DD237594A3

DD237594A3 - Verfahren zur sichtbarmachung von magnetischen informationsstrukturen

Info

Publication number: DD237594A3
Application number: DD26911384A
Authority: DD
Inventors: Fredi Schubert; Falk Friemel; Karin Kolb
Original assignee: Robotron Elektronik
Priority date: 1984-11-05
Filing date: 1984-11-05
Publication date: 1986-07-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sichtbarmachung von magnetischen Informationsstrukturen. Sie bezieht sich auf das Gebiet der Magnetspeichertechnik zur Sichtbarmachung hochdichter Informationsstrukturen auf magnetischen Informationstraegern, wie z. B. Magnetplatte oder Magnetband. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Anwendung zu bringen, welches erlaubt, eine hochdichte digitale magnetische Informationsstruktur mit hoher Aufloesung und grossem Kontrast sichtbar zu machen, wobei gleichzeitig eine elektronenoptische Auswertung infolge ihrer grossen Tiefenschaerfe gegenueber der lichtoptischen Betrachtung die Moeglichkeit einer genauen Vermessung der Informationsstruktur bietet. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die magnetische Informationsschicht mit einer magnetischen Ferrofluid-Fluessigkeit duenn ueberzogen und nach dem Trocknen der Schicht mit einer Ionenstrahlaetzung zur Kontrast- und Aufloeseerhoehung der sichtbar gemachten Informationsstruktur behandelt wird.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Magnetspeichertechnik zur Sichtbarmachung hochdichter Informationsstrukturen auf magnetischen Informationsträgern wie z. B. Magnetplatte oder Magnetband.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Sichtbarmachung von Magnetisierungsmustern kann durch magnetooptische Effekte, wie z. B. den Kerr-Effekt erfolgen. Der Nachteil dieser Effekte besteht darin, daß die meisten Materialien nur geringe magnetooptische Drehungen hervorrufen und damit einen geringen Kontrast in der Darstellung der Muster erzielen. Eine Verbesserung in dieser Hinsicht stellt die Vorrichtung zum Sichtbarmachen von Magnetfeldern nach OS 2403014 dar, welche eine zusätzliche und ausgewählte Magnetschicht in der optischen Detektionsvorrichtung voraussetzt. ·

Nachteilig ist bei dieser Vorrichtung die verschlechterte optische Auflösung der beobachteten Magnetisierungen. Magnetisierungsmuster können aber auch dadurch sichtbar gemacht werden, daß die aus der Oberfläche austretenden Streufelder mit Hilfe von „Bitter-Techniken" sichtbar gemacht werden. Dabei wird eine Suspension mit ferromagnetischen Teilchen auf die Oberfläche der Magnetschicht gebracht. Es kann die magnetische Flüssigkeit direkt oder in einer speziellen Vorrichtung (entsprechend USA-Patentschrift 3.013.206) auf die magnetisierte Oberfläche gebracht werden. Durch Ausrichten derferromagnetischen Teilchen im magnetischen Feld der Probe wird die magnetische Struktur sichtbar. Der Nachteil der bisher bekannten „Bitter-Techniken" bestehet darin, daß die Auflösung und der Kontrast der sichtbar gemachten Flußwechselfolgen und Randstreufelder sowie die Tiefenschärfe der lichtoptischen Aufnahmen für eine detaillierte Vermessung bzw. Auswertung hochdichter Informationsstrukturen nicht ausreichend sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Anwendung eines modifizierten Verfahrens der „Bitter-Technik", die die genannten Nachteile nicht aufweist und eine detaillierte Auswertung der magnetischen Informationsstruktur erlaubt.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anwendung zu bringen, welches erlaubt, eine hochdichte digitale magnetische Informationsstruktur mit hoher Auflösung und großem Kontrast sichtbar zu machen, wobei gleichzeitig eine elektronen-optische Auswertung infolge ihrer großen Tiefenschärfe gegenüber der lichtoptischen Betrachtung die Möglichkeit einer genauen Vermessung der Informationsstruktur bietet.

Das Verfahren zur Sichtbarmachung der Informationsstruktur ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die zu untersuchende Probe ein Ferrofluid aufgebracht und gleichmäßig verteilt wird. Die so entstandene Schicht wird angetrocknet und darauffolgend mehrmals mit einem speziellen Lösungsmittel gespült, um Restbestandteile der Suspension abzulösen. Anschließend wird die getrocknete Probe in ein Emissionselektronenmikroskop eingebracht, wo mit Hilfe eines lonenstrahles eine Ätzung der Ferrofluid-Schicht erfolgt. Durch die Ionenätzung wird der Kontrast und die Auflösung des sichtbar gemachten Informationsmusters, welches durch die Anordnung der Fe₃O₄-Teilchen im Bereich der aus der Oberfläche austretenden Streufelder entsteht, wesentlich verbessert. Die elektronenoptische Emissionsabbildung kann anschließend durch den Primärionenstrahl oder, wenn keine weitere Ätzung mehr gewünscht oder die Ätzrate zu groß ist, durch einen Primärelektronenstrahl erzeugt werden. Falls die Ionenätzung nicht in einem Emissionsmikroskop, sondern in einer anderen vakuumtechnischen Einrichtung ausgeführt wird, ist auch mit einem Auflichtmikroskop eine bessere Auflösung gegenüber der konventionellen „Bitter-Technik" zu erreichen.

