粒子をその型に向かって飛ばして、その磁性材料をその型の凹部内に堆積させ、その凹部内に上記磁性材料が堆積された型を上記除去処理によって除去し、その除去処理の後に残った、上記凹部内に堆積した上記磁性材料からなる構造体であって上記基板上に配列された構造体とを備えたことを特徴とする。
In addition, the basic form of the magnetic storage medium that achieves the above object is as follows:
A substrate,
A mold having a nano-sized recess is made of a predetermined material, and particles of a magnetic material having higher resistance to the removal process for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the magnetic material is A structure made of the magnetic material deposited in the concave portion, which is deposited in the concave portion of the mold, the mold in which the magnetic material is deposited in the concave portion is removed by the removal treatment, and remains after the removal treatment. And a structure arranged on the substrate.
この磁気記憶媒体の基本形態は、ナノサイズの磁性粒子を所望の形状やサイズで製造することができる上述のナノ構造体製造方法によって上記構造体が製造されたものとなっている。このため、この磁気記憶媒体の基本形態によれば、そのような構造体(磁性粒子)の配列によって熱揺らぎに対する高い耐性や媒体ノイズの低減が実現され、延いてはさらなる記録密度の向上が可能となる。 In the basic form of the magnetic storage medium, the structure is manufactured by the above-described nanostructure manufacturing method capable of manufacturing nanosized magnetic particles in a desired shape and size. For this reason, according to this basic form of the magnetic storage medium, such an arrangement of the structures (magnetic particles) realizes high resistance to thermal fluctuations and reduction of medium noise, which can further improve the recording density. It becomes.
また、上記目的を達成する情報記憶装置の基本形態は、
基板と、
ナノサイズの凹部を有する型を所定材料で作成し、その型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性がその材料よりも高い磁性材料の粒子をその型に向かって飛ばして、その磁性材料をその型の凹部内に堆積させ、その凹部内に上記磁性材料が堆積された型を上記除去処理によって除去し、その除去処理の後に残った、上記凹部内に堆積した上記磁性材料からなる構造体であって上記基板上に配列された構造体とを備えた磁気記憶媒体;および、
上記磁気記憶媒体に対して情報記録及び/又は情報再生を行うヘッド;
を備えたことを特徴とする。
In addition, the basic form of the information storage device that achieves the above object is as follows:
A substrate,
A mold having a nano-sized recess is made of a predetermined material, and particles of a magnetic material having higher resistance to the removal process for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the magnetic material is A structure made of the magnetic material deposited in the concave portion, which is deposited in the concave portion of the mold, the mold in which the magnetic material is deposited in the concave portion is removed by the removal treatment, and remains after the removal treatment. A magnetic storage medium comprising structures arranged on the substrate; and
A head for recording and / or reproducing information on the magnetic storage medium;
It is provided with.
この情報記憶装置の基本形態によれば、さらなる記録密度の向上が可能な上述の磁気記憶媒体が備えられていることから、さらなる大容量での情報の記録が可能となる。 According to the basic form of the information storage device, since the above-described magnetic storage medium capable of further improving the recording density is provided, it is possible to record information with a further large capacity.
以上、説明したように、本件によれば、ナノサイズの磁性粒子を所望の形状やサイズで製造することができるナノ構造体製造方法、そのようなナノ構造体製造方法で製造されたナノ構造体、そのようなナノ構造体製造方法で製造された磁性ナノ構造体、そのようなナノ構造体製造方法を利用して磁気記憶媒体を製造する磁気記憶媒体製造方法、そのような磁気記憶媒体製造方法で製造された磁気記憶媒体、および、そのような磁気記憶媒体を搭載した情報記憶装置を得ることができる。 As described above, according to the present case, a nanostructure manufacturing method capable of manufacturing nanosized magnetic particles in a desired shape and size, and a nanostructure manufactured by such a nanostructure manufacturing method , Magnetic nanostructure manufactured by such a nanostructure manufacturing method, a magnetic storage medium manufacturing method for manufacturing a magnetic storage medium using such a nanostructure manufacturing method, and such a magnetic storage medium manufacturing method And an information storage device equipped with such a magnetic storage medium can be obtained.
以下、上記に基本形態について説明したナノ構造体製造方法、ナノ構造体、磁性ナノ構造体、磁気記憶媒体製造方法、磁気記憶媒体、および情報記憶装置の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the nanostructure manufacturing method, the nanostructure, the magnetic nanostructure, the magnetic storage medium manufacturing method, the magnetic storage medium, and the information storage device described above with reference to the basic embodiment will be described with reference to the drawings. I will explain.
図1は、基本形態について説明した情報記憶装置の具体的な一実施形態に相当するハードディスク装置(HDD)を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a hard disk device (HDD) corresponding to a specific embodiment of the information storage device described in the basic mode.
この図1に示すHDD10のハウジング101には、回転軸102に装着されて回転する磁気ディスク200と、磁気ディスク200に対して情報記録と情報再生とを行なう磁気ヘッド103を先端に保持したヘッドジンバルアセンブリ104と、このヘッドジンバルアセンブリ104が固着されてアーム軸105を中心に磁気ディスク200の表面に沿って移動するキャリッジアーム106とキャリッジアーム106を駆動するアームアクチュエータ107とが収納されている。ここで、磁気ディスク200が、上述の基本形態における磁気記憶媒体の一例に相当し、磁気ヘッド103が、その基本形態におけるヘッドの一例に相当する。
A
磁気ディスク200への情報の記録および磁気ディスク200に記録された情報の再生に当たっては、アームアクチュエータ107によってキャリッジアーム106が駆動されて、磁気ヘッド103が、回転する磁気ディスク200上の所望の位置に位置決めされる。そして、この磁気ヘッド103は、回転に伴って直下を通過する磁気ディスク200に複数の情報を順次に記録する。
When recording information on the
また、本実施形態では、磁気ディスク200のディスク面に対して垂直な方向の磁化によって情報が記録される垂直磁気記録方式が採用されている。このため、磁気ディスク200は、ディスク面に対して垂直な方向を磁化容易軸とした磁気異方性を持つ後述の記録層を有している。そして、情報は、磁化が磁気ディスク200の表面側を向いた状態と、裏面側を向いた状態との2状態を利用して記録層に記録される。
In the present embodiment, a perpendicular magnetic recording method in which information is recorded by magnetization in a direction perpendicular to the disk surface of the
情報の記録時には、磁気ディスク200に近接した磁気ヘッドに電気的な記録信号が入力され、磁気ヘッド103により、その記録信号に応じた極性の磁界が磁気ディスク200に印加される。そして、記録層中の磁化が、磁気ディスク200の表面側と裏面側のうちの、その印加された磁界の極性に応じた側を向くことで情報が記録される。また、情報の再生時には、磁気ヘッド103によって、記録層中の磁化が発する微小磁界が検出され、情報が、その微小磁界の極性に応じた電気的な再生信号として取り出される。
At the time of recording information, an electrical recording signal is input to a magnetic head close to the
ここで、本実施形態では、各々がナノサイズの多数の磁性粒子の配列によって、磁気ディスク200の記録層が形成されている。
Here, in this embodiment, the recording layer of the
図2は、図1に示す磁気ディスクの内部構造を模式的に示す図である。 FIG. 2 is a diagram schematically showing the internal structure of the magnetic disk shown in FIG.
