CN105321537A - 粒子层的涂布方法、及磁记录介质的制造方法 - Google Patents

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CN105321537A CN201410738831.9A CN201410738831A CN105321537A CN 105321537 A CN105321537 A CN 105321537A CN 201410738831 A CN201410738831 A CN 201410738831A CN 105321537 A CN105321537 A CN 105321537A
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Abstract

本发明的实施方式提供一种粒子层的涂布方法，所述方法可以得到间距分散良好的粒子排列。根据实施方式，得到一种粒子层的涂布方法，所述方法包括以下工序：使粒子分散于溶剂中从而制作成粒子涂布液，所述粒子在表面具有使用第一高分子材料形成的第一被覆层；以及在基板上涂布粒子涂布液从而形成单粒子层，所述基板具有使用与第一高分子材料具有相同骨架的第二高分子材料形成的第二被覆层。

Description

粒子层的涂布方法、及磁记录介质的制造方法
相关申请
本申请要求以日本专利申请2014-150664号(申请日：2014年7月24日)为基础申请的优先权。本申请通过引用该基础申请而包含基础申请的全部内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及粒子层的涂布方法、及磁记录介质的制造方法。
背景技术
以数nm～数百nm的周期规则排列的微细结构可应用于磁记录介质以及半导体器件或光子晶体、防反射膜及吸附基板等技术。
为制作这种结构，可举出使用电子射线、紫外线等描绘装置等在抗蚀剂上描绘图案的方法，利用二嵌段共聚物、粒子的自组装现象的方法等。特别是在使用了粒子的图案形成方法中，与抗蚀剂或二嵌段共聚物等有机材料不同，可以使用无机材料，特别是可以使用金属材料，在后续的转印蚀刻工艺中，可以将蚀刻选择比设为优选的选择比。但是，在现有的涂布技术中，在基板上形成单粒子层时，伴随粒子排列的改善，在粒子间产生裂纹，使间距分散恶化。
为了使粒子最密排列，例如像美国专利第7520933号说明书那样，有使用浸涂法利用毛细管力使粒子单层且最密排列的技术。但是，该方法中，在将粒子最密排列时，粒子会发生轻微的移动，在粒子间产生裂纹。
另外，作为改善这种裂纹的方法，例如日本专利公开公报2008-262677号中，通过使用添加了过量的有机稳定剂的粒子溶液、实施加热处理来改善平坦性及排列性。但是，该方法中，由于存在于粒子间的有机稳定剂的量存在分散，所以粒子间的距离会发生变化。因此，粒子间难以实现均匀的相互作用，会使排列恶化。
发明内容
本发明的实施方式的课题是获得间距分散良好的粒子的排列。
根据实施方式，提供一种粒子层的涂布方法，包括以下工序：使粒子分散于溶剂中从而制作粒子涂布液的工序，所述粒子在表面具有使用第一高分子材料形成的第一被覆层；以及在基板上涂布粒子涂布液从而形成单粒子层的工序，所述基板具有使用与所述第一高分子材料具有相同骨架的第二高分子材料形成的第二被覆层。
附图说明
图1是表示保护基的重均分子量与粒子间隔的关系的曲线图。
图2是表示采用浸涂法的单粒子层的涂布工序的一例的示意图。
图3是图2的局部放大图。
图4(a)～图4(d)是表示实施方式所涉及的磁记录介质的制造方法的一例的概略图。
具体实施方式
实施方式所涉及的粒子层的涂布方法包括以下工序：使粒子分散于溶剂中从而制作粒子涂布液的工序，所述粒子在表面具有使用第一高分子材料形成的第一被覆层；以及在基板上涂布粒子涂布液从而形成单粒子层的工序，所述基板具有使用与第一高分子材料具有相同骨架的第二高分子材料形成的第二被覆层。
根据实施方式所涉及的粒子层的涂布方法，通过使由第一高分子材料被覆的粒子分散于溶剂中，将其涂布在由具有与第一高分子材料相同骨架的第二高分子材料被覆的基板上，可以容易地在基板上形成具有间距分散良好的粒子的排列的单粒子层。
