圖案形成方法和磁記錄介質(zhì)的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請
[0002] 本申請要求以日本專利申請2014-92072號（申請日：2014年4月25日）為基礎(chǔ) 申請的優(yōu)先權(quán)。本申請通過參照該基礎(chǔ)申請而包含基礎(chǔ)申請的所有內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的實(shí)施方式涉及圖案形成方法和磁記錄介質(zhì)的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 以數(shù)nm~數(shù)百nm的周期規(guī)則排列的微細(xì)結(jié)構(gòu)，能夠應(yīng)用于催化劑、防反射膜、電 路、磁記錄介質(zhì)等各種技術(shù)。要制作那樣的結(jié)構(gòu)的話，可以舉出利用電子束和/或紫外光的 繪圖裝置在抗蝕劑上繪制圖案的方法、利用二嵌段共聚物和/或微粒的自組織化現(xiàn)象的方 法等。
[0005] 特別是如果將微粒用于圖案形成，則有與使用二嵌段共聚物和/或抗蝕劑不同的 優(yōu)點(diǎn)。由無機(jī)物形成的微粒，具有與有機(jī)物不同的蝕刻耐性，因此通過適當(dāng)選擇形成微粒的 材料，能夠使在接下來的過程中的蝕刻選擇比、生長選擇比成為優(yōu)選的值。
[0006] 但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，難以使由所希望的材料形成的微粒具有一定間隔地單層排 列于基板上。為了微粒的規(guī)則排列，需要在微粒中混合高粘度的粘度調(diào)整劑。但是，例如Fe 微粒的情況下，在混合了粘度調(diào)整劑的時(shí)刻粒子凝聚，涂布本身變得困難。另外，能夠在Au 粒子的周圍以聚苯乙烯類為保護(hù)基進(jìn)行取代，但在這樣的方法中存在難以通過旋涂而使其 最密排列的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的實(shí)施方式，提供一種能夠形成面內(nèi)均勻性良好的周期性圖案的圖案形成 方法和磁記錄介質(zhì)的制造方法。
[0008] 根據(jù)實(shí)施方式，能夠提供一種圖案形成方法，該方法包括：
[0009] 在基板上，向具有表面極性與該基板相近的第1保護(hù)基、且至少在表面具有選自 鋁、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、釔、鋯、錫、鑰、鉭、鎢、金、銀、鈀、銅、鉬、及其氧化物中的材 料的微粒添加第2保護(hù)基和第2溶劑，調(diào)制第2分散液的工序；
[0010] 在該第2分散液中用該第2保護(hù)基修飾具有該第1保護(hù)基的微粒，形成具有該第 1保護(hù)基和第2保護(hù)基的微粒的工序；
[0011] 向包含具有該第1保護(hù)基和第2保護(hù)基的微粒的分散液添加粘度調(diào)整劑，調(diào)制該 微粒涂布液的工序；
[0012] 涂布該微粒涂布液，在上述基板上形成微粒層的工序。
【附圖說明】
[0013] 圖1是表示采用實(shí)施方式涉及的方法能夠制成的周期性圖案的例子的圖。
[0014] 圖2是表示采用實(shí)施方式涉及的方法能夠做成的周期性圖案的例子的圖。
[0015] 圖3是將能夠應(yīng)用實(shí)施方式涉及的磁記錄介質(zhì)的磁記錄再生裝置的一例部分拆 解的立體圖。
[0016] 圖4是表示第1實(shí)施方式中所使用的周期性圖案的形成方法的一例的流程圖。