Ausführungsbeispiel

Die Vorbehandlung der Proben nach Entnahme aus dem Informationsträger erfolgt durch Reinigung mit Hilfe von geeigneten Lösungsmitteln (z. B. CH₃OH). Zur Sichtbarmachung der hochdichten Informationsstrukturen z. B. auf hochkoerzitiven Co-P Schichten wird eine magnetische Flüssigkeit, in diesem Fall eine Ferrofluid-Petroleum Suspension mit45Gew.-% Fe₃O₄ und einer Sättigungsmagnetisierung von ca. 4OmT, mit dem Glasstab aufgetropft und anschließend durch Schleuderbeschichtung gleichmäßig verteilt. Bei einer Drehzahl von 5000 min"¹ erfolgt das Antrocknen der Schicht in ca. 2 min. Anschließend wird bei laufender Schleudereinrichtung die Probe mehrmals mit Oktan gespült, um Restbestandteile der Schicht abzulösen. Nach dem wiederholten Trocknen der so entstandenen Bitterschicht erfolgt eine Ionenätzung mittels Argon im Hochvakuum. Zweckmäßigerweise wird die Ätzung unmittelbar im Emissionselektronenmikroskop durchgeführt.

Dielonenätzungen können mit einem Kanalstrahlrohr bei einer lonenstrahlerspannung von 2OkV, einem Entladungsstrom von 0,2 mA und einer Objektspannung von 30 kV günstig durchgeführt werden. Die maximale Ätzdauer beträgt für das Vorgegebene Beispiel ca. 20 min. Dabei sollte der Ionenstrahl parallel zur Aufzeichnungsspur bzw. senkrecht zu den Flußwechselfolgen auf die Objektoberfläche auftreffen.

Bereits nach kurzer Ätzzeit kann eine verbesserte Auflösung der Flußwechselfolgen und eine Erhöhung des Kontrastes der Abbildung beobachtet werden. Die Ätzung muß spätestens dann abgebrochen werden, wenn sich die Strukturen aufzulösen beginnen. Wird eine längere Betrachtung der Muster während des Ätzens gewünscht, ist es vorteilhaft, die Probe vor dem Ätzen oder nach einer kurzen Ätzzeit mit einer dünnen Metallschicht (z.B. Kupfer) zu bedampfen. Dabei sollte das Bedampfen und anschließende Ätzen möglichst in der gleichen Hochvakuumapparatur ohne Unterbrechung des Vakuums erfolgen. Die elektronenoptische Emissionsabbildung kann durch den Argonionenstrahl selbst oder durch einen Primärelektronenstrahl ausgelöst werden. Durch die hohe Vergrößerung und vor allem Tiefenschärfe der Abbildung wird eine sehr gute quantitative und qualitative Auswertung der Informationsstruktur möglich.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Sichtbarmachung von magnetischen Informationsstrukturen unter Anwendung der bisher bekannten „Bitter-Techniken", bei denen die magnetische Informationsschicht mit einer magnetischen Ferrofluid-Flüssigkeit dünn überzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trocknen der Schicht dieselbe mit einer lonenstrahlätzung zur Kontrast- und Auflöseerhöhung der sichtbar gemachten Informationsstruktur behandelt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Ferrofluid einen Anteil von 45Gew.-% Fe₃O₄ und eine Sättigungsmagnetisierung von ca. 4OmT aufweist.
3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Antrocknen der magnetischen Ferrofluid-Flüssigkeit ein Spülvorgang mit Oktan durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lonenstrahlätzung bzw. der Primärstrahl für die Abbildung parallel zur Magnetspur bzw. senkrecht zur Flußwechselfolge auf die Oberfläche der Probe gelenkt und die Ätzung mit einer lonenstrahlerspannung 5 bis 2OkV, einem Entladungsstrom 0,91 bis 2 mA und einer Objektspannung 20 bis 40 kV mit einer maximalen Dauer von 20min ausgeführt wird.
5. Verfahren nach Punkt 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe vor dem Ätzen oder nach kurzer Ätzzeit mit einer Metallschict bedampft wird.