实施方式所涉及的磁记录介质的制造方法包括以下工序：使粒子分散于溶剂中从而制作粒子涂布液的工序，所述粒子在表面具有使用第一高分子材料形成的第一被覆层；在基板上涂布粒子涂布液从而形成单粒子层的工序，所述基板具有使用与第一高分子材料具有相同骨架的第二高分子材料形成的第二被覆层；以及在单粒子层上形成磁记录层的工序。
根据实施方式所涉及的磁记录介质的制造方法，通过使由第一高分子材料被覆的粒子分散于溶剂中，将其涂布在由具有与第一高分子材料相同骨架的第二高分子材料被覆的基板上，可以容易地在基板上形成得到间距分散良好的粒子的排列的单粒子层，通过将该单粒子层作为籽晶层而在其上形成磁记录层，可以得到具备磁记录层的磁记录介质，所述磁记录层具有间距分散良好的微细图案。
粒子
实施方式中所使用的粒子可具有1nm～1μm左右的平均粒径。粒子的形状多为球形，但也可以是四面体、长方体、八面体、三棱柱、六棱柱、圆筒形等形状。在考虑到使粒子最密排列的情况下，优选形状的对称性高。对于粒子，为了提高涂布时的排列性，优选粒径分散小。粒径分散和取向分散(间距分散)之间存在比例关系，例如，在粒径分散为10％左右的情况下，该粒子排列而形成的单粒子层的粒子的间距分散为7％左右，在粒径分散为15％左右的情况下，间距分散为10％，在粒径分散30％左右的情况下，间距分散为17％。因此，粒子分散优选为15％以下，进一步优选为10％以下。
微粒子的材料优选为金属或无机物、或它们的化合物。具体而言，作为微粒子的材料，可举出Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Y、Zr、Sn、Mo、Ta、W、Au、Ag、Pd、Cu、Pt等。另外，也可以使用它们的氧化物、氮化物、硼化物、碳化物、硫化物等。粒子可以是结晶性的，也可以是非晶的。例如，像在Fe的周围覆盖了FeOx(x＝1～1.5)的结构那样，也可以为核壳型的粒子。在核壳型的情况下，也可以为像Fe3O4的周围被SiO2覆盖那样的组成不同的材料。此外，也可以是将Co/Fe这样的金属核壳型的表面氧化从而形成Co/Fe/FeOx这样的3层以上的结构。只要主成分为上述列举的成分，则也可以是例如像Fe50Pt50那样与Pt和Ag等贵金属的化合物。
由于微粒子的排列在溶液系中进行，所以，微粒子在以带有后述的保护基的状态稳定地分散于溶液中的状态下使用。
保护基(第一高分子材料)
作为可用作第一高分子材料的保护基，可以举出在末端带有羧基或硫醇基等反应性官能团的有机物。
通常，羧基可以与Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Zn、Y、Zr、Sn、Mo、Ta、W等粒子良好地反应，硫醇基可以与Au、Ag、Pd、Cu、Pt等粒子发生反应。如果是两种的合金，则可以使用含量多的材料，或者如Fe50Pt50那样组成比为同程度的情况下，也可以同时使用两者。在这种情况下，认为Fe侧带有羧基，Pt侧带有硫醇基。
可以使保护基的反应性官能团与微粒子结合，使用保护基的主链来进行粒子间隔调节或进行用于排列的极性调节。极性通常可使用溶解度参数(SP值)良好地说明。就SP值而言，例如在如水那样极性大的物质的情况下，值增大，在极性小的物质的情况下，值减小。在碳(C)、硅(Si)表面的情况下，期望SP值为25MPa1/2以下。有机物的主链优选一般的烃(CnH2n +1)、含有一个或多个或双键或三键的主链、以聚苯乙烯为主的芳香族烃、聚酯、聚醚类。例如，对于具有羧基的物质，如果是饱和烃，则可以举出癸酸、月桂酸、棕榈酸、硬脂酸，如果是不饱和烃，则可以举出棕榈油酸、油酸、亚油酸、亚麻酸等。对于硫醇基，同样地可以举出CnH2n+1-硫醇、CnH2n-硫醇等。另外，主链可以使用聚酯、聚乙烯、环氧树脂、聚氨酯、聚苯乙烯、聚丙烯等聚合物。由于是使保护基从后面发生反应的工艺，所以可具有分支少的直链状结构。特别是在使用聚苯乙烯类的情况下，由于该SP值取接近涂布溶剂的值，所以溶解性及涂布性良好。
保护基不仅可加宽粒子间隔，而且还具有改善粒子的排列的效果。粒子的排列需要在溶剂干燥时粒子能够自由移动的物理空间。在粒子间隔窄的情况下，粒子彼此间的范德华力的影响强，会妨碍粒子的运动。特别是在没有保护基而粒子彼此暴露的情况下，粒子彼此凝集，粒子不能进行移动。通过在粒子的表面修饰保护基、扩大粒子彼此的间隔，可以抑制作用于粒子间的范德华力的影响，不会妨碍粒子的运动，可以改善排列。