[0017] 圖5(a)~（d)是表示形成第1實(shí)施方式涉及的磁記錄介質(zhì)的工序的概略性的截 面圖。
[0018] 圖6是表示第1實(shí)施方式中所使用的周期性圖案的形成方法的另一例的流程圖。
[0019] 圖7(a)~（d)是表示第1實(shí)施方式涉及的磁記錄介質(zhì)的制造工序的變形例的概 略性的截面圖。
[0020] 圖8(a)~（e)是表示形成第2實(shí)施方式涉及的磁記錄介質(zhì)的工序的概略性的截 面圖。
[0021] 圖9(a)~（e)是表示形成第2實(shí)施方式涉及的磁記錄介質(zhì)的工序的另一例的概 略性的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下對實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0023] 根據(jù)第1實(shí)施方式，能夠提供一種磁記錄介質(zhì)的制造方法，該制造方法的特征在 于，具備：
[0024] 在基板上，向具有表面極性與基板相近的第1保護(hù)基、且至少在表面具有選自鋁、 鈦、銀、鉻、猛、鐵、鈷、鎳、鋅、趙、錯(cuò)、錫、鑰、鉭、和鶴、金、銀、把、銅、鉬、及其氧化物中的材料 的微粒添加第2保護(hù)基和第2溶劑，調(diào)制第2分散液的工序；
[0025] 在該第2分散液中用該第2保護(hù)基修飾具有該第1保護(hù)基的微粒，形成具有該第 1保護(hù)基和第2保護(hù)基的微粒的工序；
[0026] 向包含具有該第1保護(hù)基和第2保護(hù)基的微粒的分散液添加粘度調(diào)整劑，調(diào)制微 粒涂布液的工序；
[0027] 涂布微粒涂布液，在基板上形成單層的微粒層，形成由微粒構(gòu)成的周期性圖案的 工序；以及
[0028] 在周期性圖案上形成磁記錄層的工序。
[0029] 根據(jù)第1實(shí)施方式，能夠得到在單層的微粒層中各微粒不凝聚地排列的周期性圖 案，所述單層的微粒層，是在微粒的周圍設(shè)置與基板相容性良好的第1保護(hù)基，而且向具有 第1保護(hù)基的微粒追加第2保護(hù)基，并使其分散于混合有所希望的粘度的粘度調(diào)整劑的溶 劑中，進(jìn)行涂布而能夠使微粒排列的層。由此，能夠得到粒子的尺寸分布低的圖案化介質(zhì)。 而且，后來添加的第2保護(hù)基，能夠以除了微粒表面以外還分散于分散液中的狀態(tài)存在，因 此所添加的第2保護(hù)基被填充到基板表面、微粒間，微粒間的分子間作用力均勻地發(fā)揮作 用，能夠提高排列性。
[0030] 在此，基板是微粒涂布液所應(yīng)用的層，根據(jù)需要，能夠?yàn)閱螌踊蚨鄬印?br>[0031] 根據(jù)第1實(shí)施方式，能夠提供一種圖案形成方法，該方法包括：
[0032] 在基板上，向具有表面極性與基板相近的第1保護(hù)基、且至少在表面具有選自鋁、 鈦、銀、鉻、猛、鐵、鈷、鎳、鋅、趙、錯(cuò)、錫、鑰、鉭、鶴、金、銀、把、銅、鉬、及其氧化物中的材料的 微粒添加第2保護(hù)基和第2溶劑而調(diào)制分散液，并在該分散液中用該第2保護(hù)基修飾具有 該第1保護(hù)基的微粒，形成具有該第1保護(hù)基和第2保護(hù)基的微粒的工序；
[0033] 向包含具有該第1保護(hù)基和第2保護(hù)基的微粒的分散液添加粘度調(diào)整劑，調(diào)制微 粒涂布液的工序；以及
[0034] 涂布微粒涂布液，在基板上形成微粒層的工序。
[0035] 第2實(shí)施方式涉及的磁記錄介質(zhì)的制造方法，其特征在于，具備：