この図2のパート(a)には、図1に示す磁気ディスク200の記録層210の一部を模式的に示す上面拡大図が示されており、パート(b)には、磁気ディスク200の一部についての拡大断面図である。
A part (a) of FIG. 2 is an enlarged top view schematically showing a part of the
磁気ディスク200は、非磁性材料のディスク基板201と、ディスク基板201上に軟磁性材料で形成された裏打ち層202、裏打ち層202上に非磁性材料で形成された中間層203、中間層203上に各々がナノサイズの多数の磁性粒子211が配列されて形成された記録層210、記録層210上にダイヤモンドライクカーボン(DLC)で形成された保護層204、および、保護層204の表面に対するフッ素コーティングで形成された潤滑層205を備えている。ディスク基板201は、上述の基本形態における基板の一例に相当し、記録層210を形成する磁性粒子211は、上述の基本形態における構造体の一例に相当する。また、この磁性粒子211は、基本形態について上述したナノ構造体及び磁性ナノ構造体の各実施形態にも相当している。
The
ここで、本実施形態では、記録層210を形成する磁性粒子211は、直径が30nmで厚みが10nmの円板であり、円板の厚み方向にCoの膜とPdの膜とが交互に積層された人工格子構造を有している。そして、磁性粒子211には、この人工格子構造によって、円板の厚み方向を磁化容易軸とする磁気異方性が付与されている。磁気ディスク200では、記録層210における各磁性粒子211における磁気異方性によって、上述の垂直磁気記録方式での情報記録が実現されている。
Here, in this embodiment, the
次に、この図2の磁気ディスク200を製造する磁気ディスク製造方法について説明する。
Next, a magnetic disk manufacturing method for manufacturing the
本実施形態では、磁気ディスク製造方法は、上記の記録層210を構成するナノサイズの磁性粒子211を形成する磁性粒子形成過程と、その磁性粒子211を配列する配列過程とを有している。ここで、磁気ディスク製造方法が、基本形態について上述した磁気記憶媒体製造方法の一実施形態に相当し、磁性粒子形成過程が、基本形態について上述したナノ構造体製造方法の一実施形態に相当する。
In the present embodiment, the magnetic disk manufacturing method includes a magnetic particle forming process for forming the nano-sized
また、上述の基本形態に対し、
「上記耐性材料が磁性材料である」という応用形態は好適である。
In contrast to the basic form described above,
The application form that “the resistant material is a magnetic material” is suitable.
この応用形態によれば、上記の円板状等といった所望の形状のナノサイズの磁性粒子を得ることができる。また、この応用形態によれば、例えばMBE法やスパッタ法等の材料堆積技術を使って、所望の結晶構造や所望の磁気特性を実現することも可能である。 According to this application mode, it is possible to obtain nano-sized magnetic particles having a desired shape such as the above-described disk shape. Further, according to this application mode, it is possible to realize a desired crystal structure and desired magnetic characteristics by using a material deposition technique such as MBE or sputtering.
本実施形態の磁性粒子形成過程は、このような好適な応用形態の一実施形態にも相当している。 The magnetic particle formation process of the present embodiment also corresponds to an embodiment of such a preferred application mode.
まず、図2の磁気ディスク200を製造する本実施形態の磁気ディスク製造方法のうちの磁性粒子形成過程について説明する。
First, a magnetic particle forming process in the magnetic disk manufacturing method of the present embodiment for manufacturing the
図3は、磁性粒子形成過程における一連の処理の流れを示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a flow of a series of processes in the magnetic particle formation process.
この図3に示す磁性粒子形成過程では、まず、ステップS101において、所定材料の型基板511に、紫外線照射によって硬化するレジスト512が未硬化状態で塗布されたものと、直径が30nmで高さが40nmの円柱状の突起521が、複数配列されたモールド520とが用意される。本実施形態では、モールド520として、NiやガラスやSi等の材料で形成されたものが用いられる。また、モールド520における上記の突起521は、例えば電子線描画等といった所望の形状の加工が可能な加工方法によって形成されたものである。電子線描画以外の方法としては、アルミナナノホールやブロックコポリマを用いてナノサイズの規則配列した穴やピラーを元に形状を作る方法や、不規則配列のまま利用する方法がある。一方で大きさが大きければ光学的手法も用いることができる。
In the magnetic particle forming process shown in FIG. 3, first, in step S101, a resist 512 that is cured by ultraviolet irradiation is applied to a
また、このモールド520の大きさは、電子線描画等で現実的な時間内に加工可能な大きさとなっている。このモールド520の大きさは、図3に示す磁性粒子形成過程によって得られる磁性粒子の数を左右する。ここで、この図3に示す磁性粒子形成過程は、後述の配列過程で並べる複数の磁性粒子を形成する過程であるが、本実施形態では、磁気ディスク200の製造に要する多数の磁性粒子を一度に形成する必要はなく、この図3に示す磁性粒子形成過程を何回か繰返して、最終的に、必要な数の磁性粒子が得られれば良い。このため、本実施形態では、このモールド520の大きさを、上記のように現実的な時間内に加工可能な大きさとすることができる。
The size of the
続いて、このステップS101において、未硬化状態のレジスト512に対するモールド520の押付けが行われ、モールド520における凹凸がレジスト512に転写される。次のステップS102では、上記のレジスト512に対する紫外線UVの照射によるレジスト512の硬化が行われる。本実施形態では、この紫外線UVの照射は、モールド520がレジスト512に押し付けられた状態で行われる。モールド520がガラス等の紫外線を透過させる材料で形成されている場合には、この紫外線UVの照射は、モールド520越しに行われる。また、モールド520がNi等の紫外線を透過させない材料で形成され、型基板511がガラス等の紫外線を透過させる材料で形成されている場合には、紫外線UVの照射は、型基板511越しに行われる。その後、硬化状態のレジスト512に対するモールド520の引き剥がしが行われる。本実施形態では、予めモールド520にはレジスト512に対する剥離剤が塗布されており、上記の引き剥がしの容易化が図られている。その結果、表面に直径が30nmで深さが40nmのナノサイズの穴510aを複数有する型510が得られる。
Subsequently, in step S <b> 101, the
以上に説明した上記のステップS101からステップS102までの処理が、上述の基本形態における型作成過程の一例に相当し、上記の型510が、上述の基本形態における型の一例に相当する。
The above-described processing from step S101 to step S102 corresponds to an example of a mold creation process in the basic form described above, and the
型510の形成が終了すると、次のステップS103において、型510の表面に対して、MBE法によるCoの膜(膜厚nm)の形成とPdの膜(膜厚nm)の形成とが、全体の膜厚が10nmに達するまで複数回交互に繰り返されて、この型510の表面上に、Coの膜とPdの膜とが交互に積層され積層方向を磁化容易軸とした磁気異方性を有する人工格子構造の、厚さが10nmの磁性膜530が形成される。このステップS103が、上述の基本形態における堆積過程の一例に相当する。
When the formation of the
次のステップS104では、上記の型510上の磁性膜530に対して、Arイオン等を衝突させて切削を行うイオンミリングが行なわれる。ここで、このステップS104でのイオンミリングは、磁性膜530に対して斜め方向からイオンを衝突させるように行なわれる。例えば磁性膜の垂線から60度程度傾斜させる。その結果、型510上の磁性膜530のうち、上記の穴510aの内部における磁性膜530を残したままで、型510の凸部上の磁性膜530が除かれることとなる。
In the next step S104, ion milling is performed in which the
そして、この図3に示す磁性粒子形成過程における最後のステップS105において、穴510aの内部に磁性膜530が残っている状態の型510が、アセトンに浸けられてレジスト512が溶解される。その後、型基板511が、ナノサイズよりは目が粗いフィルタを用いて取り除かれ、さらに、アセトンが揮発等によって除かれて、上記の型510の穴510aの内部における磁性膜530が、直径30nmで厚みが10nmというナノサイズの磁性粒子211として取り出される。このステップS105が、上述の基本形態における型除去過程の一例に相当する。
In the final step S105 in the magnetic particle formation process shown in FIG. 3, the
尚、本実施形態では、上述の基本形態における型除去過程の一例として、アセトンによる溶解方法を採用した上記のステップS105を例示した。しかし、この基本形態における型除去過程で使われる溶解方法はこれに限るものではない。例えば、アセトン以外の、DMA(N−N−ジメチルアセトアミド)等の有機溶媒による溶解方法であっても良い。さらに、例えば、レジスト除去剤、各種の酸、アルカリ等による化学的除去方法であっても良い。また、超音波洗浄、水蒸気洗浄、オゾン溶解、酸素プラズマアッシング、硫酸・過酸化水素混合液処理等の物理化学的処理等であっても良い。いずれの処理を採用するかは、溶解対象の材料(本実施形態では上記の型510のレジスト512)に対する有効度合いと、溶解によって取り出されるナノ構造体(本実施形態では上記の磁性粒子211)に対する影響の少なさとのトレードオフによって決められる。
In the present embodiment, as an example of the mold removal process in the basic form described above, the above-described step S105 that employs the dissolution method using acetone is exemplified. However, the melting method used in the mold removal process in this basic form is not limited to this. For example, a dissolution method using an organic solvent such as DMA (N-N-dimethylacetamide) other than acetone may be used. Further, for example, a chemical removal method using a resist remover, various acids, alkalis, or the like may be used. Also, physicochemical treatment such as ultrasonic cleaning, water vapor cleaning, ozone dissolution, oxygen plasma ashing, sulfuric acid / hydrogen peroxide mixed liquid processing, or the like may be used. Which treatment is adopted depends on the degree of effectiveness with respect to the material to be dissolved (in the present embodiment, the resist 512 of the
また、本実施形態では、このステップS105において、上記のフィルタを用いたフィルタリングによって不要物である型基板511が除去されている。本実施形態では、このフィルタリングにより、ナノサイズの磁性粒子211のみの取得について確実化が図られている。このことは、上述の基本形態に対し、
「上記型のナノサイズの凹凸よりも目が粗いフィルタを用い、上記型除去過程の後で、上記耐性材料からなるナノサイズの構造体以外の不要物を除去するフィルタリング過程を有する」という応用形態が好適であることを意味している。
Moreover, in this embodiment, in this step S105, the
Application form: “Using a filter with a coarser grain than the nano-sized irregularities of the above-mentioned type, and having a filtering process for removing unnecessary substances other than the nano-sized structure made of the above-mentioned resistant material after the above-mentioned mold removing process” Is preferred.