图1是对于以聚苯乙烯为保护基的情况表示保护基的重均分子量与粒子间隔的关系的曲线图。
图中，如曲线101所示，如果保护基的分子量增高，则粒子间隔增大。
在将粒子作为内存或存储器等的记录图案使用的情况下，由于粒子间隔变大，所以图案密度降低。粒子间隔相对于粒子的直径优选为10％～200％之间。因此，保护基的分子量可以设为100～50000的范围。此外，作为第一高分子材料，优选使用具有1000～50000之间的分子量的聚苯乙烯。另外，没有特别说明的分子量是指数均分子量。
基板处理剂(第二高分子材料)
可作为基板处理剂使用的第二高分子材料优选为与被覆粒子的表面的保护基(第一高分子材料)相同的材料。具体而言，用作基板处理剂的有机物的主链为一般的烃(CnH2n+1)、含有一个或多个或双键或三键的主链，优选为以聚苯乙烯为主的芳香族烃、聚酯、聚醚类。例如，主链也可以是聚酯、聚乙烯、环氧树脂、聚氨酯、聚苯乙烯、及聚丙烯等高分子。对于基板与基板处理剂的反应，可以使用以下方法：使用羟基进行水解反应的方法、利用硅烷偶联进行的反应等。
至于分子量，与保护基不同，并没有限制，但是优选为1000～50000之间。在基板表面的反应基团少的情况下，如果分子量低于3000，则基板表面的被覆率变差，存在使粒子的排列恶化的可能性。因此，分子量更优选为3000以上。
进一步优选的是，第二高分子材料为具有1000～50000之间的分子量的聚苯乙烯。
通过使基板处理剂为与粒子的保护基相同的材料，可以增强粒子-基板间的相互作用，可以抑制在溶剂干燥时产生的裂纹。
这里，用作基板处理剂的、与被覆粒子的表面的保护基相同材质的高分子是指，只要骨架的主要的部分为同一高分子即可，在被覆粒子的表面的保护基为聚苯乙烯的情况下，可以使用下述化学式(1)～(4)所示的结构的材料。
上述式中，作为X，可以采用各种官能团。作为这样的官能团，例如可以举出氨基、羟基、硝基、卤素基团等。
另外，上述式中，作为Y，除了与X同样的各种官能团之外，如果主要的高分子的比例为50％以上，则还可以使用高分子。例如，作为Y，可以使用PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)，也可以是结合了PS(聚苯乙烯)和PMMA的嵌段共聚物。
溶剂
作为使粒子分散的溶剂，优选与上述的粒子保护基的亲和性高的溶剂。在通过旋涂法进行涂布的情况下，优选沸点为150℃左右的溶剂，在通过浸涂法涂布粒子的情况下，优选沸点为80℃左右。
例如，在使用旋涂法的情况下，可以使用二甲苯、环己酮、丙二醇单甲醚、乙酸丁酯、PGMEA(丙二醇单甲醚乙酸酯)、二乙二醇二甲醚等。另外，在使用浸涂法的情况下，可以使用己烷、MPK(甲基丙基酮)、MEK(丁酮)、乙酸乙脂、乙二醇二甲醚(DME)、THF(四氢呋喃)、环己烷、二氯乙烷等。特别是作为浸涂所使用的溶剂，优选具有链状结构的溶剂。作为具有链状结构的溶剂，例如可举出MPK、MEK和乙酸乙脂、乙二醇二甲醚等。在具有链状的结构的溶剂中，优选具有酮结构的溶剂例如MPK、MEK、乙酸乙脂。另外，更优选具有10以上的相对介电常数的溶剂例如MPK、MEK。
下述表1中，对于可用于实施方式的溶剂的若干例子，示出了粒子的被覆性、SP值、相对介电常数、及结构式。
另外，粒子的被覆性可通过利用原子力显微镜(AFM)或扫描型电子显微镜(SEM)进行测定来评价。
分别将在基板上形成单粒子层的比例为90％以上的情况评价为◎，将60％以上的情况评价为○，将60％以下的情况评价为×。
表1
涂布方法
为了将粒子涂布于基板，可以使用旋涂法、浸涂法、L(朗缪尔)法等。
在旋涂法中，将调整了浓度的粒子涂布液滴到基板上，使基板旋转而使溶剂干燥。此时，可以通过转速来控制膜厚。
在浸涂法中，将调整了浓度的粒子涂布液盛装于容器中，在容器内的粒子涂布液中浸渍基板，通过提拉基板时的粘性力及分子间力使微粒子附着在基板上。另外，可以通过提拉的速度来控制膜厚。在旋涂法中，在通过转速控制膜厚时多余的粒子涂布液被废弃，但是在浸涂法中，由于在通过提拉控制膜厚时多余的粒子涂布液返回到容器内，所以废弃量减少。