[0036] 向具有表面極性與包含磁記錄層的基板相近的第1保護(hù)基、且至少在表面具有選 自鋁、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、鋅、釔、鋯、錫、鑰、鉭、鎢、金、銀、鈀、銅、鉬、及其氧化物中的 材料的微粒添加第2保護(hù)基和第2溶劑，調(diào)制第2分散液的工序；
[0037] 在第2分散液中用第2保護(hù)基修飾具有第1保護(hù)基的微粒，形成具有第1保護(hù)基 和第2保護(hù)基的微粒的工序；
[0038] 向包含具有第1保護(hù)基和第2保護(hù)基的微粒的分散液添加粘度調(diào)整劑，調(diào)制微粒 涂布液的工序；
[0039] 在上述基板上涂布微粒涂布液，形成單層的微粒層的工序；
[0040] 將由微粒層構(gòu)成的周期性圖案向上述磁記錄層轉(zhuǎn)印的工序。
[0041] 根據(jù)第2實(shí)施方式，能夠得到在單層的微粒層中各微粒不凝聚地排列的周期性圖 案。由此，能夠得到磁性體粒子的尺寸分布低的圖案化介質(zhì)。
[0042] 在此，所謂周期性圖案，指具有一定的規(guī)則性的圖案排列。圖案可以是凹凸的，可 以是化學(xué)組成不同的材料，也可以是其兩者。例如Fe微粒以埋入到聚甲基丙烯酸甲酯的基 質(zhì)中的狀態(tài)排列的情況下，雖沒有凹凸但成為化學(xué)組成不同的材料的排列。另外，通過RIE 工藝除去了聚甲基丙烯酸甲酯的基質(zhì)的情況下，僅殘存Fe微粒并成為凹凸圖案。所謂一定 的規(guī)則性，意味著利用凹凸和/或化學(xué)組成不同的材料，且其一方進(jìn)行排列。排列可以是六 方最密排列，也可以是正方排列。排列表示包含至少大于或等于100個(gè)的圖案。將規(guī)則排 列的區(qū)域稱為域（domain)，實(shí)施方式中的微粒排列體，能夠具有多個(gè)域。在域和域的邊界排 列被打亂。
[0043] 另外，所謂磁性體粒子，表示在磁記錄層中，磁性體作為單一粒子引起磁化反轉(zhuǎn)的 區(qū)域?？梢耘e出例如具有規(guī)則結(jié)構(gòu)的磁性體粒子。所謂規(guī)則結(jié)構(gòu)，可以是單晶，可以是如L1。 結(jié)構(gòu)那樣的交替疊層膜，也可以是保持了相同的面取向的人造晶格那樣的結(jié)構(gòu)。另外，顆粒 介質(zhì)之類的磁性體顆粒埋入到非磁性基質(zhì)那樣的結(jié)構(gòu)的情況下，基質(zhì)內(nèi)的磁性體部分是在 本申請中所說的磁性體粒子。磁性體粒子的粒子尺寸分布，與記錄再生時(shí)的抖動(dòng)噪聲直接 關(guān)聯(lián)。粒子尺寸分布少的介質(zhì)是理想的。在本申請中，由于利用微粒的周期性圖案將磁記 錄層分隔，因此微粒的粒子尺寸分布與磁性體顆粒的粒子尺寸分布大致等同。
[0044] 另外，基板是微粒涂布液所應(yīng)用的層，根據(jù)需要，能夠成為單層或多層。
[0045] 根據(jù)實(shí)施方式，能夠在微粒的周圍設(shè)置與基板相容性良好的第1保護(hù)基，進(jìn)而向 具有第1保護(hù)基的微粒追加第2保護(hù)基，并使其分散于混合有所希望的粘度的粘度調(diào)整劑 的溶劑中，進(jìn)行涂布而使微粒排列。此時(shí)，通過調(diào)整溶劑和保護(hù)基、粘度調(diào)整劑的溶解性，使 得粘度調(diào)整劑和保護(hù)基很好地混合，由此雖然根據(jù)涂布條件不是最密的，但能夠規(guī)則地排 列微粒。而且，后來添加的第2保護(hù)基，能夠以除了微粒表面以外還分散于分散液中的狀態(tài) 存在，因此所添加的第2保護(hù)基被填充到基板表面、微粒間，微粒間的分子間作用力均勻地 發(fā)揮作用，能夠提高排列性。