ステップS105の処理は、上述の基本形態における型除去過程における型除去過程と、この応用形態におけるフィルタリング過程とを合わせた処理の一例にも相当している。 The process of step S105 also corresponds to an example of a process that combines the mold removal process in the mold removal process in the basic form described above and the filtering process in this applied form.
ここで、以上に説明した本実施形態での磁性粒子形成過程では、上述したように、型510上の磁性膜530のうちの不要部分である、型510の凸部上の磁性膜530が、レジスト512の溶解処理の前に除去される。しかし、基本形態について上述したナノ構造製造方法は、このような形態に限るものではなく、例えば、この不要部分が型510と同じ広さを有しナノサイズの貫通孔が複数空いた形状をしていることに着目して、レジスト512の溶解処理については不要部分を残したままで行い、その後に、上記の目が粗いフィルタを用いて型基板511と一緒にこの不要部分を取り除くという形態であっても良い。磁性膜530の形成時に、磁性粒子211として利用される穴510aの内部の磁性膜530が、凸部上の不要部分と繋がらないように凹凸の深さを大きくすることが好ましい。ただし、条件によって繋がってしまう可能性もあり、その場合には、型510上の磁性膜530のうちの不要部分のみをフィルタ等で除くことが困難となってしまう。そのため、この不要部分については、本実施形態のように、レジスト512の溶解処理の前に除去されることが好ましい。
Here, in the magnetic particle formation process in the present embodiment described above, as described above, the
このことは、上述の基本形態に対し、
「上記堆積過程が、上記型に対し、上記凹部と上記凸部との双方に上記耐性材料を堆積させる過程であり、
上記型の凸部に堆積した上記耐性材料を除去する材料除去過程を有し、
上記型除去過程が、上記材料除去過程の後で実行される過程である」という応用形態が好適であることを意味している。
This is different from the basic form described above.
“The deposition process is a process of depositing the resistant material on both the concave portion and the convex portion of the mold.
A material removal process for removing the resistant material deposited on the convex portions of the mold;
This means that the application form that “the mold removing process is a process executed after the material removing process” is suitable.
図3のステップS104での不要部分の除去処理は、この応用形態における材料除去過程の一例に相当し、ステップS105の処理は、この応用形態における型除去過程の一例にも相当している。 3 is equivalent to an example of the material removal process in this application form, and the process of step S105 is also equivalent to an example of the mold removal process in this application form.
また、本実施形態では、型510の凸部上の不要部分がイオンミリングによって除去される。イオンミリングは、ナノスケールでの切削加工を簡単かつ確実に行える加工方法として知られており、上記の不要部分のように厚さが10nmしかない薄膜の除去に適した加工方法である。
Moreover, in this embodiment, the unnecessary part on the convex part of the type |
このことは、上述の材料除去過程を有したタイプの応用形態に対し、
「上記材料除去過程が、イオンビームによるミリングで上記耐性材料を除去する過程である」という応用形態がさらに好適であることを意味している。
This is for the type of application with the material removal process described above.
This means that the application form that “the material removal process is a process of removing the resistant material by milling with an ion beam” is more preferable.
図3のステップS104での不要部分の除去処理は、このさらに好適な応用形態における材料除去過程の一例に相当している。 The removal process of the unnecessary portion in step S104 in FIG. 3 corresponds to an example of a material removal process in this more preferable application form.
ここで、上記の不要部分を簡単かつ確実に行える加工方法としては、本実施形態のようなイオンミリング以外にも、以下に幾つか例示する別の加工方法が挙げられる。 Here, as a processing method capable of easily and surely performing the unnecessary portion, there are other processing methods exemplified below in addition to ion milling as in the present embodiment.
図4は、型の凸部上の不要部分を除去する、図3の加工方法とは別の加工方法を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a processing method different from the processing method of FIG. 3 for removing unnecessary portions on the convex portions of the mold.
この図4に示す加工方法は、型510の凸部上の不要部分を、所定の研磨パッド601を用いた化学研磨処理で除去するという加工方法である。化学研磨処理も、ナノスケールでの切削加工を簡単かつ確実に行える加工方法として知られており、上記の不要部分の除去に適した加工方法である。
The processing method shown in FIG. 4 is a processing method in which unnecessary portions on the convex portions of the
このことは、上述の材料除去過程を有したタイプの応用形態に対し、
「上記材料除去過程が、化学研磨処理で上記耐性材料を除去する過程である」という応用形態もさらに好適であることを意味している。
This is for the type of application with the material removal process described above.
The application form that “the material removal process is a process of removing the resistant material by chemical polishing treatment” means that it is further suitable.
図4に示す不要部分の除去処理は、このさらに好適な応用形態における材料除去過程の一例に相当している。 The unnecessary portion removal process shown in FIG. 4 corresponds to an example of a material removal process in this more preferable application mode.
図5は、型の凸部上の不要部分を除去する、図3および図4の加工方法とは別の加工方法を示す図である。 FIG. 5 is a diagram showing a processing method different from the processing method of FIGS. 3 and 4 for removing unnecessary portions on the convex portions of the mold.
この図5に示す加工方法は、型510の凸部上のみに、レジスト512については溶解することがない溶媒に溶ける所定材料からなる下地膜602を予め形成しておき、磁性膜530の形成後に、上記の溶媒でこの下地膜602を溶解することで、凸部上の不要部分を型510から浮かせて取り除くリフトオフと呼ばれる加工方法である。ここで、型510の凸部上のみに下地膜602を予め形成する方法としては、例えば平坦な状態で硬化させたレジスト512上に一様に下地膜602を形成し、その形成後に、電子線描画等によって穴510aを穿つという方法が挙げられる。このような方法によれば、穴510aの内部には下地膜602が存在せず、凸部上のみに下地膜602が存在するという状態が得られることとなる。以上に説明したリフトオフと呼ばれる加工方法は、主に薄膜の除去を簡単かつ確実に行える加工方法として知られており、この加工方法も、上記の不要部分の除去に適した加工方法であると言える。
In the processing method shown in FIG. 5, a
このことは、上述の材料除去過程を有したタイプの応用形態に対し、
「上記型作成過程が、上記型として、上記凸部上に、上記除去処理とは別の第2の除去処理に対する耐性がその型の材料と上記耐性材料とのいずれよりも低い材料からなる下地膜を有するものを作成する過程であり、
上記材料除去過程が、上記第2の除去処理で上記下地膜を除去することで、上記凸部に堆積した上記耐性材料を除去する過程である」という応用形態もさらに好適であることを意味している。
This is for the type of application with the material removal process described above.