在L法中，通过使粒子保护基的极性与溶剂的极性不同，在形成粒子以单层浮在表面上的状态后，提拉浸渍的基板，可以使微粒子在基板上排列。
提拉速度
在下述表2中示出了粒子的被覆性的评价、以及示出了100个基板中没有面内分布的样品数作为成品率，所述粒子是在以下情况下形成的：使用分子量5000的PS作为粒子保护基，使用分子量14000的PS进行3英寸的硅基板的表面处理，使用DME(乙二醇二甲醚)作为使粒子分散的溶剂，使用将直径10nm的金微粒子调节为浓度3g/cc的粒子溶液，以各提拉速度对100个基板进行提拉。对于面内分布，除了使用光学显微镜之外，还可以使用光谱椭偏仪进行测量，对于在基板的80％的区域中膜厚分布在±10％以内的情况，判定为没有膜厚分布。
表2
在下述表3中评价粒子的被覆性，所述粒子是在以下情况下形成的：使用分子量5000的PS作为粒子保护基，使用分子量14000的PS进行3英寸的硅基板的表面处理，使用MEK作为使粒子分散的溶剂，将直径10nm的金微粒子以3mg/cc的浓度调制成粒子涂布液，以各提拉速度进行提拉。另外，作为成品率，示出了100个中的3英寸硅基板没有面内分布的样品数。
表3
由上述表可知，DME及MEK这两溶剂在提拉速度0.1mm/秒～10mm/秒的区域，成品率均为50％以上。另外，在提拉速度0.5mm/秒～5mm/秒的区域，成品率为80％，从而更优选。
如果使提拉速度大于10mm/秒，则由于溶剂的干燥在提拉基板之后完成，所以受到气流等外部干扰的影响，导致妨碍成品率及粒子的被覆性的结果。另一方面，如果使速度低于0.1mm/秒，则提拉基板的时间为长时间，由于在提拉中产生的外部干扰的影响而导致液面发生振动，成品率降低。
下面，参照附图对实施方式进行说明。
实施例1
粒子涂布液的制作
以如下方式制作粒子涂布液。
首先，在粒子表面形成包含聚苯乙烯(PS)的保护基。
准备Aldrich社制的具有癸硫醇末端基的Au粒子(平均粒径10nm)的甲苯分散液。将该Au粒子的甲苯溶液进一步用甲苯稀释，制作成浓度0.1wt％的粒子溶液A。
另外，作为第一高分子材料，准备末端具有硫醇基(-SH基)且分子量为5000的PS，使其在甲苯中以1.0wt％的浓度溶解，制作成PS溶液X。
然后，将粒子溶液A和PS溶液X以体积比1:1混合，制作成粒子溶液B，使其在室温中反应24小时。通过该反应，癸硫醇末端的Au粒子的表面和聚苯乙烯的硫醇基发生反应，在粒子的表面形成PS层。反应后，将作为PS的贫溶剂的乙醇混合于粒子溶液B中，通过进行离心分离，将溶剂和粒子分离，得到由作为第一高分子的聚苯乙烯被覆了的Au粒子。
为使Au粒子再分散，使用2-丁酮(MEK)作为溶剂，使其溶解于MEK中，制作成Au粒子浓度3mg/cc的粒子涂布液C。
基板表面处理
接着，进行基板的表面处理。
至于基板，使用3英寸的Si基板，在供于实验之前用UV清洗机进行10分钟清洗，然后准备末端具有羟基的分子量9800的PS作为第二高分子，通过PGMEA稀释为质量百分率浓度1％，将其滴下，通过旋涂形成涂布膜。然后，在真空环境下以170℃进行20小时热处理，在基板上形成PS的化学吸附层。然后，在基板上滴下PGMEA，使未被用于化学吸附的剩余的PS溶解，同时进行基板的清洗。然后，通过摇动旋转使溶剂挥发，得到表面具有PS化学吸附层的基板。化学吸附层的膜厚可通过PS的分子量来控制，这里，使用PS的分子量9800的材料，形成膜厚7.5nm的化学吸附层。
根据需要，在基板的背面也可以进行同样的表面处理。
单粒子层的形成
接着，通过浸涂法形成粒子层。
图2示出了表示采用浸涂法的单粒子层的涂布工序的一例的示意图。
图3示出了图2的区域13的局部放大图。
如图所示，粒子涂布液C盛装在在容器14之中。
在粒子涂布液C中，包含Au粒子10和被覆于Au粒子10表面的聚苯乙烯保护基1的粒子11被分散于溶剂6(MEK)中。
将通过与聚苯乙烯保护基的材料分子量不同的聚苯乙烯被覆层2进行了表面处理的基板20以相对于粒子涂布液C的液面垂直的方式进行浸渍，浸渍基板20整体。然后，为了抑制浸渍时产生的液面的振动，静止30秒，以1mm/秒的速度提拉，从而在基板20全部区域形成粒子层5。