[0046] 另外，關(guān)于微粒的應(yīng)用，在具有以圖案化介質(zhì)為首的納米結(jié)構(gòu)的器件中，能夠使微 粒以高密度向基板上最密填充并且進(jìn)行排列。或者，作為形成納米結(jié)構(gòu)的模板來考慮。在 使微粒向基板上單層排列時(shí)成為問題的是微粒和基板的涂布性和密著性。如果密著性過強(qiáng) 則微粒單獨(dú)地吸附于基板上，不進(jìn)行排列。但是，如果密著性弱，則微粒不殘留于基板之上。 根據(jù)實(shí)施方式，在微粒的周圍使表面極性與基板相近的第1保護(hù)基化合，能夠進(jìn)行單層涂 布。而且，通過在微粒分散液之中混合粘度高的粘度調(diào)整劑，能夠使微粒規(guī)則排列。采用該 方法排列的直徑小于或等于IOnm的粒子，能夠作為磁記錄介質(zhì)的模板使用。
[0047] 如果采用第3實(shí)施方式涉及的圖案形成方法，則能夠得到各微粒不凝聚地排列的 周期性圖案。所添加的第2保護(hù)基，被填充到基板表面、微粒間，微粒間的分子間作用力均 勻地發(fā)揮作用，能夠提高排列性。
[0048] 在此，基板是向其表面涂布微粒涂布液的基板，包含：最終與微粒一同形成周期性 圖案的層、被加工成周期性圖案的層、或最終被加工成周期性圖案的層與從該層除去的層 的疊層等。
[0049]〈微粒〉
[0050] 在實(shí)施方式中所使用的微粒是指粒徑為Inm~1 μ m左右的微粒。在使用于磁記 錄介質(zhì)中的情況下，粒徑，包括保護(hù)基在內(nèi)能夠設(shè)為小于或等于20nm。形狀大多為球形，但 也可以呈現(xiàn)四面體、長方體、八面體、三棱柱、六棱柱、或圓筒形等的形狀。在考慮到規(guī)則地 排列的情況下，能夠提高形狀的對稱性。上述微粒，為了提高涂布時(shí)的排列性，優(yōu)選粒徑分 散小。例如用于HDD介質(zhì)的情況下，粒徑分散優(yōu)選為小于或等于20%，進(jìn)一步優(yōu)選為小于或 等于15%。如果粒徑分散小，則能夠降低HDD介質(zhì)的振動(dòng)噪聲。如果分散超過20%，則與 通過濺射制作的以往的介質(zhì)相比，沒有粒徑分散的優(yōu)點(diǎn)。
[0051] 微粒的材料，優(yōu)選為金屬或無機(jī)物、或者它們的化合物。具體而言，可以舉出A1、 Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Y、Zr、Sn、Mo、Ta、W、Au、Ag、Pd、Cu、Pt 等。另外，也能夠使用它 們的氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硫化物等。粒子可以是結(jié)晶性的，也可以是非晶。例 如可以是如由FeO x(x = 1~1. 5)覆蓋在Fe的周圍的結(jié)構(gòu)那樣的芯殼型的粒子。在芯殼 型的情況下，可以是SiO2覆蓋Fe3O 4的周圍那樣的、組成不同的材料。此外，也可以如Co/Fe 那樣的金屬芯殼型的表面被氧化而成為如Co/Fe/FeOx那樣的大于或等于3層的結(jié)構(gòu)。如 果主成分是上述舉出的物質(zhì)，則也可以是例如如Fe 50Pt5。那樣的、與Pt、Ag等貴金屬的化合 物。但是，貴金屬的比率超過50%的情況下，由于保護(hù)基的結(jié)合變得難以進(jìn)行，因此不適當(dāng)。
[0052] 由于微粒的排列在溶液系中進(jìn)行，因此微