“In the mold making process, the mold is made of a material having a lower resistance to the second removal process different from the removal process on the convex portion than both the mold material and the resistant material. Is the process of creating a thing with a geological layer
This means that the material removal process is a process of removing the resistant material deposited on the protrusions by removing the base film in the second removal process. ing.
図5を参照して説明したリフトオフと呼ばれる加工方法において、下地膜602付きの型510を形成する処理が、このさらに好適な応用形態における型作成過程の一例に相当し、下地膜602を溶媒で溶かして除去する処理が、このさらに好適な応用形態における材料除去過程の一例に相当する。
In the processing method called lift-off described with reference to FIG. 5, the process of forming the
図6は、型の凸部上の不要部分を除去する、図3から図5の加工方法とは別の加工方法を示す図である。 FIG. 6 is a diagram showing a processing method different from the processing methods of FIGS. 3 to 5 for removing unnecessary portions on the convex portions of the mold.
この図6に示す加工方法は、型510の凸部状の不要部分を、型510から物理的に引き剥がすという加工方法であり、以下の手順によって行われる。
The processing method shown in FIG. 6 is a processing method of physically peeling off the convex portion of the
この図6に示す加工方法では、まず、ステップS201において、紫外線UVを透過させる材料で形成された紫外線透過板611に未硬化状態のレジスト612が塗布された剥離板610が用意され、その剥離板610が、磁性膜530が形成済みの型510に、レジスト612を向けて押付けられる。
In the processing method shown in FIG. 6, first, in step S <b> 201, a
続くステップS202において、紫外線透過板611越しにレジスト612に紫外線UVが照射されて、このレジスト612の硬化が行われる。これにより、型510の凸部状の不要部分がレジスト612によって剥離板610に固着される。
In the subsequent step S202, the resist 612 is irradiated with ultraviolet UV through the ultraviolet transmitting plate 611, and the resist 612 is cured. Thereby, the unnecessary portion of the convex portion of the
最後のステップS203において、剥離板610が型510から引き剥がされる。上記のステップS202において、不要部分が剥離板610に固着されているので、ステップ203での剥離板610の引き剥がしにより、不要部分が剥離板610とともに型510から引き剥がされることとなる。
In the last step S203, the peeling
以上に説明した図6の加工方法も、主に薄膜の除去を簡単かつ確実に行える加工方法として知られており、この加工方法も、上記の不要部分の除去に適した加工方法であると言える。 The above-described processing method of FIG. 6 is also known as a processing method that can easily and reliably remove the thin film, and this processing method is also a processing method suitable for removing the unnecessary portion. .
このことは、上述の材料除去過程を有したタイプの応用形態に対し、
「上記材料除去過程が、上記凸部と上記耐性材料との接着性よりも高い接着性でその耐性材料を接着する接着性材料が表面に塗布された部材のその表面を上記型に向けて押し付け、さらに、その部材をその型から剥離することで、上記凸部に堆積した上記耐性材料を除去する過程である」という応用形態もさらに好適であることを意味している。
This is for the type of application with the material removal process described above.
“In the material removal process, the surface of a member coated with an adhesive material that adheres the resistant material with an adhesiveness higher than that of the convex portion and the resistant material is pressed against the mold. Furthermore, it means that the application form “is a process of removing the resistant material deposited on the convex portion by peeling the member from the mold” is also preferable.
図6の加工方法の加工方法は、このさらに好適な応用形態における材料除去過程の一例に相当する。また、図6に示す剥離板610が、このさらに好適な応用形態における「接着性材料が表面に塗布された部材」の一例に相当する。
The processing method of the processing method of FIG. 6 corresponds to an example of a material removal process in this more preferable application form. Further, the
ここで、図3に示した本実施形態での磁性粒子形成過程では、上述したように、型510における、ナノサイズの磁性材料530の形状に対応した穴510aが複数配列されたナノサイズの凹凸構造が、電子線描画等で形成されたモールド520における凹凸構造をレジスト512に転写することで形成される。このような転写によるナノサイズの凹凸構造の形成方法はナノインプリントと呼ばれ、ナノサイズの凹凸構造を手軽に形成できるか形成方法として知られている。また、このナノインプリントと呼ばれる形成方法を利用した、図3に示す本実施形態の磁性粒子形成過程によれば、モールド520があれば上記のような型510を繰返し短時間で作成することができるので、上記のような型510自体を例えば電子線描画によって作成する方法等に比べて、多数の磁性粒子211を効率的に製造することができる。
Here, in the magnetic particle formation process in the present embodiment shown in FIG. 3, as described above, nano-sized irregularities in which a plurality of
このことは、上述の基本形態に対し、
「上記凹部に対応した凸形状を有したモールドを準備し、そのモールドの凸形状を上記型の材料に転写することでその型を形成する過程である」という応用形態が好適であることを意味している。
This is different from the basic form described above.
Meaning that the application form of “preparing a mold having a convex shape corresponding to the concave portion and transferring the convex shape of the mold to the mold material is a suitable process” is suitable. doing.
図3に示すステップS101からステップS102までの処理は、この応用形態における型作成過程の一例にも相当し、上記のモールド520が、この応用形態におけるモールドの一例に相当する。
The processing from step S101 to step S102 shown in FIG. 3 corresponds to an example of a mold creation process in this applied form, and the
以上、図3を参照して説明した本実施形態の磁性粒子形成過程、および図4から図6を参照して説明した、不要部分を除去する加工方法が本実施形態とは別形態となる磁性粒子形成過程によれば、いずれの形態でも、直径が30nmで厚みが10nmという、図2に示す磁気ディスク200に適した円板形状といった所望の形状で所望のサイズの磁性粒子211を得ることができる。さらに、これらの磁性粒子形成過程によれば、磁性粒子211の元となる磁性膜530が、MBE法という、材料粒子を成膜対象に向かって飛ばして材料を堆積させる成膜方法で形成される。このMBE法によれば、互いに構成材料が異なる複数の膜からなる積層構造の膜等を手軽に形成することができ、本実施形態では、このMBE法によってCoの膜とPdの膜とが交互に積層された人工格子構造の磁性膜530を形成することで、磁性粒子211に対する、円板形状の厚み方向を磁化容易軸とした磁気異方性といった所望の磁気特性の付与が実現されている。
As described above, the magnetic particle forming process of the present embodiment described with reference to FIG. 3 and the processing method for removing unnecessary portions described with reference to FIGS. 4 to 6 are different from those of the present embodiment. According to the particle formation process, in any form, it is possible to obtain
このことは、上述の基本形態に対し、
「上記堆積過程が、MBE法により、上記耐性材料の粒子を上記型に向かって飛ばす過程である」という応用形態も好適であることを意味している。
This is different from the basic form described above.
This means that an application form that “the deposition process is a process of flying the particles of the resistant material toward the mold by the MBE method” is also suitable.
図3を参照して説明した本実施形態の磁性粒子形成過程におけるステップS103の処理は、この応用形態における堆積過程の一例にも相当する。 The process of step S103 in the magnetic particle formation process of the present embodiment described with reference to FIG. 3 corresponds to an example of a deposition process in this applied form.