此时，在1mm/秒的提拉速度下，在从液面4提起2～5mm左右的位置进行溶剂的干燥，在基板上产生伴随干燥的干涉条纹。在基板上的干涉条纹消失，溶剂干燥后，使用原子力显微镜(AFM)确认表面性，结果确认了在10μm的范围形成了单粒子层的样子。另外，通过扫描型电子显微镜(SEM)确认粒子排列，结果可知各粒子发生最密填充，间距分散为7.8％。可以通过提拉速度来控制形成于基板上的粒子的膜厚(层数)，在基板上形成多层的情况下，可以减缓提拉速度，减少在基板上涂布的液量，在基板上产生没有粒子的区域(空隙)的情况下，通过加快提拉速度，可以使基板上涂布的液量增加，可以改善空隙。另外，在1mm/秒的速度下的提拉中，在形成于基板上的粒子层大幅偏离目标的单层的情况下，也可以通过调节粒子溶液的浓度来进行改善。例如，在基板上形成了多层粒子层的情况下，只要降低粒子的浓度即可，在基板上产生了空隙的情况下，只要提高粒子的浓度即可。
通过浸涂法制作的粒子层被制作在基板两面。在本实施例的情况下，在基板表面处理工序中，由于对一面没有进行基板的表面处理，所以在进行了表面处理的表面形成单粒子层，在未进行表面处理的面，Si表面露出，因此，单粒子层的区域为整体的50％左右。
另外，在另外使用实施了PMMA处理的基板，作为粒子的表面处理采用使用了PMMA的涂布溶液代替粒子涂布液C的情况下，通过AFM评价形成粒子层后的粒子的被覆性，结果发现，通过实施PMMA处理作为基板的表面处理，可以使单粒子层部分(1层部)的面积相对于基板上的粒子层整体的面积的比率为100％。
比较例1-1～1-5
作为比较例1-1～1-5，示出粒子表面与基板表面的处理高分子层的材料不同的例子。
作为基板，使用实施了UV清洗的Si基板及通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)实施了表面处理的Si基板，除此之外，以与实施例1同样的方式形成单粒子层。即，利用PS作为粒子表面的保护基。
其结果发现，在实施了PMMA处理的基板(比较例1-1)上，虽然大致可以涂布成一层，但各处都混合着不存在粒子的空隙区域和粒子彼此层叠了的多层区域。另外可以发现，在进行了UV清洗的基板(比较例1-2)中，单粒子层部减少，成为二层以上的多层部增加。使用AFM在30μm×30μm的区域评价粒子的被覆性，测定0层部(空隙部)、1层部(单粒子层部)、2层部以上(多层部)的比率。
所得结果在下述表4中示出。
表4
基板表面处理方法 0层部 1层部 2层以上部
实施例1 PS 0 100 0
比较例1-1 PMMA 5 90 5
比较例1-2 UV清洗 30 50 20
制作了以下三种粒子涂布液。
使用癸烷代替PS溶液X中的聚苯乙烯，除此之外，以与实施例1同样的方式制作粒子涂布液。
另外，使用PMMA代替PS溶液X中的聚苯乙烯，除此之外，以与实施例1同样的方式制作粒子涂布液。
此外，使用聚乙二醇(PEG)代替PS溶液X中的聚苯乙烯，除此之外，以与实施例1同样的方式制作粒子涂布液。
将各粒子涂布液应用于实施了PS处理的基板上，形成单粒子层。
通过AFM评价形成后的粒子的被覆性。其结果在下述表5中示出。
表5
保护基 0层部 1层部 2层以上部
实施例1 PS 0 100 0
比较例1-3 PMMA 5 90 5
比较例1-4 癸烷 5 95 0
比较例1-5 PEG 10 70 20
比较例2
作为比较例2，示出了使用未被覆高分子的二氧化硅粒子的例子。
作为粒子，使用表面未经高分子材料修饰的直径50nm的二氧化硅粒子代替由聚苯乙烯被覆的Au粒子，除此之外，以与实施例1同样的方式在基板上形成粒子层。其结果确认了，单粒子层的形成为基板全域的10％以下，其它区域为2层以上的多层结构。
实施例2
作为实施例2，示出了对用于使Au粒子再分散的溶剂进行改变的情况。
首先，对粒子表面进行与实施例1同样的操作，形成包含聚苯乙烯(PS)的保护基。
为了使Au粒子再分散，作为溶剂，分别使用甲苯、四氢呋喃(THF)、乙酸乙脂、甲基丙基酮(MPK)、MEK、1,2-二氯乙烷、1,3-二氧戊环、乙二醇二甲醚(DME)、及环己烷，除此之外，以与实施例1同样的方式分别制作粒子涂布液。上述溶剂的沸点为60℃～90℃左右，为最适合浸涂的沸点。