尚、基本形態について上述したナノ構造体製造方法の一実施形態として、ここまでナノサイズの穴510aを複数有する型510を用い、その穴510aの中に堆積した磁性膜530を磁性粒子211として利用するという磁性粒子形成過程について説明してきた。しかしながら、基本形態について上述したナノ構造体製造方法は、このような形態に限るものではない。基本形態について上述したナノ構造体製造方法は、例えば、各々がナノサイズで島状に孤立した複数の突起を有する型を用い、その突起上に堆積した磁性膜を上記の磁性粒子211として利用するという形態であっても良い。
As an embodiment of the nanostructure manufacturing method described above with respect to the basic form, a
この形態の場合、突起上を除く低部に堆積した磁性膜が不要物となる。この不要物は、各突起が島状に孤立したものであることから、突起に対応したナノサイズの貫通孔が複数開いた、型の外形と同じ寸法の広い磁性膜となる。そこで、この形態の場合には、不要物であるこの広い磁性膜が、型の除去後に上述のフィルタリングと同様の処理によって除かれることとなる。その結果、各突起状に堆積した磁性膜のみが上記の磁性粒子211として確実に取得されることとなる。
In the case of this form, the magnetic film deposited in the lower part except on the protrusion becomes unnecessary. Since the protrusions are isolated from each other in the shape of islands, the unnecessary material becomes a wide magnetic film having a plurality of nano-sized through holes corresponding to the protrusions and having the same dimensions as the outer shape of the mold. Therefore, in the case of this embodiment, this wide magnetic film, which is an unnecessary material, is removed by the same process as the above-described filtering after the mold is removed. As a result, only the magnetic film deposited in the shape of each protrusion is reliably obtained as the
以上、説明したように、ナノ構造体製造方法の実施形態としては、ナノサイズの凹部に堆積した材料をナノサイズの構造体として利用する形態と、凸部に堆積した材料をナノサイズの構造体として利用する形態とが挙げられる。即ち、上述した基本形態にいう「ナノサイズの凹凸」とは、型の凹部と凸部のいずれか一方がナノサイズとなっている凹凸のことを意味している。 As described above, as an embodiment of the nanostructure manufacturing method, there are a form in which a material deposited in a nanosized recess is used as a nanosize structure, and a material deposited in the protrusion is a nanosized structure. As a form to be used. In other words, the “nano-sized unevenness” in the basic form means an unevenness in which either one of the concave portion and the convex portion of the mold is nano-sized.
次に、図2の磁気ディスク200を製造する本実施形態の磁気ディスク製造方法のうちの、磁性粒子211を配列する配列過程について説明する。
Next, in the magnetic disk manufacturing method of the present embodiment for manufacturing the
図7は、ナノサイズの磁性粒子を配列する配列過程を示す模式図である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing an arrangement process for arranging nano-sized magnetic particles.
本実施形態では、この配列過程に先立って、ディスク基板201上に、裏打ち層202および中間層203が各々スパッタ法によって形成される。これら裏打ち層202および中間層203の形成については、公知の技術であるので説明を割愛する。
In this embodiment, prior to this arrangement process, the
そして、図3を参照して説明した本実施形態の磁性粒子形成過程で製造された多数のナノサイズの磁性粒子211が、中間層203の表面に、以下に説明する移流集積法によって配列される。
Then, a large number of nano-sized
移流集積法は、図2のパート(a)に模式的に示した規則的な稠密構造を、ナノサイズの微粒子等が基本的には外部からの制御なしに自発的に作り出す自己組織化現象を利用した配列方法である。 The advection accumulation method is a self-organization phenomenon in which the regular dense structure schematically shown in Part (a) of FIG. 2 is created spontaneously by nano-sized fine particles without any external control. This is the arrangement method used.
本実施形態では、まず、多数のナノサイズの磁性粒子211が所定の液体に懸濁された懸濁液540が用意される。そして、ディスク基板201と裏打ち層202と中間層203との積層物が懸濁液540に垂直に浸され、次いで、その積層物が、毎秒数μm程度の超低速で図中の矢印A方向に引き上げられる。すると、図7に示すように、気液界面で自己組織化現象が起こり、円板形状を有する磁性粒子211が、上記の積層物の表面に自発的に稠密構造で並んで行くこととなる。堆積物表面の濡れ性により懸濁液と粒子の付着が決まるため、表面に濡れ性の異なる領域(化学的表面パターン)を用意することで付着領域を制御できる。尚、積層物が引き上げられた段階では、磁性粒子211は、中間層203上だけでなく、ディスク基板201における中間層203側とは反対側の裏面や、積層物の側面等にも付着する可能性があるが、これら中間層203上以外の箇所に付着した磁性粒子211については濡れ性制御で付着を抑制し、付着する場合は適宜に洗浄し拭い取られる。
In this embodiment, first, a
本実施形態では、図7を参照して説明した配列過程によって中間層203上に磁性粒子211が稠密構造で配列されることで、図2の記録層210が形成される。その後に、スパッタ法による保護層204およびフッ素コーティングによる潤滑層205の形成が行なわれて磁気ディスク200が完成するが、保護層204および潤滑層205の形成についても公知の技術であるので説明を割愛する。
In the present embodiment, the
以上に説明した本実施形態の磁気ディスク製造方法によれば、上述の磁性粒子製造過程によって直径が30nmで厚みが10nmという所望の形状やサイズを有するナノサイズの磁性粒子211が製造され、そのような望ましい磁性粒子211が配列されたナノサイズの構造によって熱揺らぎに対する高い耐性や媒体ノイズの低減が実現され更なる高記録密度化が可能な磁気ディスク200を得ることができる。その結果、その磁気ディスク200が搭載されたHDD10(図1参照)は、更なる大容量での情報記録を行うことができる。
According to the magnetic disk manufacturing method of the present embodiment described above, nano-sized
尚、上記では、基本形態について上述したナノ構造体製造方法の一実施形態として、図2に示す磁気ディスク200に適した円板形状を有したナノサイズの磁性粒子211を製造する磁性粒子製造過程を例示した。しかしながら、基本形態について上述したナノ構造体製造方法は、このような円板形状の粒子を形成する形態に限るものではなく、以下に例示するような、円板形状の粒子以外の、様々な形状の構造体を製造する方法であっても良い。
In the above description, as one embodiment of the nanostructure manufacturing method described above with respect to the basic form, a magnetic particle manufacturing process for manufacturing nanosized
図8は、横長の板形状の構造体を示す図であり、図9は、直方体形状やリング状や星形や矢印形等といった任意形状の構造体を示す図である。例えば、板状、ワイヤ状など各辺の比率の違いや、円板、直方体、三角錐に加え、リングや多角形、円と多角形など、さらにそれらの合成、組み合わせ、立体的な重ね合わせを作成することが考えられる。それらの構造が異なる材料からなる多層構造であっても良い。 FIG. 8 is a diagram illustrating a horizontally long plate-shaped structure, and FIG. 9 is a diagram illustrating a structure having an arbitrary shape such as a rectangular parallelepiped shape, a ring shape, a star shape, or an arrow shape. For example, in addition to the difference in the ratio of each side such as plate shape, wire shape, disc, rectangular parallelepiped, triangular pyramid, rings, polygons, circles and polygons, etc. It is possible to create. A multilayer structure made of different materials may be used.
図8の構造体651や、図9の構造体652,653,…,657の形状は、例えば、上述のナノインプリントで使われるモールドの形状を、電子線描画等によって、これらの構造体の形状に対応した形状に加工することや、型自体を、電子線描画等によって、これらの構造体の形状に対応した形状に加工することによって容易に実現することができる。
The
これら図8の構造体651や、図9の構造体652,653,…,657も、基本形態について上述したナノ構造体の一実施形態に相当する。
These
しかしながら、基本形態について上述したナノ構造体製造方法は、このような形態に限るものではなく、例えば、軟磁性材料の層と硬磁性材料の層とが積層された多層構造の磁性粒子、金などの金属材料の層と磁性材料の層とが積層された多層構造の磁性粒子、MgOやアルミナ、TiO2などの絶縁層と磁性層が積層された多層構造の粒子、磁性層が積層された多層構造の粒子、誘電体層と磁性層が積層された多層構造の粒子等といった、人工格子構造以外の種々の構造の磁性粒子を形成する形態等であっても良い。磁性材料としては、酸化鉄など一般的に知られる安価な材料が、硬磁性材料としては、Fe−Pt合金、Co−Pt合金など一般的に知られる高結晶磁気異方性材料が考えられる。さらに粒子を保護する材料で覆うことは必要に応じて行われてもよい。 However, the nanostructure manufacturing method described above for the basic form is not limited to such a form. For example, a magnetic particle having a multilayer structure in which a layer of a soft magnetic material and a layer of a hard magnetic material are stacked, gold, or the like Multi-layer magnetic particles in which a metal material layer and a magnetic material layer are laminated, multi-layer particles in which an insulating layer and a magnetic layer such as MgO, alumina, and TiO 2 are laminated, and a multi-layer in which a magnetic layer is laminated It may be in the form of forming magnetic particles having various structures other than the artificial lattice structure, such as structured particles, particles having a multilayer structure in which a dielectric layer and a magnetic layer are laminated, and the like. As the magnetic material, generally known inexpensive materials such as iron oxide can be considered, and as the hard magnetic material, generally known high crystal magnetic anisotropic materials such as Fe—Pt alloy and Co—Pt alloy can be considered. Furthermore, covering with a material that protects the particles may be performed as necessary.
また、上記では、基本形態について上述したナノ構造体製造方法の一実施形態として、Coの膜とPdの膜とが交互に積層された人工格子構造を有する磁性膜のみからなる単層構造の磁性粒子211を製造する磁性粒子製造過程を例示した。しかしながら、基本形態について上述したナノ構造体製造方法は、このような形態に限るものではなく、例えば、軟磁性材料の層と硬磁性材料の層とが積層された多層構造の磁性粒子、誘電体層と磁性層が積層された多層構造の粒子等といった、人工格子構造以外の種々の構造の磁性粒子を形成する形態等であっても良い。硬磁性材料としては、Fe−Pt合金、Co−Pt合金など一般的に知られる高結晶磁気異方性材料が考えられる。
Further, in the above, as one embodiment of the nanostructure manufacturing method described above with respect to the basic form, the magnetic property of a single layer structure composed only of a magnetic film having an artificial lattice structure in which Co films and Pd films are alternately stacked. The magnetic particle manufacturing process for manufacturing the
以下、基本形態について上述したナノ構造体製造方法の別実施形態として、上記のような多層構造の磁性粒子を製造する別の磁性粒子製造過程について説明する。 Hereinafter, as another embodiment of the nanostructure manufacturing method described above with respect to the basic mode, another magnetic particle manufacturing process for manufacturing the magnetic particles having the multilayer structure as described above will be described.
尚、この別の磁性粒子製造過程については、基本的な処理の流れは、図3に示す一連の処理の流れと同じである。そこで、図示については、多層構造の磁性粒子の図示に止めることとする。 In addition, regarding this other magnetic particle manufacturing process, the basic processing flow is the same as the series of processing flow shown in FIG. Therefore, the illustration is limited to the illustration of magnetic particles having a multilayer structure.
図10は、多層構造の磁性粒子を示す模式図である。 FIG. 10 is a schematic view showing magnetic particles having a multilayer structure.
この図10に示す磁性粒子710は、Pd製の下地層711と、Coの膜とPdの膜とが交互に積層された人工格子構造の硬磁性層712と、ここでは特定しない一般的な軟磁性材料で形成された軟磁性層713とが積層された多層構造の磁性粒子である。この図10に示す磁性粒子710も、基本形態について上述したナノ構造体や磁性ナノ構造体の一実施形態に相当する。
The
この図10に示す磁性粒子710を形成する別の磁性粒子製造過程では、図3のステップS103で実行されるMBE法による膜形成が、下地層711、硬磁性層712、軟磁性層713の順で、順次に材料を変えて3段階に亘って実行される。
In another magnetic particle manufacturing process for forming the
この3段階の膜形成では、まず、Pd製の下地層711上に人工格子構造の硬磁性層712が形成されることで、この硬磁性層712に、図中の積層方向に沿った垂直な方向を磁化容易軸とした磁気異方性をもたらす結晶成長の確実化が図られることとなる。さらに、硬磁性層712上に軟磁性層713が形成されることで、硬磁性層712での高い保磁力による高い熱安定性と、軟磁性層713による磁化反転の補助による記録容易性とが両立されることとなる。
In this three-stage film formation, first, a hard
このように、磁性粒子を多層構造で形成することで、所望の結晶成長や所望の磁気特性等の一層の確実化が図られる。このことは、上述の基本形態に対し、
「上記堆積過程が、上記耐性材料として、互いに異なる複数種類の耐性材料を用いて、その複数種類の耐性材料それぞれの粒子を上記型に向かって順次に飛ばして積層することで、その型の凸部上及び/又は凹部内に多層構造の膜を形成する過程である」という応用形態が好適であることを意味している。
As described above, by forming the magnetic particles in a multilayer structure, desired crystal growth, desired magnetic characteristics, and the like can be further ensured. This is different from the basic form described above.
“In the deposition process, a plurality of different resistant materials are used as the resistant material, and particles of each of the plurality of resistant materials are sequentially blown toward the mold and stacked. This means that the application form “is a process of forming a film having a multilayer structure on the part and / or in the recess” is preferable.
図10に示す磁性粒子710の形成に当たって実行される上記の3段階の膜形成は、この応用形態における堆積過程の一例に相当する。
The above-described three-stage film formation executed in forming the
また、この応用形態の堆積過程で形成される多層構造の構造体は、図10の磁性粒子710のように円板形状に限られるものではなく、単層構造の構造体について図8や図9に例示した様々な形状であっても良い。
In addition, the multilayer structure formed in the deposition process of this application form is not limited to the disk shape like the
図11は、多層構造を有する板形状やワイヤ形状の構造体を示す図であり、図12は、多層構造を有する直方体形状やリング状や星形や矢印形、半球型等といった任意形状の構造体を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing a plate-shaped or wire-shaped structure having a multilayer structure, and FIG. 12 is a structure having an arbitrary shape such as a rectangular parallelepiped shape having a multilayer structure, a ring shape, a star shape, an arrow shape, or a hemispherical shape. It is a figure which shows a body.
これらの各図に示す構造体も、基本形態について上述したナノ構造体の一実施形態に相当する。 The structures shown in these drawings also correspond to one embodiment of the nanostructure described above for the basic form.
これら図11の板形状の多層構造体720やワイヤ形状の多層構造体730、図12の様々な形状の多層構造体740,750,…,800は、所望の形状に形成された型に対して各層の材料の粒子を飛ばして堆積させることで実現される。そして、これらの各図に示す構造体の形成に当たって実行される複数段階の膜形成も、上記の多層構造に対応した応用形態における堆積過程の一例に相当する。
These plate-shaped
以上で、多層構造の磁性粒子を製造する別の磁性粒子製造過程についての説明を終了する。 This is the end of the description of another magnetic particle manufacturing process for manufacturing a multi-layered magnetic particle.
また、上記では、基本形態について上述したナノ構造体製造方法の一実施形態として、型上にMBE法で磁性膜を形成する磁性粒子製造過程を例示した。しかしながら、基本形態について上述したナノ構造体製造方法は、このような形態に限るものではなく、例えば、材料の粒子が型に向かうように粒子の飛散方向に指向性を持たせたスパッタ法で磁性膜等を形成する形態等であっても良い。 Moreover, in the above, the magnetic particle manufacturing process which forms a magnetic film on a type | mold by MBE method was illustrated as one Embodiment of the nano structure manufacturing method mentioned above about the basic form. However, the nanostructure manufacturing method described above with respect to the basic form is not limited to such a form. For example, the magnetic structure is formed by sputtering with directivity in the particle scattering direction so that the particles of the material are directed to the mold. The form etc. which form a film | membrane etc. may be sufficient.
また、上記では、上述の基本形態における磁気記憶媒体の一例として、磁性粒子が稠密構造で中間層上に全面的に配列された磁気ディスク200を例示したが、基本形態における磁気記憶媒体はこれに限るものではなく、基本形態における磁気記憶媒体は、いわゆるディスクリートメディアやビットパターンドメディア等であっても良い。上述の基本形態が適用されたディスクリートメディアでは、上記のように形成された複数の磁性粒子が稠密構造でトラック状に配列されて、ディスクリートメディアのトラックが形成されることとなる。また、上述の基本形態が適用されたビットパターンドメディアでは、上記のように形成された複数の磁性粒子が等間隔で並べられることで、ビットパターンドメディアを構成するビットが形成されることとなる。
Further, in the above, as an example of the magnetic storage medium in the basic form described above, the
また、上記では、上述の基本形態における磁気記憶媒体の一例として、磁性粒子が稠密構造で中間層上に全面的に配列された磁気ディスク200を例示したが、基本形態における磁気記憶媒体はこれに限るものではなく、基本形態における磁気記憶媒体は、非磁性材料のテープ上に磁性粒子が配列された磁気テープ等であっても良い。
Further, in the above, as an example of the magnetic storage medium in the basic form described above, the
また、上記では、基本形態について説明した磁性ナノ構造体の一実施形態として、円板形状を有し、円板面に対して垂直な磁化容易軸を持つ磁性粒子211を例示したが、基本形態について説明した磁性ナノ構造体はこれに限るものではない。即ち、この実施形態は、円板形状であれば必ず円板面に対して垂直な磁化容易軸を持つ等というように形状と磁化容易軸の方向との間の対応関係を限定するものではない。基本形態について説明した磁性ナノ構造体は、例えば、円板形状を有し、円板面に沿った面内方向に磁化容易軸を持つもの等であっても良い。磁化容易軸は、基本形態について説明した磁性ナノ構造体の用途に応じて所望の方向に向けることができる。
In the above, as an embodiment of the magnetic nanostructure described for the basic form, the
また、上記では、型に堆積した不要な材料を除去する材料除去過程の一例として、イオンミリングによって不要材料を除去する方法を例示したが、この材料除去過程は、このような方法に限るものではない。この材料除去過程は、型における特定の箇所の不要材料を、他の箇所に悪影響を与えずに除去できる方法であれば良く、例えば、エッチングによって不要材料を除去する方法等であっても良い。 In the above description, a method for removing unnecessary materials by ion milling is illustrated as an example of a material removing process for removing unnecessary materials deposited on the mold. However, the material removing process is not limited to such a method. Absent. This material removal process may be a method that can remove unnecessary material at a specific location in the mold without adversely affecting other locations, and may be a method of removing unnecessary material by etching, for example.