然后，对于各粒子涂布液，通过以与实施例1同样的方式对用PS实施了表面处理的基板进行浸渍及提拉，在基板上形成粒子层。
此时，使溶液的浓度为3mg/cc，使提拉速度为1mm/秒。该条件在实施例1中所使用的MEK溶剂的情况下，为在基板上形成单粒子层的条件。
使用AFM对以上述条件形成粒子层的基板评价粒子的被覆性。其结果在下述表6中示出。
表6
溶剂 0层部 1层部 2层以上部
MPK 0 100 0
MEK 0 100 0
乙酸乙酯 5 90 5
DME 10 70 20
甲笨 40 30 30
1，3-二氧戊环 30 0 70
THF 30 0 70
环己烷 30 0 70
1，2-二氯乙烷 0 0 100
由该结果可知，在1mm/秒的提拉速度下，在具有链状结构的MPK、MEK、乙酸乙脂、DME中，能够进行单层涂布。其中，结构上具有酮的MPK、MEK、乙酸乙脂的一层部的比例非常优异，此外介电常数高的MPK、MEK在全部区域形成一层部，故而优选。
为了以单层涂布粒子，可以使用将被覆粒子的保护基溶解、具有链状的结构的溶剂。在粒子保护基为PS的情况下，可以使用将PS溶解、具有链状结构的溶剂。此外，通过使用介电常数高的溶剂，由于粒子的动电位提高，粒子彼此容易排斥，所以变得容易进行单层涂布，其中，优选结构中具有酮结构的溶剂。
在粒子被作为链烷的十二烷等被覆的情况下，可以使用作为非极性溶剂的己烷等。虽然可以以单层涂布基板的大面积，但由于己烷的介电常数低，所以在上述提拉速度下在基板全部区域形成单层的粒子层是困难的。
另外，在使用DME、甲苯作为溶剂的情况下，在使提拉速度变化为0.001mm/秒～0.1mm/秒时，可以将单层的粒子层形成基板全体的80％以上。
另外，在使用1,3-二氧戊环、THF、及环己烷作为溶剂的情况下，在使提拉速度变化为0.001mm/秒～0.01mm/秒时，可以形成单层的粒子层。
相对于此，在使用了MPK、MEK的情况下，可以以0.001mm/秒～15mm/秒形成单层的粒子层。
实施例3
作为实施例3，示出了使为被覆粒子而使用的第一高分子材料的分子量变化的例子。
除改变被覆粒子的表面的第一高分子材料的分子量之外，以与实施例1同样的方式制作粒子涂布液。将使分子量从1000到20000进行变化的PS用于粒子被覆用。伴随分子量的变化，以能够完全被覆粒子表面的方式适当改变添加的PS的量。
将粒子涂布液以与实施例1同样的方式应用于基板，形成粒子层。
使用AFM及SEM对得到的粒子层分别评价粒子被覆性及粒子的间距、间距的标准偏差。
所得结果在下述表7中示出。
表7
分子量 0层部 1层部 2层以上部 平均间距(nm) 标准偏差(nm)
1,000 5 80 15 14 1.8
3,000 5 90 5 17 1.5
5,000 0 100 0 20 0.9
7,500 0 100 0 24 0.8
9,800 0 100 0 26 0.9
15,000 0 100 0 28 0.9
18,500 0 100 0 29 0.8
20,000 0 100 0 31 0.9
伴随被覆粒子的PS的分子量，间距发生变化。在分子量5000以上的情况下，标准偏差为1nm以下，相对于此，在分子量小于5000的PS的情况下，标准偏差增加。由此可知，通过降低分子量，粒子彼此的距离接近，由此，粒子彼此间的范德华力增强，存在因粒子彼此凝集而导致分散恶化的倾向。
实施例4
在实施例4中，将所使用的Au粒子的平均粒径改变为5nm，改变所调节的粒子溶液的浓度，除此之外，以与实施例3同样的方式改变被覆粒子的高分子的分子量，制作粒子涂布液，在基板上形成Au粒子层。将分子量从1000至20000进行变化的PS用于粒子被覆用。伴随分子量的变化，以能够完全被覆粒子表面的方式适当改变所添加的PS的量。
使用MEK以被覆了PS的Au粒子成为2g/cc的浓度的方式进行调节，制作成粒子溶液，然后以1mm/sec的提拉速度进行浸涂。
对于形成于基板上的粒子层，使用AFM及SEM分别评价粒子被覆性及粒子的间距、间距的标准偏差。所得结果在下述表8中示出。
表8
分子量 0层部 1层部 2层以上部 平均间距(nm) 标准偏差（nm)
1,000 5 90 5 7.5 1.2