以下、上述した基本形態を含む種々の形態に関し、更に以下の付記を開示する。 Hereinafter, the following additional remarks are disclosed regarding various forms including the basic form described above.
(付記1)
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成する型作成過程と、
前記型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性が該材料よりも高い耐性材料の粒子を前記型に向かって飛ばして、該耐性材料を該型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させる堆積過程と、
凸部上及び/又は凹部内に前記耐性材料が堆積された型を前記除去処理によって除去する型除去過程とを有したことを特徴とするナノ構造体製造方法。
(Appendix 1)
A mold creation process for creating a mold having nano-sized irregularities with a predetermined material,
The particles of the resistant material having higher resistance to the removal process for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the resistant material is deposited on the convex portion and / or in the concave portion of the mold. The deposition process,
A method of manufacturing a nanostructure, comprising: a mold removing step of removing a mold in which the resistant material is deposited on a convex part and / or in a concave part by the removing process.
(付記2)
前記堆積過程が、前記型に対し、前記凹部と前記凸部との双方に前記耐性材料を堆積させる過程であり、
前記型の凸部に堆積した前記耐性材料を除去する材料除去過程を有し、
前記型除去過程が、前記材料除去過程の後で実行される過程であることを特徴とする付記1記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 2)
The deposition process is a process of depositing the resistant material on both the concave portion and the convex portion of the mold;
A material removal process for removing the resistant material deposited on the convex portions of the mold;
2. The method of manufacturing a nanostructure according to claim 1, wherein the mold removing process is a process executed after the material removing process.
(付記3)
前記材料除去過程が、イオンビームによるミリングで前記耐性材料を除去する過程であることを特徴とする付記2記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 3)
The nanostructure manufacturing method according to claim 2, wherein the material removing process is a process of removing the resistant material by milling using an ion beam.
(付記4)
前記材料除去過程が、化学研磨処理で前記耐性材料を除去する過程であることを特徴とする付記2記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 4)
The nanostructure manufacturing method according to appendix 2, wherein the material removal step is a step of removing the resistant material by chemical polishing treatment.
(付記5)
前記型作成過程が、前記型として、前記凸部上に、前記除去処理とは別の第2の除去処理に対する耐性が該型の材料と前記耐性材料とのいずれよりも低い材料からなる下地膜を有するものを作成する過程であり、
前記材料除去過程が、前記第2の除去処理で前記下地膜を除去することで、前記凸部に堆積した前記耐性材料を除去する過程であることを特徴とする付記2記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 5)
As the mold, the mold creation process is a base film made of a material having a lower resistance to the second removal process different from the removal process on the convex portion than both the material of the mold and the resistant material. Is the process of creating what has
The nanostructure manufacturing method according to claim 2, wherein the material removing process is a process of removing the resistant material deposited on the convex portion by removing the base film in the second removing process. Method.
(付記6)
前記材料除去過程が、前記凸部と前記耐性材料との接着性よりも高い接着性で該耐性材料を接着する接着性材料が表面に塗布された部材の該表面を前記型に向けて押し付け、さらに、該部材を該型から剥離することで、前記凸部に堆積した前記耐性材料を除去する過程であることを特徴とする付記2記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 6)
The material removal process is to press the surface of the member coated with an adhesive material that adheres the resistant material to the mold with an adhesive property higher than the adhesive property between the convex portion and the resistant material, The nanostructure manufacturing method according to appendix 2, further comprising a step of removing the resistant material deposited on the protrusions by peeling the member from the mold.
(付記7)
前記型作成過程が、前記凹部に対応した凸形状を有したモールドを準備し、該モールドの凸形状を前記型の材料に転写することで該型を形成する過程であることを特徴とする付記2から6のうちいずれか1項記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 7)
The mold making process is a process of forming a mold by preparing a mold having a convex shape corresponding to the concave portion, and transferring the convex shape of the mold to the material of the mold. The nanostructure manufacturing method according to any one of 2 to 6.
(付記8)
前記堆積過程が、MBE法により、前記耐性材料の粒子を前記型に向かって飛ばす過程であることを特徴とする付記2から7のうちいずれか1項記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 8)
The nanostructure manufacturing method according to any one of appendices 2 to 7, wherein the deposition step is a step of flying particles of the resistant material toward the mold by MBE.
(付記9)
前記堆積過程が、前記耐性材料として、互いに異なる複数種類の耐性材料を用いて、該複数種類の耐性材料それぞれの粒子を前記型に向かって順次に飛ばして積層することで、該型の凸部上及び/又は凹部内に多層構造の膜を形成する過程であることをことを特徴とする請求項1から8のうちいずれか1項記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 9)
The deposition process uses a plurality of different types of resistant materials as the resistant material, and sequentially stacks the particles of the plurality of types of resistant material toward the mold, thereby stacking the convex portions of the mold. The method for producing a nanostructure according to any one of claims 1 to 8, which is a process of forming a film having a multi-layer structure on and / or in a recess.
(付記10)
前記型のナノサイズの凹凸よりも目が粗いフィルタを用い、前記型除去過程の後で、前記耐性材料からなるナノサイズの構造体以外の不要物を除去するフィルタリング過程を有することを特徴とする請求項1から9のうちいずれか1項記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 10)
A filter having a coarser grain than the nano-sized irregularities of the mold is used, and after the mold removal process, there is a filtering process for removing unnecessary substances other than the nano-sized structure made of the resistant material. The method for producing a nanostructure according to any one of claims 1 to 9.
(付記11)
前記耐性材料が磁性材料であることをことを特徴とする付記1から10のうちいずれか1項記載のナノ構造体製造方法。
(Appendix 11)
11. The nanostructure manufacturing method according to any one of appendices 1 to 10, wherein the resistant material is a magnetic material.
(付記12)
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成し、該型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性が該材料よりも高い耐性材料の粒子を該型に向かって飛ばして、該耐性材料を該型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させ、該凸部上及び/又は該凹部内に前記耐性材料が堆積された型を前記除去処理によって除去し、該除去処理の後に残った、前記凸部上又は前記凹部内に堆積した前記耐性材料からなることを特徴とするナノ構造体。
(Appendix 12)
A mold having nano-sized irregularities is made of a predetermined material, and particles of a resistant material having higher resistance to the removal treatment for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the resistant material is Depositing on the convex part and / or in the concave part of the mold, removing the mold on which the resistant material is deposited on the convex part and / or in the concave part by the removing process, and remaining after the removing process; It consists of the said resistant material deposited on the said convex part or in the said recessed part, The nanostructure characterized by the above-mentioned.
(付記13)
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成し、該型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性が該材料よりも高い磁性材料の粒子を該型に向かって飛ばして、該磁性材料を該型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させ、該凸部上及び/又は該凹部内に前記磁性材料が堆積された型を前記除去処理によって除去し、該除去処理の後に残った、前記凸部上又は前記凹部内に堆積した前記磁性材料からなることを特徴とする磁性ナノ構造体。
(Appendix 13)
A mold having nano-sized irregularities is made of a predetermined material, and particles of a magnetic material having higher resistance to a removal process for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the magnetic material is Depositing on the convex part and / or in the concave part of the mold, removing the mold on which the magnetic material is deposited on the convex part and / or in the concave part by the removing process, and remaining after the removing process; A magnetic nanostructure comprising the magnetic material deposited on the convex portion or in the concave portion.
(付記14)
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成する型作成過程と、
前記型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性が該材料よりも高い磁性材料の粒子を前記型に向かって飛ばして、該磁性材料を該型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させる堆積過程と、
凸部上及び/又は凹部内に前記磁性材料が堆積された型を前記除去処理によって除去する型除去過程と、
前記型除去処理の後に残った、前記凸部上又は前記凹部内に堆積した前記磁性材料からなる構造体を、所定基板上に配列する配列過程とを有したことを特徴とする磁気記憶媒体製造方法。
(Appendix 14)
A mold creation process for creating a mold having nano-sized irregularities with a predetermined material,
The particles of the magnetic material having higher resistance to the removal process for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the magnetic material is deposited on the convex portion and / or the concave portion of the mold. The deposition process,
A mold removing step of removing the mold on which the magnetic material is deposited on the convex part and / or in the concave part by the removing process;
A magnetic storage medium manufacturing comprising: arranging a structure made of the magnetic material remaining on the convex portion or in the concave portion after the mold removal process on a predetermined substrate Method.
(付記15)
基板と、
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成し、該型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性が該材料よりも高い磁性材料の粒子を該型に向かって飛ばして、該磁性材料を該型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させ、該凸部上及び/又は該凹部内に前記磁性材料が堆積された型を前記除去処理によって除去し、該除去処理の後に残った、前記凸部上又は前記凹部内に堆積した前記磁性材料からなる構造体であって前記基板上に配列された構造体とを備えたことを特徴とする磁気記憶媒体。
(Appendix 15)
A substrate,
A mold having nano-sized irregularities is made of a predetermined material, and particles of a magnetic material having higher resistance to a removal process for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the magnetic material is Depositing on the convex part and / or in the concave part of the mold, removing the mold on which the magnetic material is deposited on the convex part and / or in the concave part by the removing process, and remaining after the removing process; A magnetic storage medium comprising: a structure made of the magnetic material deposited on the convex portion or in the concave portion and arranged on the substrate.
(付記16)
基板と、
ナノサイズの凹凸を有する型を所定材料で作成し、該型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性が該材料よりも高い磁性材料の粒子を該型に向かって飛ばして、該磁性材料を該型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させ、該凸部上及び/又は該凹部内に前記磁性材料が堆積された型を前記除去処理によって除去し、該除去処理の後に残った、前記凸部上又は前記凹部内に堆積した前記磁性材料からなる構造体であって前記基板上に配列された構造体とを備えた磁気記憶媒体;および、
前記磁気記憶媒体に対して情報記録及び/又は情報再生を行うヘッド;
を備えたことを特徴とする情報記憶装置。
(Appendix 16)
A substrate,
A mold having nano-sized irregularities is made of a predetermined material, and particles of a magnetic material having higher resistance to a removal process for removing the material constituting the mold are blown toward the mold, and the magnetic material is Depositing on the convex part and / or in the concave part of the mold, removing the mold on which the magnetic material is deposited on the convex part and / or in the concave part by the removing process, and remaining after the removing process; A magnetic storage medium comprising a structure made of the magnetic material deposited on the convex portion or in the concave portion and arranged on the substrate; and
A head for recording and / or reproducing information on the magnetic storage medium;
An information storage device comprising:
10 HDD
101 ハウジング
102 回転軸
103 磁気ヘッド
104 ヘッドジンバルアセンブリ
105 アーム軸
106 キャリッジアーム
107 アームアクチュエータ
200 磁気ディスク
201 ディスク基板
202 裏打ち層
203 中間層
204 保護層
205 潤滑層
210 記録層
211,710 磁性粒子
510 型
510a 穴
511 型基板
512 レジスト
520 モールド
530 磁性膜
540 懸濁液
601 研磨パッド
602 下地膜
610 剥離板
611 紫外線透過板
612 レジスト
651,652,653,654,655,656,657,720,730,740,750,760,770,780,790,800 構造体
711 下地層
712 硬磁性層
713 軟磁性層
10 HDD
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性が該材料よりも高い耐性材料であって、互いに異なる複数種類の耐性材料を用いて、該複数種類の耐性材料それぞれの粒子を前記型に向かって順次に飛ばして該型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させることで、該型の凸部上及び/又は凹部内に、その堆積の方向に起因した異方性を有する膜を形成する堆積過程と、
凸部上及び/又は凹部内に前記異方性を有する膜が形成された型を、該凹部の底を形成している部分も含めて、前記除去処理によって除去する型除去過程とを有したことを特徴とするナノ構造体製造方法。 A mold making process of creating a mold having a nano-sized unevenness and a recessed part being non-penetrating with a predetermined material,
Using a plurality of different types of resistant materials that are higher in resistance to the removal treatment for removing the material constituting the mold, the particles of the plurality of types of resistant material are directed to the mold. The film having anisotropy due to the direction of the deposition is formed on the convex part and / or the concave part of the mold by sequentially skipping and depositing on the convex part and / or the concave part of the mold. The deposition process
A mold removing step of removing the mold in which the film having anisotropy is formed on the convex part and / or in the concave part, including the part forming the bottom of the concave part, by the removing process. The nanostructure manufacturing method characterized by the above-mentioned.
前記型の凸部に堆積した前記耐性材料を除去する材料除去過程を有し、
前記型除去過程が、前記材料除去過程の後で実行される過程であることを特徴とする請求項1記載のナノ構造体製造方法。 The deposition process is a process of depositing the resistant material on both the concave portion and the convex portion of the mold;
A material removal process for removing the resistant material deposited on the convex portions of the mold;
2. The method of manufacturing a nanostructure according to claim 1, wherein the mold removing process is a process executed after the material removing process.
前記材料除去過程が、前記第2の除去処理で前記下地膜を除去することで、前記凸部に堆積した前記耐性材料を除去する過程であることを特徴とする請求項2記載のナノ構造体製造方法。 As the mold, the mold creation process is a base film made of a material having a lower resistance to the second removal process different from the removal process on the convex portion than both the material of the mold and the resistant material. Is the process of creating what has
3. The nanostructure according to claim 2, wherein the material removing process is a process of removing the resistant material deposited on the convex portion by removing the base film in the second removing process. Production method.
前記型を構成した材料を除去する除去処理に対する耐性が該材料よりも高い磁性材料であって、互いに異なる複数種類の磁性材料を用いて、該複数種類の磁性材料それぞれの粒子を前記型に向かって順次に飛ばして該型の凸部上及び/又は凹部内に堆積させることで、該型の凸部上及び/又は凹部内に、その堆積の方向に起因した異方性を有する膜を形成する堆積過程と、 A magnetic material having higher resistance to the removal treatment for removing the material constituting the mold than the material, and using a plurality of different types of magnetic materials, the particles of the plurality of types of magnetic materials are directed to the mold. The film having anisotropy due to the direction of the deposition is formed on the convex part and / or the concave part of the mold by sequentially skipping and depositing on the convex part and / or the concave part of the mold. The deposition process
凸部上及び/又は凹部内に前記異方性を有する膜が形成された型を、該凹部の底を形成している部分も含めて、前記除去処理によって除去する型除去過程と、 A mold removing process in which the mold on which the film having anisotropy is formed on the convex part and / or in the concave part is removed by the removing process, including the part forming the bottom of the concave part,
前記型除去過程の後に残った、前記凸部上又は前記凹部内に形成された前記異方性を有する膜からなる構造体を、所定基板上に配列する配列過程とを有したことを特徴とする磁気記憶媒体製造方法。 An arraying step of arranging a structure made of the anisotropic film formed on the convex portion or in the concave portion remaining after the mold removing step on a predetermined substrate. A method of manufacturing a magnetic storage medium.
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