3,000 0 100 0 8.0 0.7
5,000 0 100 0 8.3 0.8
7,500 0 100 0 9.0 0.6
9,800 0 100 0 9.2 0.7
15,000 0 100 0 9.3 0.8
18,500 0 100 0 9.4 0.9
20,000 0 100 0 9.6 0.8
伴随被覆粒子的PS的分子量，间距发生变化。在分子量3000以上的情况下，标准偏差为1nm以下，相对于此，在分子量小于3000的PS的情况下，标准偏差增加。与实施例3不同，伴随粒子尺寸的降低，由于作用于粒子间的范德华力减弱，所以可以以比实施例3小的分子量进行排列改善。另一方面，在粒子大的情况下，特别是在粒子尺寸为30nm以上的粒子中，优选用分子量5000以上的PS进行被覆，更优选用10000以上的高分子材料进行被覆。
实施例5
在实施例5中，对使被覆粒子的高分子的分子量变化的情况进行说明。除了改变被覆基板表面的高分子的分子量之外，与实施例1相同。使用分子量从1000至20000进行变化的PS。如同实施例1那样，使用AFM及SEM对形成于基板上的粒子层分别评价粒子被覆性及粒子的间距、间距的标准偏差。其结果汇总于表9中。
表9
分子量 0层部 1层部 2层以上部
1,000 15 60 25
3,000 5 70 25
5,000 0 95 5
7,500 0 100 0
9,800 0 100 0
15,000 0 100 0
18,500 0 100 0
20,000 0 100 0
伴随被覆基板的PS的分子量，1层部的比例发生变化。可知发现，在分子量5000以上的情况下，基板的90％以上被由1层的粒子被覆，相对于此，如果降低分子量，则存在1层部的比例降低的倾向。
实施例6
在实施例6中，对使用通过浸涂法制作的单粒子层作为磁记录介质的籽晶层的情况进行说明。
图4是示出实施方式所涉及的磁记录介质的制造方法的一例的概略图。
作为基板，可使用玻璃基板、Al系合金基板、陶瓷、碳、具有氧化表面的Si单晶硅基板等。这里，使用玻璃基板(コニカミノルタ社制非晶基板MEL6，直径2.5英寸)。
使用DC磁控溅射装置(キヤノンアネルバ社制C-3010)，在基板表面以如下方式进行制膜。
首先，在玻璃基板20上制膜成厚度40nm的软磁性层21(CoZrNb)，然后制膜3nm的Si层22作为保护层。然后，利用UV清洗机对形成有软磁性层21及Si层22的基板20表面进行亲水化。接着，将作为第二高分子材料将分子量5000的具有羟基的聚苯乙烯以1.0wt％的浓度溶解，形成PGMEA溶液，在溶液中浸渍10秒，然后以1mm/秒的速度提拉。这样，通过浸涂法在基板表面上形成PS膜作为第一被覆层。然后，通过将基板在170℃下加热20小时，使PS化学吸附于基板表面。然后，将基板在PGMEA溶液内浸渍，进行将未与基板发生反应而剩余的PS清洗的冲洗。
通过将得到的基板在实施例1中制作的粒子溶液C中浸渍，以1mm/秒的提拉速度将粒子溶液C涂布在基板上，像图4(a)所示那样，形成具有包含粒子10和被埋入粒子10周围的保护基1的规则的排列图案的粒子层5。在由存在于基板中心的孔导致产生涂布粒子的膜厚分布的情况下，通过降低粒子溶液的浓度，且将提拉速度加快到3mm/秒左右，可以改善膜厚分布。通过调节浓度、提拉速度，来进行调节以使基板全部区域成为单粒子层。
如图4(b)所示，通过干法蚀刻，对结合于粒子10的周围的保护基15进行蚀刻，使粒子10彼此孤立。该工序例如以如下方式进行：利用电感耦合等离子(ICP)RIE装置，使用O2气体作为处理气体，将腔室压力设为0.1Pa，将线圈RF功率及台板RF功率分别设为100W及10W，将蚀刻时间设为10秒。由于Au粒子10几乎不会被O2等离子削除，所以形成Au粒子10在形成有保护层Si层22的基板表面露出的形式。就该蚀刻而言，在蚀刻了粒子10周围的保护基1后，保护层的Si层22成为蚀刻的停止层，从而蚀刻结束。
使露出了粒子10的基板20返回制膜装置(DC磁控溅射装置)，在真空排气后，在粒子10表面沉积磁记录层23。首先，制膜成5nm的Au层用于结晶取向控制，然后依次层叠制模10nm的Ru层，然后层叠15nm的Co80Pt20磁记录层23。
最后，通过CVD(化学气相沉积)形成第二保护层24，通过涂布润滑剂，得到图案化的介质110。
通过SEM观察通过上述那样的方法制作的图案化的介质的平面结构，结果CoPt粒径的分散为8.0％。由该结果判断出，由实施方式所涉及的微细图案可以得到尺寸分散低的磁记录介质。
在以这种方式制作的垂直磁记录介质中，使用美国GUZIK社制ReadWriteAnalyzer1632及SpinstandS1701MP进行记录再生特性的评价。另外，至于记录再生用的磁头，使用记录部具有约2T磁通密度的单磁极磁头、及再生元件利用巨大磁阻效应的磁头。在再生信号输出/介质噪声比(S/Nm)的评价中，对于再生信号输出S，使用线记录密度约50kFCI的振幅，对于Nm，使用线记录密度约400kFCI的均方根值。其结果，在磁盘前面完全未观察到尖峰状的杂音，得到S/Nm为19.8dB这样良好的值。此外，对该记录介质记录线记录密度约100kFCI的信号，对热波动导致的输出劣化进行评价。从记录搜索结束后到100000秒的期间，对再生输出进行了周期性测定，但再生输出的劣化在测定误差的范围内，作为信号衰减率约为-0dB/decade。
作为籽晶图案，除了像实施例6那样，直接使用粒子的方法之外，还可以在保护层上制膜成可以与保护基同时蚀刻的碳、Si等被加工层，然后形成粒子层，将形成于粒子层的图案通过干法蚀刻图案转印于被加工层，利用得到的被加工层的凹凸图案作为籽晶图案。在这种情况下，在干法蚀刻后通过湿法处理将粒子剥离，从而也可以同时除去成为磁头浮起的干扰的颗粒，并且还可以使用任意材料的基底层。
虽然对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的实施方式，并不是为了限定发明的范围。这些新的实施方式可以以其它各种方式实施，在不脱离发明的宗旨的范围内可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包括在发明的范围或宗旨内，并且包括在权利要求书所记载的发明和其同等的范围内。

Claims (10)

1.一种粒子层的涂布方法，包括：
使粒子分散于溶剂中从而制作粒子涂布液的工序，所述粒子在表面具有使用第一高分子材料形成的第一被覆层；和
在基板上涂布粒子涂布液从而形成单粒子层的工序，所述基板具有使用与所述第一高分子材料具有相同骨架的第二高分子材料形成的第二被覆层。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂具有链状结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂具有酮结构，并且具有10以上的相对介电常数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒子包含无机材料，所述无机材料含有选自铝、硅、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、锌、钇、锆、锡、钼、钽、钨、金、银、钯、铜、铂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一高分子材料为数均分子量在1000至50000之间的聚苯乙烯。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二高分子材料为数均分子量在1000至50000之间的聚苯乙烯。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂为丁酮或甲基丙基酮。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粒子涂布液通过浸涂法进行涂布。
9.一种磁记录介质的制造方法，具备：
用权利要求1～8中任一项所述的方法在基板上形成单粒子层的工序；和
在该单粒子层上形成磁记录层的工序。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述粒子涂布液通过浸涂法进行涂布。
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